專利名稱：空間智能跟隨氣浮臺(tái)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種空間智能跟隨氣浮臺(tái)，具體的是一種三維空間智能跟隨功能的氣 浮臺(tái)，屬于航天機(jī)械結(jié)構(gòu)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著航天技術(shù)的不斷發(fā)展，大型太陽(yáng)能帆板和大型伸展臂等大型展開(kāi)機(jī)構(gòu)的應(yīng)用 越來(lái)越廣泛。在地面實(shí)驗(yàn)室條件下，為了精確的模擬外層空間的力學(xué)環(huán)境以及被試驗(yàn)件的 在軌運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，一般通過(guò)壓縮空氣將其浮起平衡重力的影響。但是，對(duì)于此類大型展開(kāi)機(jī)構(gòu) 往往存在尺寸大，運(yùn)動(dòng)復(fù)雜的特點(diǎn)。為了滿足這類展開(kāi)機(jī)構(gòu)的展開(kāi)需要，大型氣浮平臺(tái)尺寸 必須足夠大，往往需要多塊小型平臺(tái)拼裝組成，這對(duì)平臺(tái)的加工和安裝均提出了苛刻的技 術(shù)要求，并且在相鄰兩塊小型平臺(tái)的接縫處容易產(chǎn)生卡滯現(xiàn)象，影響被測(cè)機(jī)構(gòu)的正常運(yùn)動(dòng)。 此外，為了滿足大尺寸展開(kāi)機(jī)構(gòu)復(fù)雜運(yùn)動(dòng)的需要，其隨動(dòng)工裝一般結(jié)構(gòu)復(fù)雜，質(zhì)量過(guò)大，有 時(shí)甚至為展開(kāi)機(jī)構(gòu)自身質(zhì)量的數(shù)倍以上，這必然會(huì)對(duì)展開(kāi)機(jī)構(gòu)引入較大的附加力和附加力 矩，嚴(yán)重影響試驗(yàn)的精度和準(zhǔn)確性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種空間智能跟隨氣浮臺(tái)，適用于大型展開(kāi)機(jī)構(gòu)，且能夠在空間上 智能跟隨展開(kāi)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)，從而平衡被試驗(yàn)機(jī)構(gòu)的重力，既滿足了在地面實(shí)驗(yàn)室模擬外層 空間力學(xué)環(huán)境的要求，又不會(huì)對(duì)展開(kāi)機(jī)構(gòu)引入過(guò)多的附加力和附加力矩，有效保證了地面 試驗(yàn)的精度和準(zhǔn)確性。本發(fā)明所涉及的空間智能跟隨氣浮臺(tái)包括智能跟隨車、車載小型氣浮臺(tái)和重力平 衡裝置；其中智能跟隨車包括底盤(pán)、主動(dòng)輪、萬(wàn)向從動(dòng)輪、電機(jī)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和控制器，車載小 型氣浮臺(tái)包括支撐平臺(tái)、安裝平臺(tái)和氣源組件，重力平衡裝置包括支撐柱、線性導(dǎo)軌、滑輪 組和配重；其整體連接關(guān)系為底盤(pán)上方安裝控制器、電機(jī)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，電機(jī)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)用 于驅(qū)動(dòng)安裝在底盤(pán)下方的一個(gè)主動(dòng)輪帶動(dòng)兩個(gè)萬(wàn)向從動(dòng)輪，底盤(pán)上方與主動(dòng)輪相對(duì)的一側(cè) 安裝有兩根對(duì)稱的支撐柱，支撐柱內(nèi)側(cè)有與底盤(pán)垂直的線性導(dǎo)軌，支撐柱頂部安裝有滑輪 組，一對(duì)滑塊與支撐柱的線性導(dǎo)軌相配合，滑輪組上的鋼絲繩一端連接滑塊，另一端連接支 撐柱背面的配重，支撐平臺(tái)與滑塊上表面固定連接，安裝平臺(tái)由氣源組件提供的高壓氣體 漂浮在支撐平臺(tái)的正上方，支撐平臺(tái)與安裝平臺(tái)的相對(duì)面上均安裝有位置傳感器。智能跟隨車還可以采用有軌智能跟隨車，有軌智能跟隨車按照預(yù)定軌道運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明工作過(guò)程如下被試驗(yàn)機(jī)構(gòu)直接或通過(guò)工裝與安裝平臺(tái)相連，安裝平臺(tái)在 高壓氣體的作用下漂浮在支撐平臺(tái)上，安裝平臺(tái)在被試驗(yàn)機(jī)構(gòu)的帶動(dòng)下與其一同運(yùn)動(dòng)。當(dāng) 安裝平臺(tái)水平方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，安裝平臺(tái)與支撐平臺(tái)產(chǎn)生相對(duì)位置誤差，位置傳感器反饋該誤 差給智能跟隨車控制器，智能跟隨車控制器根據(jù)該誤差值控制智能跟隨車的電機(jī)帶動(dòng)傳動(dòng) 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，從而驅(qū)動(dòng)智能跟隨車向降低該誤差值的方向運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)被試驗(yàn)機(jī)構(gòu)水平方向 運(yùn)動(dòng)的跟隨。當(dāng)安裝平臺(tái)豎直方向的運(yùn)動(dòng)時(shí)，重力平衡系統(tǒng)滑輪組兩側(cè)的重力平衡遭到破
3壞，配重通過(guò)鋼絲繩拉動(dòng)滑塊沿支撐柱的線性導(dǎo)軌上下移動(dòng)，因此支撐平臺(tái)跟隨安裝平臺(tái) 上下運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)被試驗(yàn)機(jī)構(gòu)豎直方向運(yùn)動(dòng)的跟隨；對(duì)被試驗(yàn)機(jī)構(gòu)翻轉(zhuǎn)等其他空間運(yùn) 動(dòng)的跟隨通過(guò)車載小型氣浮臺(tái)與工裝的配合實(shí)現(xiàn)。有益效果1.本發(fā)明通過(guò)智能跟隨車與重力平衡系統(tǒng)的綜合作用實(shí)現(xiàn)了車載小型氣浮臺(tái)對(duì) 大型展開(kāi)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的空間智能跟隨，既實(shí)現(xiàn)了在地面實(shí)驗(yàn)室模擬外層空間力學(xué)環(huán)境，又不 會(huì)對(duì)展開(kāi)機(jī)構(gòu)引入過(guò)多的附加力和附加力矩，有效保證了地面試驗(yàn)的精度和準(zhǔn)確性。2.本發(fā)明避免了大型氣浮平臺(tái)的加工和安裝，有效的降低了技術(shù)難度和生產(chǎn)成 本。


圖1-本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。1-底盤(pán)，2-主動(dòng)輪，3-電機(jī)，4-傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，5-萬(wàn)向從動(dòng)輪，6-控制器，7_支撐平臺(tái)， 8-位置傳感器，9-安裝平臺(tái)，10-線性導(dǎo)軌，11-鋼絲繩，12-滑輪組，13-配重，14-支撐柱。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，本實(shí)施例包括底盤(pán)1、主動(dòng)輪2、電機(jī)3、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)4、萬(wàn)向從動(dòng)輪5、控 制器6、支撐平臺(tái)7、位置傳感器8、安裝平臺(tái)9、線性導(dǎo)軌10、鋼絲繩11、滑輪組12、配重13 和支撐柱14 ；其中底盤(pán)1、主動(dòng)輪2、電機(jī)3、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)4、萬(wàn)向從動(dòng)輪5、控制器6和位置傳感 器8構(gòu)成智能跟隨車，支撐平臺(tái)7、安裝平臺(tái)9和氣源組件(圖中未示出)組成小型氣浮臺(tái) 系統(tǒng)，線性導(dǎo)軌10、鋼絲繩11、滑輪組12、配重13和支撐柱14組成重力平衡系統(tǒng)。本實(shí)施例中，底盤(pán)1上方安裝控制器6、電機(jī)3和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)4，電機(jī)3和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)4 用于驅(qū)動(dòng)安裝在底盤(pán)1下方的一個(gè)主動(dòng)輪2帶動(dòng)兩個(gè)萬(wàn)向從動(dòng)輪5，底盤(pán)1上方與主動(dòng)輪2 相對(duì)的一側(cè)固定安裝有兩根對(duì)稱的支撐柱14，支撐柱14內(nèi)側(cè)有與底盤(pán)1垂直的線性導(dǎo)軌 10，支撐柱14頂部安裝有滑輪組12，一對(duì)滑塊與支撐柱14的線性導(dǎo)軌10相配合，滑輪組 12上的鋼絲繩11 一端連接滑塊，另一端連接支撐柱14背面的配重13，支撐平臺(tái)7與滑塊 上表面固定連接，安裝平臺(tái)9由氣源組件提供的高壓氣體漂浮在支撐平臺(tái)7的正上方，支撐 平臺(tái)7與安裝平臺(tái)9的相對(duì)面上均安裝有位置傳感器8。本實(shí)施例的具體工作過(guò)程如下被試驗(yàn)機(jī)構(gòu)直接或通過(guò)工裝與安裝平臺(tái)9相連， 安裝平臺(tái)9在被試驗(yàn)機(jī)構(gòu)的帶動(dòng)下與其一同運(yùn)動(dòng)。當(dāng)安裝平臺(tái)9水平方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，安裝平 臺(tái)9與支撐平臺(tái)7產(chǎn)生相對(duì)位置誤差，位置傳感器8反饋該誤差給智能跟隨車控制器6，智 能跟隨車控制器6根據(jù)該誤差值控制智能跟隨車的電機(jī)3帶動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)4運(yùn)動(dòng)，從而驅(qū)動(dòng) 智能跟隨車向降低該誤差值的方向運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)被試驗(yàn)機(jī)構(gòu)水平方向運(yùn)動(dòng)的跟隨。當(dāng)安裝 平臺(tái)9豎直方向的運(yùn)動(dòng)時(shí)，重力平衡系統(tǒng)滑輪組12兩側(cè)的重力平衡遭到破壞，配重13通過(guò) 鋼絲繩11拉動(dòng)滑塊沿支撐柱14的線性導(dǎo)軌10上下移動(dòng)，因此支撐平臺(tái)7跟隨安裝平臺(tái)9 上下運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)被試驗(yàn)機(jī)構(gòu)豎直方向運(yùn)動(dòng)的跟隨；對(duì)被試驗(yàn)機(jī)構(gòu)翻轉(zhuǎn)等其他空間運(yùn) 動(dòng)的跟隨通過(guò)車載小型氣浮臺(tái)與工裝的配合實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求
空間智能跟隨氣浮臺(tái)，包括包括智能跟隨車、車載小型氣浮臺(tái)和重力平衡裝置；其中智能跟隨車包括底盤(pán)(1)、主動(dòng)輪(2)、萬(wàn)向從動(dòng)輪(5)、電機(jī)(3)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(4)和控制器(6)，車載小型氣浮臺(tái)包括支撐平臺(tái)(7)、安裝平臺(tái)(9)和氣源組件，重力平衡裝置包括支撐柱(14)、線性導(dǎo)軌(10)、滑輪組(12)和配重(13)；其特征在于底盤(pán)(1)上方安裝控制器(6)、電機(jī)(3)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(4)，電機(jī)(3)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(4)用于驅(qū)動(dòng)安裝在底盤(pán)(1)下方的一個(gè)主動(dòng)輪(2)帶動(dòng)兩個(gè)萬(wàn)向從動(dòng)輪(5)，底盤(pán)(1)上方與主動(dòng)輪(2)相對(duì)的一側(cè)固定安裝有兩根對(duì)稱的支撐柱(14)，支撐柱(14)內(nèi)側(cè)有與底盤(pán)(1)垂直的線性導(dǎo)軌(10)，支撐柱(14)頂部安裝有滑輪組(12)，一對(duì)滑塊與支撐柱(14)的線性導(dǎo)軌(10)相配合，滑輪組(12)上的鋼絲繩(11)一端連接滑塊，另一端連接支撐柱(14)背面的配重(13)，支撐平臺(tái)(7)與滑塊上表面固定連接，安裝平臺(tái)(9)由氣源組件提供的高壓氣體漂浮在支撐平臺(tái)(7)的正上方，支撐平臺(tái)(7)與安裝平臺(tái)(9)的相對(duì)面上均安裝有位置傳感器(8)。
2.如權(quán)利要求1所述的空間智能跟隨氣浮臺(tái)，其特征在于，智能跟隨車可以采用有軌 智能跟隨車，有軌智能跟隨車按照預(yù)定軌道運(yùn)動(dòng)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種空間智能跟隨氣浮臺(tái)，主要由智能跟隨車、車載小型氣浮臺(tái)和重力平衡系統(tǒng)三部分組成。重力平衡系統(tǒng)安裝在智能跟隨車上，車載小型氣浮臺(tái)與重力平衡系統(tǒng)相連。智能跟隨車實(shí)現(xiàn)平面運(yùn)動(dòng)的智能跟隨，重力平衡系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)豎直方向的運(yùn)動(dòng)跟隨，智能跟隨車和重力平衡系統(tǒng)的聯(lián)合作用最終實(shí)現(xiàn)了對(duì)被試驗(yàn)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)在三維空間智能跟隨，既滿足了在地面實(shí)驗(yàn)室模擬外層空間力學(xué)環(huán)境的要求，又不會(huì)對(duì)展開(kāi)機(jī)構(gòu)引入過(guò)多的附加力和附加力矩，有效保證了地面試驗(yàn)的精度和準(zhǔn)確性。
文檔編號(hào)G01M9/08GK101936807SQ20101025703
公開(kāi)日2011年1月5日 申請(qǐng)日期2010年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月19日
發(fā)明者姚曉先, 宋曉東, 梁作寶, 焦讓 申請(qǐng)人:北京理工大學(xué)