CN106564630B - 一种用于大型抛物柱面天线展开的重力平衡与随动系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于大型抛物柱面天线展开的重力平衡与随动系统，包括抛物线滑轨、低刚度弹力绳、可卷天线面、气浮脚垫、气浮台、模拟墙、收纳筒，收纳筒通过安装支架固定在模拟墙内侧，可卷天线面一端与安装在收纳筒内的带动力装置的转轴相连，由动力装置带动从收纳筒中抽出，可卷天线面下端连接气浮脚垫，以空气层的浮力来平衡重力，上端通过低刚度弹力绳与抛物线滑轨相连，作为重力补偿系统来保持天线面的水平度；所述连接气浮脚垫安装在气浮台上顶面。本发明利用气浮试验平台作为主要重力平衡装置，利用滑轨悬挂系统作为重力补偿装置，大大提高试验的可靠性，具有很强的适用性。

Description

一种用于大型抛物柱面天线展开的重力平衡与随动系统
技术领域
本发明涉及一种用于大型抛物柱面天线展开的重力平衡与随动系统。
背景技术
随着我国航天技术的发展，空间飞行器的地面模拟试验的相关技术受到越来越多的重视。为验证控制系统方案设计的正确性，提高飞行器在轨运行的可靠性，减少飞行器失控的风险，在空间飞行器研究过程中对系统进行半物理仿真试验很有必要。飞行器所在太空环境有两大特点：失重和真空，而地面仿真试验设备处于重力加速度作用下，因此考虑在半物理仿真系统中引入气浮台和滑轨悬挂系统。气浮台依靠压缩空气在气浮轴承和轴承座之间的间隙形成气膜，使气浮台悬浮，抵消了重力影响的同时实现了近似无摩擦的相对运动条件；滑轨悬挂系统一般由低刚度弹力绳、移动机构、导轨等组成，能够通过可控的跟随运动使物体保持竖直，模拟飞行器在外层空间所受干扰力矩极小的力学环境。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种用于大型抛物柱面天线展开的重力平衡与随动系统，可用于运动轨迹特殊，需要实现二维伸展的地面试验，如大型抛物柱面天线展开领域、空间飞行器的交会对接，空间机械臂地面模拟试验等领域，是在地面条件下研究空间飞行器姿态动力学和控制系统的理想平台，对完成地面模拟试验任务具有广泛适应性。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种用于大型抛物柱面天线展开的重力平衡与随动系统，包括抛物线滑轨、低刚度弹力绳、可卷天线面、气浮脚垫、气浮台、模拟墙、收纳筒，收纳筒通过安装支架固定在模拟墙内侧，可卷天线面一端与安装在收纳筒内的带动力装置的转轴相连，由动力装置带动从收纳筒中抽出，可卷天线面下端连接气浮脚垫，以空气层的浮力来平衡重力，上端通过低刚度弹力绳与抛物线滑轨相连，作为重力补偿系统来保持天线面的水平度；所述连接气浮脚垫安装在气浮台上顶面。
优选地，所述动力装置为电机。
优选地，所述抛物线滑轨根据可卷曲天线面的展开弧面设计。
本发明具有以下有益效果：
抛物线滑轨可以根据试验需求进行优化改进，可应用于结构复杂，不同转动角度的刚体运动模拟，适用性较强；可卷曲天线面由电机驱动装置控制展开动作，结构稳定，可靠性高，可自主控制天线面的运动速度；上端连接低刚度弹力绳，相对于传统的钢丝绳移动更加自由，却能在一定程度上保证了连接刚度；所述重力平衡与随动系统利用气浮试验平台作为主要重力平衡装置，利用滑轨悬挂系统作为重力补偿装置，大大提高试验的可靠性，具有很强的适用性。
附图说明
图1为本发明实施例一种用于大型抛物柱面天线展开的重力平衡与随动系统示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
如图1所示，本发明实施例提供了一种用于大型抛物柱面天线展开的重力平衡与随动系统，包括抛物线滑轨1、低刚度弹力绳2、可卷天线面3、气浮脚垫4、气浮台5、模拟墙8、收纳筒6，收纳筒6通过安装支架7固定在模拟墙8内侧，可卷天线面3一端与安装在收纳筒6内的带动力装置的转轴相连，由动力装置带动从收纳筒6中抽出，可卷天线面3下端连接气浮脚垫，以空气层的浮力来平衡重力，上端通过低刚度弹力绳2与抛物线滑轨1相连，作为重力补偿系统来保持天线面的水平度；所述连接气浮脚垫4安装在气浮台5上顶面。
所述动力装置为电机。
所述抛物线滑轨根据可卷曲天线面的展开弧面设计。
本具体实施气浮脚垫利用高压气体压力产生空气层，由空气层的浮力使平台上的物体浮起，物体能够在平台上自由运动，在二维平面内，气体浮力试验平台能够达到很好的试验效果；低刚度弹力绳作为悬挂重力补偿实验装置，控制弹力绳的张力来平衡物体重力，能够通过可控的跟随运动使展开天线面保持竖直；抛物线滑轨根据可卷曲天线面的展开弧面设计，可应用于结构较复杂，实现平面运动的随动式重力补偿；同时抛物线滑轨可以根据试验需求进行优化改进，适用性较强。可卷曲天线面盘绕在收纳筒中，通过电机控制天线面展开运动的速度，电机驱动装置作为核心作动元件，可实现整个装置的可控展开过程，具有较强的地面试验应用价值。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (3)

1.一种用于大型抛物柱面天线展开的重力平衡与随动系统，其特征在于，包括抛物线滑轨、低刚度弹力绳、可卷天线面、气浮脚垫、气浮台、模拟墙、收纳筒，收纳筒通过安装支架固定在模拟墙内侧，可卷天线面一端与安装在收纳筒内的带动力装置的转轴相连，由动力装置带动从收纳筒中抽出，可卷天线面下端连接气浮脚垫，以空气层的浮力来平衡重力，上端通过低刚度弹力绳与抛物线滑轨相连，作为重力补偿系统来保持天线面的水平度；所述气浮脚垫安装在气浮台上顶面。
2.如权利要求1所述的一种用于大型抛物柱面天线展开的重力平衡与随动系统，其特征在于，所述动力装置为电机。
3.如权利要求1所述的一种用于大型抛物柱面天线展开的重力平衡与随动系统，其特征在于，所述抛物线滑轨根据可卷天线面的展开弧面设计。
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