CN106114921A - 一种利用悬挂小球对太阳翼板吊挂装置进行刹车的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用悬挂小球对太阳翼板吊挂装置进行刹车的装置，包括吊挂装置、横梁、气浮导轨、悬挂小球、小球吊挂绳、小球状态检测装置和收绳装置，气浮导轨固定在安装在横梁上，悬挂小球固定在小球吊挂绳的一端，小球吊挂绳的另一端连接收绳装置，小球状态检测装置用于检测小球是否发生运动；吊挂装置上固定有对心碰撞小球，吊挂装置和对心碰撞小球的质量之和与悬挂小球的质量相等。本发明能有效的转移吊挂装置刹车时因惯性产生的能量，防止吊挂装置因惯性运动而对太阳翼板产生影响；采用等质量的悬挂小球与吊挂装置进行完全碰撞的方式，能够保证吊挂装置瞬间静止，杜绝了吊挂装置刹车时的惯性运动影响太阳翼板的运动和姿态。

Description

一种利用悬挂小球对太阳翼板吊挂装置进行刹车的装置
技术领域
本发明涉及太阳翼板地面模拟实验技术领域，更具体的说，尤其涉及一种利用悬挂小球对太阳翼板吊挂装置进行刹车的装置。
背景技术
太阳翼是卫星的能量来源。即太阳能帆板，是一种收集太阳能的装置，通常应用于卫星、宇宙飞船的供能，也可用于安装在环保型汽车顶部。太阳翼是卫星的能量来源。卫星发射时太阳翼处于折叠状态，星箭分离后打开并在卫星飞行过程中不断调整方向，使太阳电池对准太阳，为整星工作提供能量。太阳翼监视相机可以拍摄太阳翼展开过程及工作状态，判断太阳翼状态是否正常；在姿轨控配合下，还可拍摄地球与月球图像。为使获得的地月图像较好，该相机采用了一款长焦镜头。太阳能帆板有供电和充电两大功能，相当于一个小型发电站。太阳能帆板与太阳帆并不是同一种事物，太阳能帆板是一种收集太阳能的装置，而太阳帆是利用太阳光的光压进行宇宙航行的一种航天器。
太阳翼板在太空中是以失重的环境进行安装的，因此，在地面进行各种模拟展开实验时，我们必须将其进行吊挂，在地面的环境下，不进行吊挂太阳翼板便无法正常的运行和工作；太阳翼板和铰链等连接机构都是按照失重环境下设计的，如果不解决重力的问题太阳翼就无法在地面进行工作，所以在地球上做实验时我们必须将其吊挂起来，并且保证太阳翼处于标准姿态进行质心吊挂，从而抵消重力的影响，模拟太空的失重环境来进行一些列的动作。
太空中虽然是失重的环境，但是惯性依旧是存在的，太阳翼在太空中虽然不受到重力影响，但是其展开时收到受到惯性的作用依旧会保持运动，其惯性冲量是通过其铰链或者其他连接机构来抵消的。在地面模拟太阳翼板的吊挂展开实验中，通常采用吊挂装置对太阳翼板进行吊挂，吊挂装置运动的时候带动太阳翼板的移动，当吊挂装置在刹车时，太阳翼板本身的惯性运动并没有任何问题，但如果太阳翼板是被吊挂装置拖动进行惯性运动，则明显处于不正常的姿态中，这种惯性运动需要克服，因此需要使用限位装置对吊挂装置进行限位。一般来说，太阳翼板本身的惯性运动并不需要去进行干涉，太阳翼板因受到吊挂绳的作用发生偏转的问题，我们可以使用自适应的滑轮来解决，但是，对于吊挂装置的惯性运动必须干涉，防止吊挂装置在停止位置过渡前移拖动太阳翼板移动或者因为吊挂装置的回弹将太阳翼板往回拉的情况。为了解决吊挂装置刹车时位置靠前或者回弹的问题，我们设计了一种能够瞬间对吊挂装置进行刹车的装置，通过悬挂小球将吊挂装置的刹车时的惯性冲量完全转移，避免因吊挂装置的惯性运动对太阳翼板地面模拟实验产生的影响。
发明内容
本发明的目的在于解决现有的太阳翼板地面模拟实验中吊挂装置刹车时的惯性运动会引起太阳翼板的不正常运动和不正常姿态的问题，提供了一种利用悬挂小球对太阳翼板吊挂装置进行刹车的装置，通过悬挂小球吸收吊挂装置刹车时产生的惯性冲量，使刹车装置能够瞬间静止，从而避免因吊挂装置刹车时的惯性运动影响到太阳翼板的运动和姿态。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：一种利用悬挂小球对太阳翼板吊挂装置进行刹车的装置，包括吊挂装置、横梁、气浮导轨、悬挂小球、小球吊挂绳、小球状态检测装置和收绳装置，所述气浮导轨固定在安装在所述横梁上，吊挂装置架设在所述气浮导轨上，吊挂装置的两端设有与所述气浮导轨相配合的气浮垫，吊挂装置通过气浮垫固定在气浮导轨上并能沿所述气浮导轨做直线运动，所述悬挂小球固定在小球吊挂绳的一端，小球吊挂绳的另一端连接收绳装置，所述小球状态检测装置用于检测所述小球是否发生运动；所述吊挂装置上固定有对心碰撞小球，所述悬挂小球在初始位置时的质心、对心碰撞小球的质心、吊挂装置的质心、悬挂小球和对心碰撞小球的碰撞点均位于同一条水平的直线上，所述吊挂装置和对心碰撞小球的质量之和与悬挂小球的质量相等。
进一步的，所述悬挂小球采用重质材料制成，所述对心碰撞小球采用轻质材料制成。
进一步的，所述小球状态检测装置为光电传感器，光电传感器的探头正对所述悬挂小球，所述收绳装置为收绳气缸，所述收绳气缸竖直安装在悬挂小球的正上方。
进一步的，所述小球状态检测装置为力传感器，所述力传感器连接所述小球悬挂绳上并用于检测所述小球悬挂绳上受到的拉力，所述收绳装置为压绳气缸，小球吊挂绳绕过滑轮固定在墙壁上，压绳气缸的活塞杆端部装有压紧轮，压绳装置通过压紧轮对墙壁和滑轮之间的小球吊挂绳向垂直于该段小球吊挂绳的方向压紧。
进一步的，所述悬挂小球的侧面还设置用于喷出灭弧冷气的冷气发生装置，所述冷气发生装置的喷气口正对所述悬挂小球和对心碰撞小球的碰撞点。
本发明的有益效果在于：本发明结构简单紧凑，生产成本低，能有效的转移吊挂装置刹车时因惯性产生的能量，防止吊挂装置因惯性运动而对太阳翼板产生影响；采用等质量的悬挂小球与吊挂装置进行完全碰撞的方式，能够保证吊挂装置瞬间静止，完全杜绝了吊挂装置刹车时的惯性运动影响到太阳翼板的运动和姿态；拉力传感器能实时检测小球吊挂绳受到的拉力，并通过小球吊挂绳受到的拉力变化控制压绳装置的运动，压绳装置压紧小球吊挂绳，从而提升悬挂小球的高度，保证吊挂装置与悬挂小球发生碰撞后悬挂小球在来回单摆的过程中不会与吊挂装置再次发生碰撞，且当需要悬挂小球复位时仅需复位压绳装置，悬挂小球即可复位的初始位置；冷气发生装置用于喷出冷却气体，防止悬挂小球和对心碰撞小球碰撞时产生火花。
附图说明
图1是本发明实施例一的结构示意图。
图2是本发明实施例二的结构示意图。
图中，1-吊挂装置、2-横梁、3-气浮导轨、4-悬挂小球、5-小球吊挂绳、6-滑轮、7-力传感器、8-压绳气缸、9-对心碰撞小球、10-收绳气缸、11-光电传感器、12-冷气发生装置。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
实施例一：结合图1所示，一种利用悬挂小球对太阳翼板吊挂装置进行刹车的装置，包括吊挂装置1、横梁2、气浮导轨3、悬挂小球4、小球吊挂绳5、小球状态检测装置和收绳装置，所述气浮导轨3固定在安装在所述横梁2上，吊挂装置1架设在所述气浮导轨3上,吊挂装置1的两端设有与所述气浮导轨3相配合的气浮垫，吊挂装置1通过气浮垫固定在气浮导轨3上并能沿所述气浮导轨3做直线运动，所述悬挂小球4固定在小球吊挂绳5的一端，小球吊挂绳5的另一端连接收绳装置，所述小球状态检测装置用于检测所述小球是否发生运动；所述吊挂装置1上固定有对心碰撞小球9，所述悬挂小球4在初始位置时的质心、对心碰撞小球9的质心、吊挂装置1的质心、悬挂小球4和对心碰撞小球9的碰撞点均位于同一条水平的直线上，所述吊挂装置1和对心碰撞小球9的质量之和与悬挂小球4的质量相等。
所述悬挂小球4采用重质材料制成，所述对心碰撞小球9采用轻质材料制成。悬挂小球4采用重质材料制成可以保证悬挂小球4的体积较小，从而减少空气阻力对本装置的影响。
所述小球状态检测装置为光电传感器11，光电传感器11的探头正对所述悬挂小球4，所述收绳装置为收绳气缸10，所述收绳气缸10竖直安装在悬挂小球4的正上方。当悬挂小球4发生碰撞进行移动时，光电传感器11检测到悬挂小球4的运动信号，反馈控制收绳气缸10的运动，收绳气缸10只需要有极限行程和初始行程两个位置，收绳气缸10的行程应该保证悬挂小球4的上升距离大于悬挂小球4初始位置下的最低点与吊挂装置最高点的距离之差。
所述悬挂小球4的侧面还设置用于喷出灭弧冷气的冷气发生装置12，所述冷气发生装置12的喷气口正对所述悬挂小球4和对心碰撞小球9的碰撞点。冷气发生装置12可以是液氮罐，喷出的液氮直接降低碰撞点的温度，防止产生电弧。
实施例二：结合图2所示，实施例二与实施例一的方案基本相同，区别在于所述小球状态检测装置为力传感器7，所述力传感器7连接所述小球悬挂绳上并用于检测所述小球悬挂绳上受到的拉力，所述收绳装置为压绳气缸8，小球吊挂绳5绕过滑轮6固定在墙壁上，压绳气缸8的活塞杆端部装有压紧轮，压绳装置通过压紧轮对墙壁和滑轮6之间的小球吊挂绳5向垂直于该段小球吊挂绳5的方向压紧。压绳气缸8的行程应该保证悬挂小球4的上升距离大于悬挂小球4初始位置下的最低点与吊挂装置最高点的距离之差。
上述实施例只是本发明的较佳实施例，并不是对本发明技术方案的限制，只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案，均应视为落入本发明专利的权利保护范围内。

Claims (5)

1.一种利用悬挂小球对太阳翼板吊挂装置进行刹车的装置，其特征在于：包括吊挂装置(1)、横梁(2)、气浮导轨(3)、悬挂小球(4)、小球吊挂绳(5)、小球状态检测装置和收绳装置，所述气浮导轨(3)固定在安装在所述横梁(2)上，吊挂装置(1)架设在所述气浮导轨(3)上，吊挂装置(1)的两端设有与所述气浮导轨(3)相配合的气浮垫，吊挂装置(1)通过气浮垫固定在气浮导轨(3)上并能沿所述气浮导轨(3)做直线运动，所述悬挂小球(4)固定在小球吊挂绳(5)的一端，小球吊挂绳(5)的另一端连接收绳装置，所述小球状态检测装置用于检测所述小球是否发生运动；所述吊挂装置(1)上固定有对心碰撞小球(9)，所述悬挂小球(4)在初始位置时的质心、对心碰撞小球(9)的质心、吊挂装置(1)的质心、悬挂小球(4)和对心碰撞小球(9)的碰撞点均位于同一条水平的直线上，所述吊挂装置(1)和对心碰撞小球(9)的质量之和与悬挂小球(4)的质量相等。
2.根据权利要求1所述的一种利用悬挂小球对太阳翼板吊挂装置进行刹车的装置，其特征在于：所述悬挂小球(4)采用重质材料制成，所述对心碰撞小球(9)采用轻质材料制成。
3.根据权利要求1所述的一种利用悬挂小球对太阳翼板吊挂装置进行刹车的装置，其特征在于：所述小球状态检测装置为光电传感器(11)，光电传感器(11)的探头正对所述悬挂小球(4)，所述收绳装置为收绳气缸(10)，所述收绳气缸(10)竖直安装在悬挂小球(4)的正上方。
4.根据权利要求1所述的一种利用悬挂小球对太阳翼板吊挂装置进行刹车的装置，其特征在于：所述小球状态检测装置为力传感器(7)，所述力传感器(7)连接所述小球悬挂绳上并用于检测所述小球悬挂绳上受到的拉力，所述收绳装置为压绳气缸(8)，小球吊挂绳(5)绕过滑轮(6)固定在墙壁上，压绳气缸(8)的活塞杆端部装有压紧轮，压绳装置通过压紧轮对墙壁和滑轮(6)之间的小球吊挂绳(5)向垂直于该段小球吊挂绳(5)的方向压紧。
5.根据权利要求1所述的一种利用悬挂小球对太阳翼板吊挂装置进行刹车的装置，其特征在于：所述悬挂小球(4)的侧面还设置用于喷出灭弧冷气的冷气发生装置(12)，所述冷气发生装置(12)的喷气口正对所述悬挂小球(4)和对心碰撞小球(9)的碰撞点。
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