基于非正交結(jié)構(gòu)的三軸氣浮臺(tái)質(zhì)心調(diào)節(jié)方法
【專(zhuān)利摘要】基于非正交結(jié)構(gòu)的三軸氣浮臺(tái)質(zhì)心調(diào)節(jié)方法，涉及地面全物理仿真領(lǐng)域。它是為了解決現(xiàn)有調(diào)節(jié)三軸氣浮臺(tái)質(zhì)心需要人工調(diào)平，浪費(fèi)時(shí)間，三軸氣浮臺(tái)質(zhì)心調(diào)節(jié)精度低的問(wèn)題。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)將三軸氣浮臺(tái)質(zhì)心調(diào)整到與其旋轉(zhuǎn)中心重合的位置上，使實(shí)驗(yàn)臺(tái)具有很高的平衡精度的目的，其三維質(zhì)心調(diào)節(jié)系統(tǒng)的定位精度優(yōu)于10um，滿(mǎn)足實(shí)驗(yàn)臺(tái)在地面進(jìn)行姿態(tài)仿真時(shí)的使用要求；大大減少了質(zhì)心調(diào)節(jié)的時(shí)間，不需要人工操作，調(diào)節(jié)時(shí)間同比節(jié)約了一倍以上。本發(fā)明適用于地面全物理仿真領(lǐng)域。
【專(zhuān)利說(shuō)明】基于非正交結(jié)構(gòu)的三軸氣浮臺(tái)質(zhì)心調(diào)節(jié)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及地面全物理仿真領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著人們對(duì)外太空的探索，將研制的衛(wèi)星置于氣浮仿真平臺(tái)進(jìn)行仿真測(cè)試，以此降低研究成本，提高衛(wèi)星執(zhí)行任務(wù)的成功率，已經(jīng)成為研制發(fā)射衛(wèi)星的必要步驟。三軸仿真平臺(tái)主要用于模擬飛行器等設(shè)備在某種環(huán)境下的姿態(tài)運(yùn)動(dòng)?？刂萍夹g(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，以及新型材料的開(kāi)發(fā)運(yùn)用，使得仿真平臺(tái)體積變小，剛度加大，承載能力更高。此外科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步還使得仿真平臺(tái)的控制精度以及位資精度都有了極大的提高。因此，三軸氣浮臺(tái)將不再僅限于空間飛行器的實(shí)驗(yàn)?zāi)M，也逐漸適用于其他各種方向，如航海時(shí)的模擬訓(xùn)練以及某些高精度，高成本的實(shí)驗(yàn)設(shè)備在投入使用之前的仿真測(cè)試。
[0003]在氣浮臺(tái)中工作臺(tái)是氣浮臺(tái)的本體，它用來(lái)安裝姿態(tài)控制系統(tǒng)的測(cè)試部件。由于衛(wèi)星在空間飛行時(shí)所須的驅(qū)動(dòng)力矩很小，所以在進(jìn)行地面模擬試驗(yàn)時(shí)，必須將干擾力矩控制到很小的數(shù)值。當(dāng)各項(xiàng)干擾力矩控制到規(guī)定數(shù)值后，工作臺(tái)便可浮在球軸承上在任意姿態(tài)角達(dá)隨遷平衡，以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定，此時(shí)衛(wèi)星就像漂浮在空間飛行軌道上一樣，再通過(guò)遙測(cè)、遙控裝置，姿控系統(tǒng)就可在模擬臺(tái)上進(jìn)行各種試驗(yàn)了。傳統(tǒng)人工調(diào)平費(fèi)時(shí)費(fèi)力，且往往達(dá)不到良好的調(diào)節(jié)效果。通過(guò)此調(diào)平機(jī)構(gòu)，使旋轉(zhuǎn)中心與整體質(zhì)心重合，研制出的工作臺(tái)具有很高的平衡精度，以滿(mǎn)足地面仿真實(shí)驗(yàn)的使用要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有調(diào)節(jié)三軸氣浮臺(tái)質(zhì)心需要人工調(diào)平，浪費(fèi)時(shí)間，三軸氣浮臺(tái)質(zhì)心調(diào)節(jié)精度低的問(wèn)題，進(jìn)而提供了基于非正交結(jié)構(gòu)的三軸氣浮臺(tái)質(zhì)心調(diào)節(jié)方法。
[0005]基于非正交結(jié)構(gòu)的三軸氣浮臺(tái)質(zhì)心調(diào)節(jié)方法，該方法是基于非正交結(jié)構(gòu)的三軸氣浮臺(tái)質(zhì)心調(diào)節(jié)裝置實(shí)現(xiàn)的，基于非正交結(jié)構(gòu)的三軸氣浮臺(tái)質(zhì)心調(diào)節(jié)裝置包括電機(jī)驅(qū)動(dòng)器1、電機(jī)、線(xiàn)型模組和裝配體支撐板；
[0006]線(xiàn)型模組包括基座2、絲杠3、承載臺(tái)4和滑塊5 ；
[0007]線(xiàn)型模組的基座2固定于裝配體支撐板的上表面；
[0008]絲杠3的兩端分別通過(guò)一個(gè)軸承固定在基座2的上表面上，且所述絲杠3的一端與驅(qū)動(dòng)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)輸出軸同軸連接，該驅(qū)動(dòng)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸端連接電機(jī)驅(qū)動(dòng)器I的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出端；
[0009]絲杠3的中部設(shè)置有滑塊5，該滑塊5與絲杠3螺紋連接，該滑塊5的上表面與承載臺(tái)4固定連接；
[0010]該方法通過(guò)以下步驟實(shí)現(xiàn)，所述步驟包括:
[0011]步驟一:在三軸氣浮臺(tái)上安裝三個(gè)質(zhì)心調(diào)節(jié)裝置，三個(gè)質(zhì)心調(diào)節(jié)裝置均通過(guò)裝配體支撐板固定在三軸氣浮臺(tái)上平臺(tái)的下面，并且三個(gè)質(zhì)心調(diào)節(jié)裝置以三軸氣浮臺(tái)的中心軸線(xiàn)為中心沿圓周方向均勻分布，且每個(gè)質(zhì)心調(diào)節(jié)裝置的裝配體支撐板與上平臺(tái)所在平面呈30度傾角，每個(gè)線(xiàn)性模組中承載臺(tái)4的上表面固定有一個(gè)質(zhì)量塊，通過(guò)控制每個(gè)質(zhì)心調(diào)節(jié)裝置的電機(jī)控制器，驅(qū)動(dòng)電機(jī)，進(jìn)而控制絲杠3帶動(dòng)承載臺(tái)4，移動(dòng)承載臺(tái)4上的質(zhì)量塊；
[0012]步驟二:設(shè)每個(gè)線(xiàn)性模組上質(zhì)量塊移動(dòng)的距離分別是:Λr1，Λι.2，Λι.3，所述質(zhì)量塊的質(zhì)量均為m ;質(zhì)量塊移動(dòng)距離和該質(zhì)心調(diào)節(jié)的質(zhì)心變化量之間的關(guān)系為:
[0013]
【權(quán)利要求】
1.基于非正交結(jié)構(gòu)的三軸氣浮臺(tái)質(zhì)心調(diào)節(jié)方法，其特征在于:該方法是基于非正交結(jié)構(gòu)的三軸氣浮臺(tái)質(zhì)心調(diào)節(jié)裝置實(shí)現(xiàn)的，基于非正交結(jié)構(gòu)的三軸氣浮臺(tái)質(zhì)心調(diào)節(jié)裝置包括電機(jī)驅(qū)動(dòng)器(I)、電機(jī)、線(xiàn)型模組和裝配體支撐板； 線(xiàn)型模組包括基座(2)、絲杠(3)、承載臺(tái)(4)和滑塊(5)； 線(xiàn)型模組的基座(2)固定于裝配體支撐板的上表面； 絲杠(3)的兩端分別通過(guò)一個(gè)軸承固定在基座(2)的上表面上，且所述絲杠(3)的一端與驅(qū)動(dòng)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)輸出軸同軸連接，該驅(qū)動(dòng)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸端連接電機(jī)驅(qū)動(dòng)器(I)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出端； 絲杠(3 )的中部設(shè)置有滑塊(5 )，該滑塊(5 )與絲杠(3 )螺紋連接，該滑塊(5 )的上表面與承載臺(tái)(4)固定連接； 該方法通過(guò)以下步驟實(shí)現(xiàn)，所述步驟包括: 步驟一:在三軸氣浮臺(tái)上安裝三個(gè)質(zhì)心調(diào)節(jié)裝置，三個(gè)質(zhì)心調(diào)節(jié)裝置均通過(guò)裝配體支撐板固定在三軸氣浮臺(tái)上平臺(tái)的下面，并且三個(gè)質(zhì)心調(diào)節(jié)裝置以三軸氣浮臺(tái)的中心軸線(xiàn)為中心沿圓周方向均勻分布，且每個(gè)質(zhì)心調(diào)節(jié)裝置的裝配體支撐板與上平臺(tái)所在平面呈30度傾角，每個(gè)線(xiàn)性模組中承載臺(tái)(4)的上表面固定有一個(gè)質(zhì)量塊，通過(guò)控制每個(gè)質(zhì)心調(diào)節(jié)裝置的電機(jī)控制器，驅(qū)動(dòng)電機(jī)，進(jìn)而控制絲杠(3)帶動(dòng)承載臺(tái)(4)，移動(dòng)承載臺(tái)(4)上的質(zhì)量塊； 步驟二:設(shè)每個(gè)線(xiàn)性模組上質(zhì)量塊移動(dòng)的距離分別是= Ar1, Ar2, Ar3,所述質(zhì)量塊的質(zhì)量均為m ;質(zhì)量塊移動(dòng)距離和該質(zhì)心調(diào)節(jié)的質(zhì)心變化量之間的關(guān)系為:
【文檔編號(hào)】G05D3/12GK103869833SQ201410128646
【公開(kāi)日】2014年6月18日 申請(qǐng)日期:2014年4月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月1日
【發(fā)明者】劉楊, 李宗哲, 付振憲, 陳興林, 周乃新, 強(qiáng)盛, 李欣, 馬曄, 陳震宇, 王偉峰 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)