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(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CN108382616A(43)申请公布日2018.08.10(21)申请号201810474166.5(22)申请日2018.05.17(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)发明人邱雪松王亚楠何一非刘健郑子东刘晓克(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2页(54)发明名称基于磁悬浮随动的悬吊重力补偿装置(57)摘要一种基于磁悬浮随动的悬吊重力补偿装置,其主要包括磁悬浮驱动补偿系统和悬吊补偿系统,磁悬浮驱动补偿系统包括磁悬浮驱动模块、磁悬浮导轨,磁悬浮导轨上分别设两个磁悬浮驱动模块;所述悬吊补偿系统包括悬吊架、悬吊恒力控制模块和位置伺服模块,悬吊架的四条支腿分别与上述磁悬浮驱动模块固连,两个位置伺服模块设在悬吊架上的滑轨上,并分别与两个悬吊恒力控制模块垂直连接;所述位置伺服模块包括两个X向移动滑块、Y向移动滑块、伺服电机、丝杠和两个辅助导杆;所述悬吊恒力控制模块包括直流电机、卷扬筒、钢丝绳、角度传感器、拉力传感器。本发明具有结构简单,重力补偿精度高,通用性强,可扩展性好等良好的综合性能。CN108382616ACN108382616A权利要求书1/1页1.一种基于磁悬浮随动的悬吊重力补偿装置,它包括磁悬浮驱动补偿系统和悬吊补偿系统,其特征在于:所述磁悬浮驱动补偿系统包括磁悬浮驱动模块(4)和磁悬浮导轨(5),其中磁悬浮导轨(5)为平行的两条直线或曲线导轨,以适应月球车(7)的直线或曲线行驶,每条磁悬浮导轨(5)上分别设两个磁悬浮驱动模块(4);所述悬吊补偿系统包括悬吊架(3)、悬吊恒力控制模块(2)和位置伺服模块(1),其中悬吊架(2)的四条支腿分别与上述磁悬浮驱动模块(4)固连,悬吊架(3)的顶部设有两条平行的滑轨,两个相互平行的位置伺服模块(1)的两端设在悬吊架(3)上的滑轨上,并分别与两个悬吊恒力控制模块(2)垂直连接;所述位置伺服模块包括两个X向移动滑块(8)、Y向移动滑块(10)、伺服电机(9)、丝杠(11)和两个辅助导杆(12),其中两个X向移动滑块(8)均连接在悬吊架(3)顶的滑轨上,并能沿滑轨移动,伺服电机(9)固定在其中一个X向移动滑块(8)上,丝杠(11)一端通过联轴器与伺服电机(9)连接,丝杠(11)的另一端通过轴承配合设在轴承支撑座上,该轴承支撑座固定在另一个X向移动滑块(8)上,在丝杠(11)两边各设一根辅助导杆(12),辅助导杆(12)两端分别与两个X向移动滑块(8)螺纹连接;Y向移动滑块(10)与丝杠(11)和两个导杆(12)套装在一起,Y向移动滑块(10)与丝杠(11)连接的孔为与丝杠(11)相同的弧形螺旋槽,套装在一起形成螺旋滚道,Y向移动滑块(10)与辅助导杆(12)连接的孔为光孔;所述悬吊恒力控制模块包括直流电机(17)、卷扬筒(13)、钢丝绳(14)、角度传感器(15)、拉力传感器(16),其中直流电机(17)固定在Y向移动滑块(10)上,卷扬筒(13)与直流电机(17)的输出轴连接,卷扬筒(13)上缠绕着钢丝绳(14),钢丝绳(14)竖直向下,拉力传感器(16)通过轴销固定在钢丝绳(14)上,钢丝绳(14)的末端联接于月球车(7)质心位置并在连接处设有角度传感器(15)。2CN108382616A说明书1/3页基于磁悬浮随动的悬吊重力补偿装置技术领域[0001]本发明涉及一种航天器的地面测试装置,特别是一种重力补偿装置。背景技术[0002]地面微重力模拟是随着航天技术不断发展而出现的研究领域。人类活动不断地向太空发展,对航天器的研究越来越深入,在航天器的地面测试设备中,重力补偿装置是不可缺少的一部分,现有的微重力模拟方法主要有:落塔法、抛物飞行法、水浮法、气浮法、悬吊法和磁悬浮法。[0003]落塔法造价昂贵,空间飞行器尺寸受限,通用性差,且单次微重力实验时间过短,无法全面考核飞行器的各性能指标。[0004]抛物飞行法同样造价昂贵,并受空间机器人外形尺寸、飞行器重量及飞行安全性等多重因素影响。同样因单次实验的时间短,无法全面考核飞行器的各项性能指标。[0005]水浮法易受水的阻力和紊流的影响,降低飞行器的模拟精度。且飞行器须做专门防水密封处理,维护成本高,目前主要应用于宇航员的培训试验。[0006]气浮法只能实现平面的微重力实验,而对于飞行器在三维空间的复杂运动测试则显得无能为力,主要用于二维平动的轻-中-重载的飞行器微重力模拟。[0007]悬吊法适用范围相对较广,可模拟三维空间运动,且成本相对较低。但支撑绳索的桁架结构复杂、导轨布局困难、加工精