发明名称 空间微重力模拟实验系统
摘要 本发明公开了一种空间微重力模拟实验系统,主要包括6个部分:外围框架、调平系统、水平面内被动调节机构、Z方向主动重力补偿系统、回转被动调整机构以及俯仰偏转主动调整系统。本发明能够很好地模拟太空微重力环境,复现零重力状态,安全可靠、可重复利用且结构简单、成本低、方便可行便于广泛推广,同时为航天员或空间站机器人在太空舱外移动提供一个平台,模拟舱外的扶手布置。
申请公布号 CN103085992B 申请公布日期 2015.11.25
申请号 CN201210484568.6 申请日期 2012.11.23
申请人 北京理工大学 发明人 李辉;李洪杰;黄强;蒋志宏
分类号 B64G7/00(2006.01)I 主分类号 B64G7/00(2006.01)I
代理机构 代理人
主权项 一种空间微重力模拟实验系统,包括:外围框架,包括上层平台(1)、下层平台(9)和四个支柱(6);所述上层平台(1)用来放置水平面内被动调节机构(3),所述下层平台上布置了12根扶手,以模拟空间站舱外扶手的尺寸和排列方式;四个支柱用于连接上下层平台,同时支撑上层平台,上下层平台和四个支柱均为角钢焊接而成,能够为平台提供足够刚度;调平系统,其包括粗调平机构和精调平机构两个部分;所述精调平机构包括球形垫片(10)、精调顶板(11)、微调螺母(12)、微调螺钉(13)、精调底板(14)、精调螺母(15)、精调螺钉(16);所述粗调平机构包括所述下层平台(9)的垫铁,用于调整高度,补偿地面的平面度误差,克服地面的不平度;所述精调平机构用于补偿机构的加工、安装误差;水平面内被动调节机构,其包括X方向被动调节机构、Y方向被动调节机构和支撑板;X、Y方向被动调节机构分别由2条直线导轨和4个滚珠滑块组成;X方向导轨(18)安装在Y方向滑块(17)上,支撑板(21)安装在X方向滑块(19)上,因此支撑板(21)能在X和Y方向顺畅地被动滑行;Z方向主动重力补偿系统,其包括电机、减速器、力矩测试仪、丝杠、导轨、滚珠滑块和滑轨;回转被动调整机构,其能够保证实验对象在受到回转力作用时跟随力矩转动;吊杆(32)和上支撑板(27)之间采用止推轴承连接,止推轴承保证实验对象在受到回转力矩时,实验对象跟随该力矩转动;俯仰偏转主动调整系统,其包括上支撑板(27)、三个绳驱动装置(31)、中心固定杆(28)、三条吊绳(30)和下支撑板(29),下支撑板(29)与实验对象连接;中心固定杆(28)与下支撑板(29)之间通过球关节连接,因此中心固定杆(28)不会影响实验对象在外力矩下姿态的变化;中心固定杆(28)将实验对象受到的水平方向力,传到水平面内被动调节机构(3),保证水平面内被动调节机构(3)正常工作;将实验对象受到的Z方向的力,传导到Z方向主动重力补偿系统(4),保证Z方向主动重力补偿系统(4)运行,同时保证俯仰偏转主动调整系统(7)不受X、Y和Z方向上外力的干扰;俯仰偏转主动调整系统(7)的上支撑板(27)上安装有三套绳驱动装置(31),通过绳驱动装置调整吊绳(30)的长度,主动改变实验对象的姿态;三套绳驱动装置(31)中都装有拉力传感器,用于测量吊绳的张力;实验对象上装有陀螺仪和关节位置控制器。
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