CN108438262A - 一种基于六点支撑的气浮平台调平方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于六点支撑的气浮平台调平方法，包括以下步骤:(20)、在气浮平台上设定呈方形矩阵布置1#‑6#共六个支撑点，通过六个支撑机构共同支撑气浮平台；(30)、应用高度计测量出1#‑6#六个支撑点独自放置配重块时高度变化量；(40)、气浮平台由六点支撑变为三点支撑，通过高度计记录此时1#‑6#六个支撑点高度值；(50)、由三点支撑改为四点支撑，并测量高度变化量；(60)、由四点支撑变为六点支撑，并调整支撑机构。本发明所述的一种基于六点支撑的气浮平台调平方法，实现了六点均匀支撑气浮平台的技术问题，保证了气浮平台的支撑刚度和水平度要求，由此保证了气浮平台对航天器材的稳定性支撑。

Description

一种基于六点支撑的气浮平台调平方法

技术领域

本发明属于航天器的地面微重力模拟仿真试验过程中所使用的气浮支撑平台技术领域，尤其是涉及一种基于六点支撑的气浮平台调平方法。

背景技术

随着我国航天产业的快速发展，大型、超大型航天器例如1000kg的航天器微低重力模拟仿真，是保证其在轨有效运行必不可少的地面试验，试验设备精度的高低将直接影响到航天器地面试验的精度，从而影响航天器在轨效能。

气浮平台作为航天器气浮式微低重力模拟仿真的关键基础设备，其平台性能指标的高低将直接影响到航天器的在轨性能，面对目前几顿的卫星模拟器，以及未来重达十几吨的整器件航天器气浮式微重力模拟试验的要求，对气浮支撑平台的系统刚度和水平度都提出了相当严苛的挑战。为适应航天器大范围的全物理仿真试验，气浮支撑平台多采用拼接式的铺设方式。该种拼接方式要求相邻平台接缝处的变形高度差在十几微米之内，以适应卫星模拟器的气浮轴承浮起量。故对于重达几千公斤的大型航天器，其对单块平台的支撑刚度(尤其是拼缝处)提出了十分严格的要求，同时由于载荷重量较大，其水平度引起的下滑力对航天器地面试验精度的影响也较大，因此大型、超大型航天器所用气浮支撑平台水平度和支撑刚度。

气浮支撑平台的调控方式分为手动调控和自动调控，对于拼接式平台，逐一进行调控，其区别主要在于调控效率的区别。单块平台的水平度和支撑刚度为其调控的主要指标，传统的调平方式多采用手动三点调平，首先依据“三点确定一个平面”的原理基于三点支撑进行调平，然后再以多个支撑进行辅助顶升平台，该中方法调控后的平台由于三点支撑位置刚度尚可，但平台辅助支撑位置由于承载能力不够，往往刚度较低，易出现塌边、杠杆效应等现象。对于水平度，平台支撑刚度等指标要求不高的试验尚且可以满足，但对于动辄几千公斤的大型航天器的地面模拟设备，气浮支撑平台的水平度、支撑刚度往往难以满足指标要求。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种基于六点支撑的气浮平台调平方法，以满足航天领域气浮平台刚度及水平度要求。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种基于六点支撑的气浮平台调平方法，包括以下步骤:

(10)、准备六个支撑机构、高度计、双轴水平仪及一配重块，支撑机构为高度可调支撑机构；

(20)、在气浮平台上设定1#-6#共六个支撑点，该六个支撑点呈方形矩阵布置，其中，1#、2#、3#支撑点为第一组，4#、5#和6#支撑点为第二组，每一个支撑机构各自对应一个支撑点放置，通过该六个支撑机构共同支撑气浮平台；

(30)、应用高度计测量出1#-6#六个支撑点独自放置配重块时高度变化量，记为A:

A＝[σ₁ σ₂ σ₃ σ₄ σ₅ σ₆]；

(40)、下落第一组中的一个支撑机构，下落第二组中的两个支撑机构，气浮平台由呈三角形布置的三个支撑机构支撑，调整该三个支撑机构，使得气浮平台X、Y向水平度分别在设定范围内，同时通过高度计记录此时1#-6# 六个支撑点高度值，记为D₀：

D₀＝[d₁ d₂ d₃ d₄ d₅ d₆]；

(50)、顺次顶升第二组中下落的两个支撑机构，并调节该两个支撑机构顶升高度，保证每一个新顶升支撑机构对应支撑点高度变化量在设定范围内，然后下落该第二组中在步骤(40)中起支撑作用的支撑机构，气浮平台由三点支撑变为四点支撑，通过高度计测量1#-6#各个支撑点的高度值，保证每个测量值相对于各自对应D₀的变化量在10um内；

(60)、顶升第一组在步骤(40)中下落的支撑机构，顶升第二组在步骤(50)中下落的支撑机构，同时调节该步骤中两个新顶升的支撑机构，通过高度计测量该新顶升机构对应支撑点高度值，保证该测得高度值和步骤 (40)中该支撑点高度值D₀相比较变化量为0.4-0.6A，此时气浮平台由四点支撑变为六点支撑。

优选的，步骤(40)中，第一组支撑机构中的2#支撑机构下落，第二组支撑机构中的4#和6#支撑机构下落，剩下对气浮平台进行支撑的三个支撑机构呈等腰三角形布置。

优选的，步骤(50)中，每一个新顶升支撑机构对应支撑点高度变化量为0.75(σ₄+σ₆)。

优选的，在步骤(50)-(60)间，还设有以下步骤：

(55)、分别对四个支撑机构进行微调，确保该四个支撑点处高度与各自对应的D₀的变化量在2um内。

优选的，步骤(40)中，气浮平台X、Y向水平度在0.5角秒内。

优选的，所述配重块重量为1000kg。

优选的，所述高度计设有六个，每个高度计各自和一个支撑点对应。

相对于现有技术，本发明所述的一种基于六点支撑的气浮平台调平方法具有以下优势：

本发明所述的一种基于六点支撑的气浮平台调平方法，实现了六点均匀支撑气浮平台的技术问题，保证了气浮平台的支撑刚度和水平度要求，解决了三点支撑调平方法无法满足承载高刚度要求的问题，改变了传统四点追逐法则调平后带来的四点不能均匀有效支撑的问题，通过巧妙的三点支撑—四点支撑—六点支撑的转换，在保证气浮平台高精度水平度基础上，实现了对气浮平台六点可靠支撑，由此保证了气浮平台对航天器材的稳定性支撑。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的一种基于六点支撑的气浮平台调平方法示意图。

图2为应用该基于六点支撑的气浮平台调平方法对拼接式气浮平台调平示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1、2所示，一种基于六点支撑的气浮平台调平方法，包括以下步骤:

(10)、准备六个支撑机构、高度计、双轴水平仪及一配重块，支撑机构为高度可调支撑机构；

(20)、在气浮平台上设定1#-6#共六个支撑点，该六个支撑点呈方形矩阵布置，其中，1#、2#、3#支撑点为第一组，该三个支撑点顺次布置，且其连线设为水平Y方向，4#、5#和6#支撑点为顺次布置的第二组，将每一个支撑机构各自对应一个支撑点放置，通过该六个支撑机构共同支撑气浮平台，通过高度计测得每个支撑点处的高度值；

(30)、将配重块放置在气浮平台1#支撑点处，通过高度计检测此时该 1#支撑点的高度值，并计算出该1#支撑点相对于步骤(20)中位置在竖直方向的变形量σ₁，然后将配重块放置在2#支撑点处，通过高度计测出该2#支撑点配重后竖直方向的变形量σ₂，以此类推，完成1#-6#六个支撑点放置配重块时各自高度变化量的测量，记为A:

A＝[σ₁ σ₂ σ₃ σ₄ σ₅ σ₆]；

(40)、下落2#、4#及6#支撑点对应的支撑机构，气浮平台由六点支撑变为1#、3#、5#三点支撑，1#支撑机构保持不变，调整3#、5#支撑机构，利用双轴水平仪检测气浮平台水平度，直至该气浮平台X、Y向水平度分别在0.5角秒内，同时通过高度计记录此时1#-6#六个支撑点高度值，记为D₀：

D₀＝[d₁ d₂ d₃ d₄ d₅ d₆]；

(50)、首先顶升4#支撑机构，通过高度计测量4#支撑点高度，并调节 4#支撑机构，使得该4#支撑点高度值与d₄相比较，高度变化值分别为0.75 (σ₄+σ₆)；

然后顶升6#支撑机构，通过高度计测量6#支撑点高度，并调节6#支撑机构，使得该6#支撑点高度值与d₆相比较，高度变化值分别为0.75(σ₄+σ₆)；

然后再下落5#支撑机构，气浮平台由原先的1#、3#、5#三点支撑变为1#、 3#、4#、6#四点支撑，通过高度计测量1#-6#各个支撑点的高度值，保证每个支撑点对应的测量值相对于该支撑点D₀的变化量在10um内，例如，1# 支撑点高度测量值和d₁相比较变化量在10um内，3#支撑点高度测量值和 d₃相比较变化量在10um内，以此类推，保证该四个支撑点的高度变化量分别在10um内，若该变化量大于10um，顶升5#支撑机构支撑气浮平台，然后重复步骤(4)-(6)进行重新调整；

(55)、分别对1#、3#、4#和6#支撑机构进行微调，确保该四个支撑点处高度与各自对应的D₀的变化量在2um内，也就是通过微调后，1#支撑点高度测量值和d₁相比较变化量在2um内，3#支撑点高度测量值和d₃相比较变化量在2um内，以此类推，微调后该1#、3#、4#和6#四个支撑点高度变化量分别在2um内；

(60)、顶升2#支撑机构，直至2#支撑点高度相对于d₂变化量为0.5 σ₂；然后顶升5#支撑机构，直至该5#支撑点高度相对于d₅变化量为0.5σ₅；

由此完成气浮平台的六点支撑的调整。

本实施例中，为满足大型卫星模拟器支撑需求，保证气浮平台的刚性支撑强度，所述配重块重量为1000kg。

本实施中，为快速得到测量值，加快调平速度，所述高度计设有六个，该六个高度计各自和一个支撑点对应。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于六点支撑的气浮平台调平方法，其特征在于：包括以下步骤:

(10)、准备六个支撑机构、高度计、双轴水平仪及一配重块，支撑机构为高度可调支撑机构；

(20)、在气浮平台上设定1#-6#共六个支撑点，该六个支撑点呈方形矩阵布置，其中，1#、2#、3#支撑点为第一组，4#、5#和6#支撑点为第二组，每一个支撑机构各自对应一个支撑点放置，通过该六个支撑机构共同支撑气浮平台；

(30)、应用高度计测量出1#-6#六个支撑点独自放置配重块时高度变化量，记为A:

A＝[σ₁ σ₂ σ₃ σ₄ σ₅ σ₆]；

(40)、下落第一组中的一个支撑机构，下落第二组中的两个支撑机构，气浮平台由呈三角形布置的三个支撑机构支撑，调整该三个支撑机构，使得气浮平台X、Y向水平度分别在设定范围内，同时通过高度计记录此时1#-6#六个支撑点高度值，记为D₀：

D₀＝[d₁ d₂ d₃ d₄ d₅ d₆]；

(50)、顺次顶升第二组中下落的两个支撑机构，并调节该两个支撑机构顶升高度，保证每一个新顶升支撑机构对应支撑点高度变化量在设定范围内，然后下落该第二组中在步骤(40)中起支撑作用的支撑机构，气浮平台由三点支撑变为四点支撑，通过高度计测量1#-6#各个支撑点的高度值，保证每个测量值相对于各自对应D₀的变化量在10um内；

(60)、顶升第一组在步骤(40)中下落的支撑机构，顶升第二组在步骤(50)中下落的支撑机构，同时调节该步骤中两个新顶升的支撑机构，通过高度计测量该新顶升机构对应支撑点高度值，保证该测得高度值和步骤(40)中该支撑点高度值D₀相比较变化量为0.4-0.6A，此时气浮平台由四点支撑变为六点支撑。

2.根据权利要求1所述的一种基于六点支撑的气浮平台调平方法，其特征在于：步骤(40)中，第一组支撑机构中的2#支撑机构下落，第二组支撑机构中的4#和6#支撑机构下落，剩下对气浮平台进行支撑的三个支撑机构呈等腰三角形布置。

3.根据权利要求2所述的一种基于六点支撑的气浮平台调平方法，其特征在于：步骤(50)中，每一个新顶升支撑机构对应支撑点高度变化量为0.75(σ₄+σ₆)。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种基于六点支撑的气浮平台调平方法，其特征在于：在步骤(50)-(60)间，还设有以下步骤：

(55)、分别对四个支撑机构进行微调，确保该四个支撑点处高度与各自对应的D₀的变化量在2um内。

5.根据权利要求1所述的一种基于六点支撑的气浮平台调平方法，其特征在于：步骤(40)中，气浮平台X、Y向水平度在0.5角秒内。

6.根据权利要求1所述的一种基于六点支撑的气浮平台调平方法，其特征在于：所述配重块重量为1000kg。

7.根据权利要求1所述的一种基于六点支撑的气浮平台调平方法，其特征在于：所述高度计设有六个，每个高度计各自和一个支撑点对应。