基于悬吊与气悬浮组合的六自由度零重力模拟系统

摘要

基于悬吊与气悬浮组合的六自由度零重力模拟系统，本发明属于地面微重力模拟实验平台的航空宇航技术领域。它的大直径卷筒另一端的轴和小直径卷筒另一端的轴通过第二组气浮轴承转动安装在底座上，扭矩传感器的另一端和大扭矩传感器的另一端都通过离合器、制动器与小直径卷筒的转轴传动连接，气浮导轨垂直安装在底座，第一吊索绳切线出大直径卷筒后通过滑轮变向垂直吊接待测工件平台；待测工件水平设置在球形气浮轴承的上端面上，球形气浮轴承的下端面设置在待测工件平台上，气罐为球形气浮轴承供气使其悬浮。本发明结构紧凑，克服了一般气浮式微重力设备无法进行垂直方向自由度模拟的缺点，也增加了悬吊式微重力设备在三旋转自由度上的模拟。

主权项

基于悬吊与气悬浮组合的六自由度零重力模拟系统，其特征在于它包括底座（1）、球形气浮轴承（2）、气罐（3）、反射镜（4）、第一吊索绳（5）、激光器和光检测组件（6）、第一组气浮轴承（7）、第二组气浮轴承（8）、平衡电机（9）、起重电机（10）、离合器（11）、制动器（12）、扭矩传感器（13）、配重（14）、气浮导轨（15）、无摩擦气缸（16）、大直径卷筒（17）、小直径卷筒（18）、滑轮（19）、第二吊索绳（20）、待测工件平台（21）；所述大直径卷筒（1）的一端面与小直径卷筒（18）的一端面同轴连接；大直径卷筒（17）另一端的轴和小直径卷筒（18）另一端的轴通过第二组气浮轴承（8）转动安装在底座（1）上，平衡电机（9）的输出轴与扭矩传感器（13）的一端传动连接，起重电机（10）的输出轴与大扭矩传感器（10‑1）的一端传动连接，扭矩传感器（13）的另一端和大扭矩传感器（10‑1）的另一端都通过离合器（11）、制动器（12）与小直径卷筒（18）的转轴传动连接，第一吊索绳（5）缠绕在大直径卷筒（17）的绳槽内，第二吊索绳（20）缠绕在小直径卷筒（18）的绳槽内；气浮导轨（15）垂直安装在底座（1），配重（14）滑动安装在气浮导轨（15）上，配重（14）吊接在第二吊索绳（20）的下端上；第一吊索绳（5）切线出大直径卷筒（17）后通过滑轮（19）变向垂直吊接待测工件平台（21）；无摩擦气缸（16）的基座安装在底座（1）上，滑轮（19）通过第一组气浮轴承（7）转动安装在底座（1）上；无摩擦气缸（16）的活塞杆端头上的滑轮（16‑1）转动顶在大直径卷筒（17）与滑轮（19之）间的第一吊索绳（5）上，无摩擦气缸（16）用于模拟低刚度弹簧的作用；反射镜（4）安装在滑轮（19）与待测工件平台（21）之间的第一吊索绳（5）上，激光器和光检测组件（6）安装在底座（1）上，使激光器和光检测组件（6）发射出的激光能通过反射镜（4）反射回到激光器和光检测组件（6）的光检测窗口；气罐（3）安装在待测工件平台（21）的下端，待测工件（22）水平设置在球形气浮轴承（2）的上端面上，球形气浮轴承（2）的下端面设置在待测工件平台（21）上，气罐（3）为球形气浮轴承（2）供气使其悬浮。