一种全域自平衡重力卸载装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109080860A(43)申请公布日2018.12.25(21)申请号201810596904.3(22)申请日2018.06.11(71)申请人燕山大学地址066004河北省秦皇岛市海港区河北大街西段438号(72)发明人赵延治韩龙光杨伟单煜郭凯达李晓欢(74)专利代理机构秦皇岛一诚知识产权事务所(普通合伙)13116代理人崔凤英(51)Int.Cl.B64G7/00(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图4页(54)发明名称一种全域自平衡重力卸载装置(57)摘要本发明公开了一种全域自平衡重力卸载装置，其包括支撑架、悬挂装置、固定架、悬挂重物平台、三条结构完全相同的连接分支，三条分支对称分布连接固定平台和悬挂物体平台，每条分支由滑块、第一转动轴、第一连杆、第二转动轴、第二连杆、第三转动轴组成，移动副与固定平台成固定夹角，各分支转动副轴线与移动副轴线平行，固定架、三个连接分支和悬挂重物平台共同构成一种力输入输出映射关系不变的结构。本发明能够在保持配重块质量不变的情况下，在工作空间内悬挂物体平台沿任意轨迹运动即全域内可以实现自平衡重力。CN109080860ACN109080860A权利要求书1/1页1.一种全域自平衡重力卸载装置，其包括支撑架、悬挂组件、固定支架、悬挂物体平台、三支结构完全相同的连接分支，其特征在于：所述支撑架包括六边形上平板、六根支撑腿、三个支撑横梁，其中每两个支撑腿的上部通过支撑横横梁连接为一组，三组支撑腿均布在上平板上，并与上平板固连；所述固定支架包括三根横梁、三根长纵梁、三根短纵梁和三根斜梁，其中三根横梁的两端分别通过三角形角铁连接，形成一个正三角形，每个角分别与直角铁连接，该直角铁的上端与上平板固连，直角铁上均设有一个长纵梁和一个短纵梁，各横梁下面均设有斜梁，三根斜梁相錯地一端与长纵梁连接，另一端与短纵梁连接，斜梁与横梁形成正三角形平面成固定角度α；三条连接分支分别连接固定支架和悬挂物体平台，三条分支包括直线导轨、滑块、轴承座、第一转动轴、第一连杆、第二转动轴、第二连杆和第三转动轴，其中直线导轨平行固定在固定支架的三个斜梁内侧，滑块与直线导轨滑动连接，轴承座固定在滑块上，轴承座与滑块之间设有垫板，第一连杆的一端通过第一转动轴与轴承座连接，第一连杆的另一端通过第二转动轴与第二连杆的一端相连，第二连杆的另一端通过第三转动轴与固定在悬挂物体平台上的固定轴承座连接，上述三个分支转动副与移动副轴线平行；固定轴承座上的轴承孔与悬挂物体平台成固定角度α，三个固定轴承座均布在悬挂物体平台上，悬挂物体平台底面中心设有球座，球座中球铰通过球销与连接扣的一端连接，连接扣的另一端与吊钩连接；所述悬挂组件包括承载架、滑轮组件、钢丝绳、定位销、定位板和吊环，其中滑轮组件包括滑轮座和导向轮，滑轮座固定在横梁上，导向轮设在滑轮座上；每一组支撑腿之间均设有一对承载架，承载架固定在承载架底座上，钢丝绳的一端与设在垫板上吊环连接，其另一端上设有钢丝绳卡，其绕过导向轮端部与吊环连接，吊环与定位板的一端连接，定位板上设有间距相等的若干孔，承载架上设有可以竖直滑动的配重块，配重块上设有定位销，通过调节定位销插入定位板上不同的孔中，调节两个定位销之间配重块的质量，进而与各分支不同的力平衡。2CN109080860A说明书1/3页一种全域自平衡重力卸载装置技术领域[0001]本发明涉及一种重力卸载装置，特别是一种空间机构地面重力卸载装置。背景技术[0002]卫星、飞行器和空间站等航天系统在轨飞行前，为保证系统的高精度和可靠性，应在地而上对其空间机构进行动力学试验。然而，地面的重力环境会导致无法通过试验获得机构的性能特性，因此，地面重力卸载装置的研究成为了越来越重要的课题。现有的卸载方法有落塔法、气浮法、水浮法、抛物线飞行法和悬吊法。专利201220668202.X公开了一种氦气球悬挂重力卸载装置，包括具有安全绳、悬挂绳、牵控绳以及进气口和出气口的氦气球，该装置利用拉力传感器将试验过程中拉力的变化进行采样并实时传输至地面的计算机，通过对阀的控制来控制氢气体积进而达到运动过程中重力卸载。但是，这种装置的控制较复杂同时又需要较大的工作空间。[0003]专利201220544578.X公开了一种二维主动跟随减重吊挂装置，该装置利用传感器测出目标工件的运动偏角，将测量信息反馈给导轨系统，利用直线导轨、滑块和转轴主动跟随目标工件的平面运动，通过传感器和卷绳组件提供竖直方向恒定挂力。专利201510076195.2公开了一种多自由度卫星大型荷载微重力装配卸载装置，采用吊丝配重的方法实现重力卸载，该机构多自由度吊点可调，利用钢丝绳一端连接载荷点，另一端绕过可360度旋转的滑轮组件