基于非正交結(jié)構(gòu)的三軸氣浮臺質(zhì)心調(diào)節(jié)裝置制造方法
【專利摘要】基于非正交結(jié)構(gòu)的三軸氣浮臺質(zhì)心調(diào)節(jié)裝置，涉及地面全物理仿真領(lǐng)域。它是為了解決測量三軸氣浮仿真實驗平臺調(diào)平精確度低的問題。本發(fā)明將實驗臺整體的質(zhì)心調(diào)整到與其旋轉(zhuǎn)中心重合的位置上，使實驗臺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，滿足實驗臺在地面進行姿態(tài)仿真時的使用要求。本發(fā)明適用于地面全物理仿真領(lǐng)域。
【專利說明】基于非正交結(jié)構(gòu)的三軸氣浮臺質(zhì)心調(diào)節(jié)裝置
【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]隨著人們對外太空的探索，將研制的衛(wèi)星置于氣浮仿真平臺進行仿真測試，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)運動?？刂萍夹g(shù)和計算機技術(shù)的發(fā)展，以及新型材料的開發(fā)運用，使得仿真平臺體積變小，剛度加大，承載能力更高。此外科學技術(shù)的進步還使得仿真平臺的控制精度以及位資精度都有了極大的提高。因此，三軸氣浮臺將不再僅限于空間飛行器的實驗?zāi)M，也逐漸適用于其他各種方向，如航海時的模擬訓練以及某些高精度，高成本的實驗設(shè)備在投入使用之前的仿真測試。
[0003]在氣浮臺中工作臺是氣浮臺的本體，它用來安裝姿態(tài)控制系統(tǒng)的測試部件。由于衛(wèi)星在空間飛行時所須的驅(qū)動力矩很小，所以在進行地面模擬試驗時，必須將干擾力矩控制到很小的數(shù)值。當各項干擾力矩控制到規(guī)定數(shù)值后，工作臺便可浮在球軸承上在任意姿態(tài)角達隨遷平衡，以實現(xiàn)穩(wěn)定，此時衛(wèi)星就像漂浮在空間飛行軌道上一樣，再通過遙測、遙控裝置，姿控系統(tǒng)就可在模擬臺上進行各種試驗了。傳統(tǒng)人工調(diào)平費時費力，且往往達不到良好的調(diào)節(jié)效果。通過此調(diào)平機構(gòu)，使旋轉(zhuǎn)中心與整體質(zhì)心重合，研制出的工作臺具有很高的平衡精度，以滿足地面仿真實驗的使用要求。
[0004]中國專利CN1818601A中提出了一種氣浮轉(zhuǎn)臺外加載荷質(zhì)心調(diào)節(jié)裝置。其在保持載物平臺X-Y平面的水平動態(tài)平衡時，再進一步調(diào)整安裝在Z軸方向的扁圓柱型螺母上下移動，使質(zhì)心與旋轉(zhuǎn)中心重合。但是上述裝置在Z向調(diào)節(jié)時采用人工操作，因此調(diào)平精度上會有一定的缺陷。
[0005]中國專利CN101900627A中提出了一種三軸氣浮轉(zhuǎn)臺載物平面加載荷后自動調(diào)整質(zhì)心的方案，其上臺面邊緣平均分布四個質(zhì)量調(diào)整裝置，將臺面中心為設(shè)定為原點，在逆鉛垂方向上固定一個質(zhì)量調(diào)整裝置。每個調(diào)整支架上開有導(dǎo)軌，導(dǎo)軌一端固定的步進電機，電機帶動質(zhì)量塊沿導(dǎo)軌滑行。但是上述裝置未考慮仿真實驗時延伸導(dǎo)軌具有一定的安全隱患，另外載物平臺上固定有Z向調(diào)整機構(gòu)，影響小衛(wèi)星等物體的安置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明是為了解決測量三軸氣浮仿真實驗平臺調(diào)平精確度低的問題，從而提出了基于非正交結(jié)構(gòu)的三軸氣浮臺質(zhì)心調(diào)節(jié)裝置。
[0007]基于非正交結(jié)構(gòu)的三軸氣浮臺質(zhì)心調(diào)節(jié)裝置，它電機驅(qū)動器1、電機、線型模組和裝配體支撐板；
[0008]線型模組包括基座2、絲杠3、承載臺4和滑塊5 ；
[0009]線型模組的基座2固定于裝配體支撐板的上表面；
[0010]絲杠3的兩端分別通過一個軸承固定在基座2的上表面上，且所述絲杠3的一端與驅(qū)動電機的驅(qū)動輸出軸同軸連接，該驅(qū)動電機的驅(qū)動信號輸端連接電機驅(qū)動器I的驅(qū)動信號輸出端；
[0011]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與承載臺4固定連接。
[0012]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明所述的基于非正交結(jié)構(gòu)的三軸氣浮臺質(zhì)心調(diào)節(jié)裝置將實驗臺整體的質(zhì)心調(diào)整到與其旋轉(zhuǎn)中心重合的位置上，使實驗臺具有很高的平衡精度的目的，三軸氣浮臺質(zhì)心調(diào)節(jié)裝置的調(diào)平精度優(yōu)于lOum，滿足實驗臺在地面進行姿態(tài)仿真時的使用要求。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為基于非正交結(jié)構(gòu)的三軸氣浮臺質(zhì)心調(diào)節(jié)裝置的正視剖視圖；
[0014]圖2為基于非正交結(jié)構(gòu)的三軸氣浮臺質(zhì)心調(diào)節(jié)裝置的俯視剖視圖；
[0015]圖3為承載臺4和滑塊5的立體結(jié)構(gòu)圖；
[0016]圖4為裝配體支撐板6的俯視結(jié)構(gòu)圖；
[0017]圖5為裝配體支撐板6的側(cè)視結(jié)構(gòu)圖；
[0018]圖6為裝配有本發(fā)明所述的質(zhì)心調(diào)節(jié)裝置的三軸氣浮臺的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0019]【具體實施方式】一:下面結(jié)合圖1、圖2和圖3說明本實施方式，本實施方式所述的基于非正交結(jié)構(gòu)的三軸氣浮臺質(zhì)心調(diào)節(jié)裝置，它電機驅(qū)動器1、電機、線型模組和裝配體支撐板6 ；
[0020]線型模組包括基座2、絲杠3、承載臺4和滑塊5 ；
[0021]線型模組的基座2固定于裝配體支撐板的上表面；
[0022]絲杠3的兩端分別通過一個軸承固定在基座2的上表面上，且所述絲杠3的一端與驅(qū)動電機的驅(qū)動輸出軸同軸連接，該驅(qū)動電機的驅(qū)動信號輸端連接電機驅(qū)動器I的驅(qū)動信號輸出端；
[0023]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與承載臺4固定連接。
[0024]工作原理:
[0025]本發(fā)明所述的質(zhì)心調(diào)節(jié)裝置在實際應(yīng)用時，需要通過裝配體支撐板6固定在三軸氣浮臺上，所述裝配體支撐板6的結(jié)構(gòu)參見圖4至圖5所示，其上端面與下端面相互平行，且與側(cè)面呈120度角。每個三軸氣浮臺上需要安裝三個本發(fā)明所述的質(zhì)心調(diào)節(jié)裝置，安裝之后的結(jié)構(gòu)參見圖6所示，所述三個質(zhì)心調(diào)節(jié)裝置均通過裝配體支撐板6固定在三軸氣浮臺上平臺的下面，并且三個質(zhì)心調(diào)節(jié)裝置以三軸氣浮臺的中心軸線為中心沿圓周方向均勻分布，且每個質(zhì)心調(diào)節(jié)裝置的裝配體支撐板6與上平臺所在平面呈30度傾角。
[0026]在調(diào)節(jié)三軸氣浮臺的質(zhì)心的過程中，通過分別控制每個質(zhì)心調(diào)節(jié)裝置的電機控制器，驅(qū)動電機，進而讓絲杠帶動承載臺4，移動固定在該承載臺4上的質(zhì)量塊，進而實現(xiàn)調(diào)節(jié)三軸氣浮臺的質(zhì)心的目的。
[0027]【具體實施方式】二:本實施方式對【具體實施方式】一所述的基于非正交結(jié)構(gòu)的三軸氣浮臺質(zhì)心調(diào)節(jié)裝置進一步限定，本實施方式中，電機與電機驅(qū)動器I之間設(shè)置有失電安全制動器。
【權(quán)利要求】
1.基于非正交結(jié)構(gòu)的三軸氣浮臺質(zhì)心調(diào)節(jié)裝置，其特征在于:它電機驅(qū)動器(I)、電機、線型模組和裝配體支撐板6 ； 線型模組包括基座(2)、絲杠(3)、承載臺(4)和滑塊(5)； 線型模組的基座(2)固定于裝配體支撐板的上表面； 絲杠(3)的兩端分別通過一個軸承固定在基座(2)的上表面上，且所述絲杠(3)的一端與驅(qū)動電機的驅(qū)動輸出軸同軸連接，該驅(qū)動電機的驅(qū)動信號輸端連接電機驅(qū)動器(I)的驅(qū)動信號輸出端； 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 )與承載臺(4)固定連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量三軸氣浮平臺傾角的裝置，其特征在于:電機與電機驅(qū)動器(I)之間設(shè)置有失電安全制動器。
【文檔編號】G05D3/12GK103869835SQ201410128796
【公開日】2014年6月18日 申請日期: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, 強盛, 李欣, 馬曄, 陳震宇, 王偉峰 申請人:哈爾濱工業(yè)大學