本發(fā)明涉及模擬失重環(huán)境，具體為一種具有多自由度調(diào)節(jié)能力的氣浮平臺裝置。

背景技術(shù)：

1、衛(wèi)星太陽電池陣一般由若干貼有太陽電池片的基板組成，各基板之間以及太陽電池陣和星體之間通過太空鉸鏈進行連接?，F(xiàn)有技術(shù)一般通過模擬失重環(huán)境裝置對鉸鏈的剛度進行測試分析。例如公開號為cn113310651a的中國專利公開了一種基于氮氣彈簧和氣浮墊的模擬失重環(huán)境裝置，包括底板、鉸鏈固定機構(gòu)、太空鉸鏈、配重塊、氣浮支撐機構(gòu)和激振裝置，所述鉸鏈固定機構(gòu)、氣浮支撐機構(gòu)和激振裝置依次安裝在底板上，太空鉸鏈的一端連接鉸鏈固定機構(gòu)，太空鉸鏈的另一端連接在配重塊的一個側(cè)面上，所述配重塊的另一個側(cè)面連接激振裝置的激振桿，配重塊設(shè)置在氣浮支撐機構(gòu)上并通過氣浮支撐機構(gòu)對配重塊形成氣浮支撐；該發(fā)明使用氣浮裝置，減少外部對于鉸鏈動剛度的影響。

2、然而上述模擬失重環(huán)境裝置的氣浮裝置依然存在以下問題：在激振裝置進行試驗時配重物體的重心可能發(fā)生變化，導(dǎo)致氣浮裝置的角度和位置可能發(fā)生偏移，該方案無法在試驗過程中對氣浮高度進行調(diào)節(jié)，并且無法對氣浮裝置在平面的位置進行調(diào)節(jié)，同時無法對氣浮裝置進行角度調(diào)節(jié)。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種具有多自由度調(diào)節(jié)能力的氣浮平臺裝置，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、一種具有多自由度調(diào)節(jié)能力的氣浮平臺裝置，包括氣浮空間位置調(diào)節(jié)機構(gòu)、設(shè)置于氣浮空間位置調(diào)節(jié)機構(gòu)上的氣浮平臺角度調(diào)節(jié)機構(gòu)以及設(shè)置于氣浮平臺角度調(diào)節(jié)機構(gòu)上的承載氣浮，所述氣浮空間位置調(diào)節(jié)機構(gòu)調(diào)節(jié)承載氣浮的xyz三軸空間位置，所述氣浮平臺角度調(diào)節(jié)機構(gòu)調(diào)節(jié)承載氣浮的安裝角度；

4、氣浮空間位置調(diào)節(jié)機構(gòu)包括機械臂平臺、x軸連桿組件、y軸連桿組件、z軸連桿組件、x軸調(diào)節(jié)驅(qū)動組件、y軸調(diào)節(jié)驅(qū)動組件和z軸調(diào)節(jié)驅(qū)動組件，所述機械臂平臺用以安裝氣浮平臺角度調(diào)節(jié)機構(gòu)，所述x軸連桿組件一端與機械臂平臺繞x軸轉(zhuǎn)動連接，另一端與x軸調(diào)節(jié)驅(qū)動組件繞x軸轉(zhuǎn)動連接，所述x軸調(diào)節(jié)驅(qū)動組件驅(qū)動x軸連桿組件沿x軸方向移動，所述y軸連桿組件一端與機械臂平臺繞y軸轉(zhuǎn)動連接，另一端與y軸調(diào)節(jié)驅(qū)動組件繞y軸轉(zhuǎn)動連接，所述y軸調(diào)節(jié)驅(qū)動組件驅(qū)動y軸連桿組件沿y軸方向移動，所述z軸連桿組件一端與機械臂平臺繞z軸轉(zhuǎn)動連接，另一端與z軸調(diào)節(jié)驅(qū)動組件繞z軸轉(zhuǎn)動連接，所述z軸調(diào)節(jié)驅(qū)動組件驅(qū)動z軸連桿組件沿z軸方向移動。

5、進一步地，所述x軸連桿組件包括第一x軸連桿和第二x軸連桿，所述第一x軸連桿的一端與機械臂平臺繞x軸轉(zhuǎn)動連接，另一端與第二x軸連桿的一端繞x軸轉(zhuǎn)動連接，第二x軸連桿與x軸調(diào)節(jié)驅(qū)動組件繞x軸轉(zhuǎn)動連接；

6、所述y軸連桿組件包括第一y軸連桿和第二y軸連桿，所述第一y軸連桿的一端與機械臂平臺繞y軸轉(zhuǎn)動連接，另一端與第二y軸連桿的一端繞y軸轉(zhuǎn)動連接，第二y軸連桿與y軸調(diào)節(jié)驅(qū)動組件繞y軸轉(zhuǎn)動連接；

7、所述z軸連桿組件包括第一z軸連桿和第二z軸連桿，所述第一z軸連桿的一端與機械臂平臺繞z軸轉(zhuǎn)動連接，另一端與第二z軸連桿的一端繞z軸轉(zhuǎn)動連接，第二z軸連桿與z軸調(diào)節(jié)驅(qū)動組件繞z軸轉(zhuǎn)動連接。

8、進一步地，所述x軸調(diào)節(jié)驅(qū)動組件為沿x軸設(shè)置的x軸滑臺機構(gòu)，其x軸滑臺與x軸連桿組件繞x軸轉(zhuǎn)動連接，帶動x軸連桿組件沿x軸方向移動；

9、所述y軸調(diào)節(jié)驅(qū)動組件為沿y軸設(shè)置的y軸滑臺機構(gòu)，其y軸滑臺與y軸連桿組件繞y軸轉(zhuǎn)動連接，帶動y軸連桿組件沿y軸方向移動；

10、所述z軸調(diào)節(jié)驅(qū)動組件為沿z軸設(shè)置的z軸滑臺機構(gòu)，其z軸滑臺與z軸連桿組件繞z軸轉(zhuǎn)動連接，帶動z軸連桿組件沿z軸方向移動。

11、進一步地，所述氣浮平臺角度調(diào)節(jié)機構(gòu)包括安裝底座、旋轉(zhuǎn)底座、角度調(diào)節(jié)座、z軸旋轉(zhuǎn)角度調(diào)節(jié)驅(qū)動組件和球面旋轉(zhuǎn)角度調(diào)節(jié)驅(qū)動組件，所述旋轉(zhuǎn)底座繞z軸轉(zhuǎn)動安裝于安裝底座中，所述角度調(diào)節(jié)座通過球面轉(zhuǎn)動安裝于旋轉(zhuǎn)底座中，所述承載氣浮設(shè)置于角度調(diào)節(jié)座上，所述z軸旋轉(zhuǎn)角度調(diào)節(jié)驅(qū)動組件用以驅(qū)動旋轉(zhuǎn)底座在安裝底座上繞z軸轉(zhuǎn)動角度，所述球面旋轉(zhuǎn)角度調(diào)節(jié)驅(qū)動組件用以驅(qū)動角度調(diào)節(jié)座在旋轉(zhuǎn)底座上的沿球面方向轉(zhuǎn)動角度。

12、進一步地，所述z軸旋轉(zhuǎn)角度調(diào)節(jié)驅(qū)動組件包括若干以安裝底座軸線為中心線均勻環(huán)布于安裝底座上的第一磁力件和若干以旋轉(zhuǎn)底座軸線為中心線均勻環(huán)布于旋轉(zhuǎn)底座上的第二磁力件，所述第一磁力件和第二磁力件數(shù)量相同且位置一一對應(yīng)，所述第一磁力件和第二磁力件其中一者為第一永磁體，另一者為第一電磁體，當(dāng)?shù)谝浑姶朋w處于通電狀態(tài)時，第一電磁體與第一永磁體發(fā)生磁力作用并驅(qū)使旋轉(zhuǎn)底座繞z軸轉(zhuǎn)動。

13、進一步地，n極朝向第一電磁體的第一永磁體和s極朝向第一電磁體的第一永磁體交錯布置，電磁體通過正反向通電控制其朝向第一永磁體一端的磁極。

14、進一步地，所述旋轉(zhuǎn)底座具有凹球面，所述角度調(diào)節(jié)座具有用以與凹球面轉(zhuǎn)動連接的凸球面，所述球面旋轉(zhuǎn)角度調(diào)節(jié)驅(qū)動組件包括若干設(shè)置于旋轉(zhuǎn)底座的凹球面上的第一磁力鏈路和若干設(shè)置于角度調(diào)節(jié)座的凸球面上的第二磁力鏈路；每個第一磁力鏈路均經(jīng)過旋轉(zhuǎn)底座的軸線并關(guān)于旋轉(zhuǎn)底座的軸線對稱分布，每個第一磁力鏈路包括若干等間距排布的第三磁力件，所有第一磁力鏈路等角度均勻分布于凹球面上并構(gòu)成星形球面陣列；每個第二磁力鏈路均經(jīng)過角度調(diào)節(jié)座的軸線并關(guān)于角度調(diào)節(jié)座的軸線對稱分布，每個第二磁力鏈路包括若干等間距排布的第四磁力件，所有第二磁力鏈路等角度均勻分布于凸球面上并構(gòu)成星形球面陣列；

15、所述第一磁力鏈路和第二磁力鏈路的數(shù)量相同，且位置一一對應(yīng)，所述第一磁力鏈路和第二磁力鏈路其中一者為永磁體組，永磁體組包括若干等間距排布的第二永磁體，另一者為電磁體組，電磁體組包括若干等間距排布的第二電磁體，當(dāng)?shù)诙姶朋w處于通電狀態(tài)時，第二電磁體與第二永磁體發(fā)生磁力作用并驅(qū)使角度調(diào)節(jié)座在旋轉(zhuǎn)底座上轉(zhuǎn)動。

16、進一步地，所述永磁體組中，n極朝向第二電磁體的第二永磁體和s極朝向第二電磁體的第二永磁體交錯布置，所述電磁體組中，第二電磁體通過正反向通電控制其朝向第二永磁體一端的磁極。

17、進一步地，所述承載氣浮具有依次連通的進氣孔、第一出氣孔和第一導(dǎo)氣通道，所述進氣孔位于承載氣浮側(cè)部，所述第一出氣孔位于承載氣浮上端中心位置，所述第一導(dǎo)氣通道設(shè)置于承載氣浮上端并位于第一出氣孔的周圍，所述進氣孔通氣，所述第一出氣孔出氣，所述第一導(dǎo)氣通道將氣體均勻吹出，使承載氣浮與配重塊之間形成氣膜，從而對配重塊重力進行平衡。

18、進一步地，所述角度調(diào)節(jié)座上設(shè)置連通的第二出氣孔和第二導(dǎo)氣通道，所述第二出氣孔位于角度調(diào)節(jié)座下端中心位置，其與承載氣浮的進氣孔連通，所述第二導(dǎo)氣通道有若干個，均勻環(huán)布于角度調(diào)節(jié)座的凸球面上，角度調(diào)節(jié)座通過第二出氣孔和第二導(dǎo)氣通道形成向下吹的氣浮，使得整個角度調(diào)節(jié)座懸浮于旋轉(zhuǎn)底座上。

19、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

20、1）相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明可以通過氣浮空間位置調(diào)節(jié)機構(gòu)，在試驗過程中對承載氣浮的空間位置進行調(diào)節(jié)，而且采用笛卡爾平移原理，使得相對于其他三自由度的調(diào)節(jié)裝置，可以通過偏移位置進行直接調(diào)節(jié)，無需復(fù)雜算法，整體調(diào)節(jié)更加穩(wěn)定，更易控制，更簡單；

21、2）本發(fā)明將傳統(tǒng)自適應(yīng)球頭更改為氣浮平臺角度調(diào)節(jié)機構(gòu)，僅通過對電磁體通入交流電，即可以實現(xiàn)角度調(diào)節(jié)，并通過pid算法對交流電的通入進行控制，使得實現(xiàn)調(diào)節(jié)角度控制，并可以實現(xiàn)對平面轉(zhuǎn)動角度的控制，即具有對待測件兩個旋轉(zhuǎn)自由度的控制。