一种竖直方向恒力系统

摘要

一种竖直方向恒力系统，该系统包括平衡点恒力弹簧模块、齿轮齿条补偿模块与数据采集控制模块，用于补偿航天器地面验证受到的重力。平衡点恒力弹簧模块包括压簧、直线导轨、直线轴承、第一滚动轴承、弹簧外套与连接件，此模块在平衡点提供恒力；齿轮齿条补偿模块包括齿轮齿条组、电机及固定板，当航天器偏离平衡点时，可带动安装在其下端的平衡点恒力弹簧模块在竖直方向做加减速或匀速运动，调整压簧上的力，保证恒力输出。数据采集控制模块包括电机驱动器与控制卡、高精度张力传感器、位移传感器、数据采集卡及上位机PC。本发明可以在竖直方向提供恒力，补偿航天器的重力，具有运行稳定、不易受外界干扰及恒力精度高等优点。

主权项

一种竖直方向恒力系统，其特征是：系统由平衡点恒力弹簧模块、齿轮齿条补偿模块与数据采集控制模块组成，用于补偿航天器地面验证受到的重力；所述齿轮齿条补偿模块包括小齿轮、齿条及其固定组件、力矩电机以及固定板；齿条固定组件包括齿条外固定框与第二滚动轴承，第二滚动轴承安装在齿条外固定框上，齿条与第二滚动轴承相切；小齿轮与齿条啮合，在力矩电机作用下，带动齿条在竖直方向上做加减速或者匀速运动，带动安装在其下端平衡点恒力弹簧模块运动，控制压簧的压缩量，从而控制弹簧上的力；小齿轮安装在力矩电机上，齿条及其固定组件与力矩电机都安装在固定板上；所述数据采集控制模块包括电机驱动器、电机控制卡、高精度张力传感器、位移传感器、数据采集卡以及上位机PC；融合高精度张力传感器和位移传感器的信息作为上位机PC的反馈输入，提高精度；此模块为系统的大脑，负责各个部分的数据收集、处理并产生控制信号协同每部分的工作；系统等效数学模型为力矩电机与质量弹簧系统的组合。