一種1/6g低重力平衡吊掛裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及月球車(chē)吊掛系統(tǒng)，具體的說(shuō)是一種l/6g低重力平衡吊掛裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，重力平衡吊掛裝置只是單點(diǎn)吊掛，而沒(méi)有出現(xiàn)多體吊掛。對(duì)于被吊掛物體上有運(yùn)動(dòng)部件和靜止部件時(shí)，單體吊掛達(dá)不到實(shí)時(shí)重力平衡的要求，因此只能采用多體吊掛形式。重力平衡系統(tǒng)吊掛裝置的吊掛作用力作用點(diǎn)必須在試驗(yàn)物體質(zhì)心上。但是試驗(yàn)物體的質(zhì)心在探測(cè)器內(nèi)部，在不改變?cè)囼?yàn)物體原有結(jié)構(gòu)的情況下很難使吊掛力的作用點(diǎn)通過(guò)質(zhì)心。
[0003]國(guó)內(nèi)還沒(méi)有出現(xiàn)可用的模擬月球環(huán)境的l/6g(g為重力加速度)低重力平衡吊掛裝置，當(dāng)月面巡視器在不同的工況下運(yùn)動(dòng)時(shí)，巡視器上有運(yùn)動(dòng)部件和靜止部件，因此很難保證始終抵消5/6Mg地球與月球的重力差，實(shí)現(xiàn)月面l/6g低重力環(huán)境的模擬。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種l/6g低重力平衡吊掛裝置。l/6g低重力平衡吊掛裝置能保證月面巡視器在不同工況時(shí)，采用多體吊掛方式，實(shí)時(shí)抵消5/6Mg地球與月球的重力差，實(shí)現(xiàn)月面l/6g低重力環(huán)境的模擬。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0006]一種l/6g低重力平衡吊掛裝置，包括吊索、月面巡視探測(cè)器、張力控制吊掛裝置、水平跟隨平臺(tái)、轉(zhuǎn)盤(pán)、縱向運(yùn)動(dòng)大車(chē)及橫向運(yùn)動(dòng)小車(chē)，其中縱向運(yùn)動(dòng)大車(chē)滑動(dòng)連接于行車(chē)軌道上，所述橫向運(yùn)動(dòng)小車(chē)位于縱向運(yùn)動(dòng)大車(chē)的下方、并與縱向運(yùn)動(dòng)大車(chē)滑動(dòng)連接，所述轉(zhuǎn)盤(pán)的上端與橫向運(yùn)動(dòng)小車(chē)轉(zhuǎn)動(dòng)連接，下端與水平跟隨平臺(tái)固接，所述水平跟隨平臺(tái)的下方連接有六個(gè)張力控制吊掛裝置，各張力控制吊掛裝置通過(guò)吊索與月面巡視探測(cè)器連接。
[0007]所述水平跟隨平臺(tái)包括大平臺(tái)和設(shè)置于大平臺(tái)上的六個(gè)二維跟隨小滑臺(tái)，每個(gè)二維跟隨小滑臺(tái)均包括兩個(gè)上下設(shè)置、并相互垂直的直線驅(qū)動(dòng)單元，下方的直線驅(qū)動(dòng)單元與張力控制吊掛裝置固連。
[0008]所述各直線驅(qū)動(dòng)單元包括伺服電機(jī)、滾珠絲杠及導(dǎo)軌滑塊，其中伺服電機(jī)連接滾珠絲杠，所述導(dǎo)軌滑塊通過(guò)螺旋副與滾珠絲杠連接。
[0009]所述張力控制吊掛裝置包括卷?yè)P(yáng)設(shè)備、動(dòng)滑輪、定滑輪、力傳感器、傾角測(cè)量機(jī)構(gòu)及張力調(diào)整裝置，其中卷?yè)P(yáng)設(shè)備、張力調(diào)整裝置及定滑輪依次安裝于水平跟隨平臺(tái)上，所述張力調(diào)整裝置的輸出方向垂直向下、并輸出端與動(dòng)滑輪連接，所述吊索末端吊掛在月面巡視器上，另一端依次穿過(guò)傾角測(cè)量機(jī)構(gòu)、定滑輪及動(dòng)滑輪后與卷?yè)P(yáng)設(shè)備連接，所述力傳感器安裝于所述水平跟隨平臺(tái)上、并與定滑輪串聯(lián)。
[0010]所述張力調(diào)整裝置包括動(dòng)滑輪安裝架、緩沖彈簧、電動(dòng)推桿及伺服電動(dòng)缸，其中伺服電動(dòng)缸安裝于水平跟隨平臺(tái)上，所述伺服電動(dòng)缸的電動(dòng)推桿連接活動(dòng)板，所述動(dòng)滑輪安裝架上設(shè)有兩個(gè)導(dǎo)向柱，每個(gè)導(dǎo)向柱上均套設(shè)有所述緩沖彈簧，各導(dǎo)向柱的上端與活動(dòng)板活動(dòng)連接，所述電動(dòng)缸動(dòng)作使電動(dòng)推桿伸長(zhǎng)或收縮，改變緩沖彈簧的變形量，從而使動(dòng)滑輪上下運(yùn)動(dòng)。
[0011]所述傾角測(cè)量機(jī)構(gòu)包括第一夾輪組、第二夾輪組、外層轉(zhuǎn)動(dòng)角度測(cè)量編碼器、內(nèi)層轉(zhuǎn)動(dòng)角度測(cè)量編碼器、第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸、第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸、內(nèi)層轉(zhuǎn)動(dòng)塊、外層轉(zhuǎn)動(dòng)塊、角度座，其中內(nèi)層轉(zhuǎn)動(dòng)塊通過(guò)第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸可相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在外層轉(zhuǎn)動(dòng)塊上，該外層轉(zhuǎn)動(dòng)塊通過(guò)第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸可相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)地與角度座相連，所述內(nèi)層轉(zhuǎn)動(dòng)塊上安裝有上下設(shè)置的第一夾輪組和第二夾輪組，外層轉(zhuǎn)動(dòng)角度測(cè)量編碼器安裝在第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸的一端，內(nèi)層轉(zhuǎn)動(dòng)角度測(cè)量編碼器安裝在第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸的一端。
[0012]所述吊索通過(guò)吊裝夾具與月面巡視探測(cè)器連接，所述吊裝夾具包括車(chē)體吊裝夾具和搖臂吊裝夾具，所述月面巡視探測(cè)器車(chē)體的前后端均設(shè)有車(chē)體吊裝夾具，所述月面巡視探測(cè)器的主搖臂和副搖臂上均設(shè)有搖臂吊裝夾具。
[0013]所述車(chē)體吊裝夾具包括兩個(gè)球副和一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副，其中兩個(gè)球副與轉(zhuǎn)動(dòng)副依次串聯(lián)在一起，所述吊索與轉(zhuǎn)動(dòng)副連接。
[0014]所述搖臂吊裝夾具包括主搖臂吊裝夾具和副搖臂吊裝夾具，所述主搖臂吊裝夾具和副搖臂吊裝夾具都包括圓弧導(dǎo)軌和滑塊，其中圓弧導(dǎo)軌通過(guò)法蘭與搖臂連接，所述滑塊連接于圓弧導(dǎo)軌上、并沿著圓弧導(dǎo)軌滑動(dòng)，所述吊索與滑塊連接。
[0015]所述轉(zhuǎn)盤(pán)上端面與連接柱轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述連接柱與橫向運(yùn)動(dòng)小車(chē)固聯(lián)，所述轉(zhuǎn)盤(pán)通過(guò)同步齒形帶與減速器連接，所述減速器與轉(zhuǎn)盤(pán)伺服電機(jī)連接。
[0016]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與積極效果為:
[0017]1.本發(fā)明的雙弧形滑動(dòng)導(dǎo)軌裝置，能在不改變?cè)兄亓ζ胶庀到y(tǒng)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，使吊掛力的作用點(diǎn)在重力平衡系統(tǒng)做任何狀態(tài)變化時(shí)，都作用在重力平衡系統(tǒng)的質(zhì)心上。
[0018]2.本發(fā)明填充了國(guó)內(nèi)無(wú)月面低重力環(huán)境模擬裝置的空白，實(shí)現(xiàn)了可用于在地面實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)下模擬月球低重力環(huán)境的l/6g低重力平衡四維跟隨吊掛裝置。
[0019]3.本發(fā)明的張力控制吊掛裝置，在不改變?cè)旅嫜惨暺鞯膭?dòng)力學(xué)特性的基礎(chǔ)上，只用于補(bǔ)償5/6Mg重力，無(wú)其他附加質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)恒力吊掛。
[0020]4.本發(fā)明成功實(shí)現(xiàn)了多體吊掛，真實(shí)再現(xiàn)各運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)間活動(dòng)連接處的受力情況，保證各吊點(diǎn)鉛垂線始終通過(guò)被吊體質(zhì)心，吊掛合力鉛垂線始終通過(guò)吊掛部件質(zhì)心，適應(yīng)質(zhì)心實(shí)時(shí)變化。
[0021]5.本發(fā)明的吊裝夾具和水平跟隨平臺(tái)能實(shí)現(xiàn)模擬系統(tǒng)吊索的鉛垂和吊點(diǎn)跟隨月面巡視器在試驗(yàn)場(chǎng)合理范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)，具有相應(yīng)的跟隨速度和精度。
[0022]6.本發(fā)明的轉(zhuǎn)盤(pán)可繞垂直地面中心軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)月面巡視器不受限制的旋轉(zhuǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖2為圖1中I處放大圖；
[0025]圖3為圖1中II處放大圖；
[0026]圖4為圖1的側(cè)視圖；
[0027]圖5為本發(fā)明中張力控制吊掛裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖6為本發(fā)明中傾角測(cè)量機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖7為圖6中A向視圖；
[0030]圖8為本發(fā)明中各吊點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)范圍圖。
[0031]其中:1為吊索，2為月面巡視探測(cè)器，3為張力控制吊掛裝置，4為轉(zhuǎn)盤(pán)，5為縱向運(yùn)動(dòng)大車(chē)，6為橫向運(yùn)動(dòng)小車(chē)，7為球副，8為轉(zhuǎn)動(dòng)副，9為主搖臂，10為副搖臂，11為圓弧導(dǎo)軌，12為滑塊，13為法蘭，14為大平臺(tái)，15為伺服電機(jī)，16為滾珠絲杠，17為導(dǎo)軌滑塊，18為轉(zhuǎn)盤(pán)伺服電機(jī)，19為減速器，20為同步齒形帶，21為卷?yè)P(yáng)設(shè)備，22為動(dòng)滑輪，23為緩沖彈簧，24為電動(dòng)推桿，25為定滑輪，26為力傳感器，27為電動(dòng)缸，28為第一夾輪組，29為第二夾輪組，30為外層轉(zhuǎn)動(dòng)角度測(cè)量編碼器，31為內(nèi)層轉(zhuǎn)動(dòng)角度測(cè)量編碼器，32為夾輪座，33為內(nèi)層轉(zhuǎn)動(dòng)塊，34為外層轉(zhuǎn)動(dòng)塊，35為角度座，36為第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸，37為第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸，38為左夾輪，39為左夾輪軸，40為右?jiàn)A輪，41為右?jiàn)A輪軸，42為隔套，44為支撐板，50為活動(dòng)板，51為導(dǎo)向柱，52為動(dòng)滑輪安裝架，53為主搖臂及前輪吊點(diǎn)變化范圍，54為副搖臂及中后輪吊點(diǎn)變化范圍，55為巡視器車(chē)體吊點(diǎn)變化范圍。
【具體實(shí)施方式】
[0032]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳述。
[0033]如圖1、圖2所示，本發(fā)明包括吊索1、月面巡視探測(cè)器2、張力控制吊掛裝置3、水平跟隨平臺(tái)、轉(zhuǎn)盤(pán)4、縱向運(yùn)動(dòng)大車(chē)5及橫向運(yùn)動(dòng)小車(chē)6，其中縱向運(yùn)動(dòng)大車(chē)5滑動(dòng)連接于行車(chē)軌道上，所述橫向運(yùn)動(dòng)小車(chē)6位于縱向運(yùn)動(dòng)大車(chē)5的下方、并與縱向運(yùn)動(dòng)大車(chē)5滑動(dòng)連接，所述轉(zhuǎn)盤(pán)4的上端通過(guò)連接柱與橫向運(yùn)動(dòng)小車(chē)6轉(zhuǎn)動(dòng)連接，下端轉(zhuǎn)動(dòng)面與水平跟隨平臺(tái)固接，所述轉(zhuǎn)盤(pán)4通過(guò)同步齒形帶20與減速器19連接，所述減速器19與轉(zhuǎn)盤(pán)伺服電機(jī)18連接。所述水平跟隨平臺(tái)的下方連接有六個(gè)張力控制吊掛裝置3，各張力控制吊掛裝置3通過(guò)吊索I與月面巡視探測(cè)器2連接。所述吊索I通過(guò)吊裝夾具與月面巡視探測(cè)器2連接。
[0034]所述水平跟隨平臺(tái)包括大平臺(tái)14和設(shè)置于大平臺(tái)14上的六個(gè)二維跟隨小滑臺(tái)，每個(gè)二維跟隨小滑臺(tái)均包括兩個(gè)上下設(shè)置、并相互垂直的直線驅(qū)動(dòng)單元，所述各直線驅(qū)動(dòng)單元均包括伺服電機(jī)15、滾珠絲杠16及導(dǎo)軌滑塊17，其中伺服電機(jī)15連接滾珠絲杠16，所述導(dǎo)軌滑塊17通過(guò)螺旋副與滾珠絲杠16連接，下方的直線驅(qū)動(dòng)單元與張力控制吊掛裝置3固定連接。
[0035]如圖3所示，所述張力控制吊掛裝置3包括卷?yè)P(yáng)設(shè)備21、動(dòng)滑輪22、定滑輪25、力傳感器26、傾角測(cè)量機(jī)構(gòu)及張力調(diào)整裝置，其中卷?yè)P(yáng)設(shè)備21、張力調(diào)整裝置及定滑輪25依次安裝于水平跟隨平臺(tái)上，所述張力調(diào)整裝置的輸出方向垂直向下，張力調(diào)整裝置的輸出端與動(dòng)滑輪22連接，所述吊索I末端通過(guò)吊裝夾具吊掛在月面巡視探測(cè)器2上，另一端依次穿過(guò)傾角測(cè)量機(jī)構(gòu)、定滑輪25及動(dòng)滑輪22后與卷?yè)P(yáng)設(shè)備21連接，所述力傳感器26安裝于所述水平跟隨平臺(tái)上、并與定滑輪25的末端串聯(lián)，實(shí)時(shí)檢測(cè)吊索I的張力。
[0036]所述張力調(diào)整裝置包括動(dòng)滑輪安裝架52、緩沖彈簧23、電動(dòng)推桿24及伺服電動(dòng)缸27，其中伺服電動(dòng)缸27安裝于水平跟隨平臺(tái)上，伺服電動(dòng)缸27的電動(dòng)推桿24連接活動(dòng)板52，所述動(dòng)滑輪安裝架上設(shè)有兩個(gè)導(dǎo)向柱51，每個(gè)導(dǎo)向柱51上均套設(shè)有緩沖彈簧23，各導(dǎo)向柱51的上端與活動(dòng)板52活動(dòng)連接。電動(dòng)缸27動(dòng)作使電動(dòng)推桿24伸長(zhǎng)或收縮，改變緩沖彈簧23的變形量，從而使動(dòng)滑輪22上下運(yùn)動(dòng)。
[0037]所述傾角測(cè)量機(jī)構(gòu)包括第一夾輪組28、第二夾輪組29、外層轉(zhuǎn)動(dòng)角度測(cè)量編碼器30、內(nèi)層轉(zhuǎn)動(dòng)角度測(cè)量編碼器31、第