CN116767519B - 一种磁气重力平衡航天模拟器对接试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了了一种磁气重力平衡航天模拟器对接试验装置，属于航天器对接地面模拟与测试装置，包括磁气重力平衡单元、随动运动单元、姿态控制单元、空间三维运动单元和微重力支撑平台；磁气重力平衡单元悬浮吸附在随动运动单元下方，分别设置钢索连接姿态控制单元，姿态控制单元内嵌设置在空间三维运动单元，并由空间三维运动单元带动姿态控制单元，微重力支撑平台为基座支撑空间三维运动单元；本发明航天模拟器六自由度运动轨迹灵敏、可靠，综合位姿精度高，采用磁气混合技术平衡重力模拟精度更高。

Description

一种磁气重力平衡航天模拟器对接试验装置

技术领域

本发明涉及航天器的在轨服务、目标对接任务地面验证技术领域，具体地讲，是指一种磁气重力平衡航天模拟器对接试验装置。

背景技术

为了检验在轨服务任务卫星的空间对接系统在常温条件下的对接性能，需要建立地面模拟试验装置消除隐患，同时作为空间小卫星任务实施的地面验证关键部分，需验证空间任务方案的合理性和技术可行性。而目前所采用的地面验证方法如：半物理仿真虽然考虑了合作目标的相对轨道运行，但是通常不涉及微重力环境的影响，且也常常仅对空间任务中的某一子系统或者特定功能进行验证，而每个子系统性能的满足并不意味着综合系统的整体性能满足；全物理仿真中考虑到重力补偿和无约束运动的常用的方法有失重法、液浮法、气浮法和悬挂法；失重法常见的为抛物飞行和自由落体，此方法的缺点是时间短、占用的空间大、能够提供的空间有限并且成本高；液浮法阻尼大、维护成本高且只适合低速运动的情况；气浮法一般只能提供五个自由度的运动，在竖直方向的运动受限；悬挂法是指通过滑轮组悬挂配重，并调节配重物的质量来补偿空间重力，该方法同样可以实现三维微重力模拟，但是由于吊丝和滑轮之间的摩擦以及吊丝的颤振导致系统的微重力模拟精度较差；针对现有微重力模拟方法的不足，该设备基于磁悬浮气足的吸附特性和通气低阻尼特性提出一种磁气悬吊式微重力环境对接模拟系统，通过磁吸力、磁悬浮气足重力、气浮力和吊索张力的平衡实现六自由度微重力模拟。

发明内容

本发明的目的在于提供一种磁气重力平衡航天模拟器对接试验装置，以解决现有六自由度航天模拟器微重力模拟精度不够或系统可靠性不强的问题。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：提供一种磁气重力平衡航天模拟器对接试验装置，包括磁气重力平衡单元1、随动运动单元2、姿态控制单元3、空间三维运动单元4、微重力支撑平台5；

所述磁气重力平衡单元1悬浮吸附在随动运动单元2下方，并由吊索16连接分别设置在姿态控制单元3两端；所述姿态控制单元3内嵌设置在空间三维运动单元4中；所述微重力支撑平台5设置在空间三维运动单元4下方；

所述空间三维运动单元4通过四个方向冷喷气推力器45，实现平动两自由度，并通过调节冷喷气推力器45喷气数量，实现整体偏航转动自由度，以及利用单丝杠竖向线性模组41上卡环滑台42的运动，实现整体升降自由度；所述姿态控制单元3通过水平转环31的驱动，实现俯仰自由度，并通过竖直转环32，实现近距离微调偏航转动自由度，以及通过平移调整组件33，实现微调垂向两自由度，并利用所述姿态控制单元3内置的旋转组件34，驱动机构实现旋转自由度；所述磁气重力平衡单元1通过内置的磁力吸附装置和喷气平衡装置在气隙传感器13的控制下，模拟航天器在垂直失重下的运动状态；所述随动运动单元2通过磁气重力平衡单元1内置的绳索偏转检测装置控制，从而实现磁气重力平衡单元1关于姿态控制单元3和空间三维运动单元4的随动，实现实时控制重力平衡，模拟航天器失重运动状态。

进一步地，所述磁气重力平衡单元1包括磁气吸附装置11、喷气平衡装置12、气隙传感器13、绳索偏转检测装置14、卷绳器15、吊索16、电机A 17，其中所述喷气平衡装置12内部环形放置四个磁气吸附装置11，所述气隙传感器13设置于喷气平衡装置12外侧，所述喷气平衡装置12环形部分中间设置一个电机A 17，所述电机A 17通过齿轮啮合连接卷绳器15和吊索16于喷气平衡装置12下侧，所述绳索偏转检测装置14设置在喷气平衡装置12下侧于卷绳器15一端侧面；

所述磁气吸附装置11包括永磁铁111、电磁铁112、线圈113、隔绝层114，其中所述一块环形永磁铁111放置在两块圆柱形电磁铁112上方，所述两块圆柱形电磁铁112分别由两个线圈113环形缠绕，所述隔绝层114设置在空隙处；

所述的喷气平衡装置12包括储气盘121、进气管122、排气孔123、环氧树脂隔绝底座124，其中所述环氧树脂隔绝底座124的边缘环形设置有十二个排气孔123，所述环氧树脂隔绝底座124下表面设置环形储气盘121，所述十二个进气管122将储气盘121和十二个排气孔123连接；

所述绳索偏转检测装置14包括激光发射器141、分光镜142、PSD位置光敏元件143、平面反射镜144，其中所述激光发射器141设置于储气盘121下表面一侧，所述分光镜142于激光发射器141同轴心放置在激光发射器141正下方，所述两个PSD位置光敏元件143对称设置在激光发射器141两侧，所述平面反光镜144设于激光发生器141与分光镜142下方可照射区域，所述平面反光镜144同圆心设置在吊索16上。

进一步地，所述随动运动单元2包括横向双丝杠线性模组21、纵向双丝杠线性模组22、导磁滑台23、信号接口24、电机B 25，其中所述横向双丝杠线性模组21两端各设置一个纵向双丝杠线性模组22，所述两个纵向双丝杠线性模组22中放置四个横向双丝杠线性模组，所述一个横向双丝杠线性模组22上设有导磁滑台23，所述横向双丝杠线性模组21和纵向双丝杠线性模组22分别设有信号接口24以及电机B 25。

进一步地，所述姿态控制单元3包括水平转环31、竖直转环32、平移调整组件33、旋转组件34、滚转连接轴35、对接模型36，调节环37，其中所述水平转环31内设置可转动的竖直转环32，所述竖直转环内设置有平移调整组件33和旋转组件34，所述平移调整组件33一端面与滚转连接轴35连接另一端面与对接模型36连接，调节环37在滚转连接轴35同轴心布置；

所述平移调整组件33包括底板331、限位环332、平移环333、连杆机构334、连接口335，其中所述底板331为圆板，其与竖直转环32可偏转动连接，所述底板331一面上圆周均匀分布有多个连杆机构334，所述底板331设置在旋转组件34上，底板331在连杆机构334排列的圆周内同心固定有限位环332，限位环332内设有平移环333，平移环333与对接模型36固定连接；

所述旋转组件34包括内齿轮341、外齿条342，其中所述内齿轮与外齿条啮合驱动。

进一步地，所述空间三维运动单元4包括单丝杠竖向线性模组41、卡环滑台42、弹簧卡环43、高压储气瓶44、冷喷气推力器45、平面气浮轴承46，其中所述一对单丝杠竖向线性模组41之间设置有一个卡环滑台42，所述卡环滑台42内部同轴心设有一个弹簧卡环43，所述冷喷气推力器45放置于与单丝杠竖向线性模组41底部连接的平面上，平面下方布置四个高压储气瓶44，所述高压储气瓶44下方连接平面气浮轴承46，所述平面气浮轴承46悬浮在微重力支撑平台5上。

本发明提供的一种磁气重力平衡航天模拟器对接试验装置取得的有益效果是：

1）.本发明采用磁气重力平衡装置通过磁吸力、气浮力和吊索张力的平衡实现微重力模拟，运动摩擦基本为零，模拟精度高。

2）.本发明采用气隙传感器实时检测以及悬挂杠杆配重构型实现运动物理属性配平，重力平衡更精准。

3）.本发明采用激光发射器及双PSD位置光敏元件的测量方式监测绳索摆动和伸缩情况增强磁气重力平衡装置的随动能力，实现了运动物理属性的一致性匹配，匹配结果更精确。

4）.本发明采用多连杆机构运动，模拟航天器姿态控制系统中每个喷气孔运行进行近距离平移微调，通过水平转和竖直转环的转动，能够配合模拟姿态控制系统相应的角运动，使对接模型进行高效的动态全程对接模拟实验，提高了试验的可靠性。

5）.本发明随动运动单元安装放置在稳定墙面下表面侧，放置空间三维运动单元的平台采用精磨大理石平台，环境影响小，微小震动互不干扰，长时间使用基本无变化，达到高精度仿真目的。

附图说明

下面结合附图对发明作进一步说明：

附图1：本发明的整体结构示意图；

附图2：为本发明中磁气重力平衡单元主视图；

附图3：为本发明中磁气重力平衡单元俯视图

附图4：为本发明中磁气重力平衡单元内磁力吸附装置剖面图；

附图5：为本发明中绳索偏转检测装置检测原理图；

附图6：为本发明中随动运动单元的仰视图；

附图7：为本发明中姿态控制单元的等轴二侧视图；

附图8：为本发明中姿态控制单元内平移组件和旋转组件正视图；

附图9：为本发明中空间三维运动单元的正视图。

其中：1为磁气重力平衡单元，11为磁气吸附装置，111为永磁铁，112为电磁铁，113为线圈，114为隔绝层，12为喷气平衡装置，121为储气盘，122为进气管，123为排气孔，124为环氧树脂隔绝底座，13为气隙传感器，14为绳索偏转检测装置，141为激光发射器，142为分光镜，143为PSD位置光敏元件，平144为面反射镜，15为卷绳器，16为吊索，17为电机A ，2为随动运动单元，21为横向双丝杠线性模组，22为纵向双丝杠线性模组，23为导磁滑台，24为信号接口，25为电机B ，3为姿态控制单元，31为水平转环，32为竖直转环，33为平移调整组件，331为底板，332为限位环，333为平移环，334为连杆机构，335为连接口，34为旋转组件，341为内齿轮，342为外齿条，35为滚转连接轴，36为对接模型，37为调节环，4为空间三维运动单元，41为单丝杠竖向线性模组，42为卡环滑台，43为弹簧卡环，44为高压储气瓶，45为冷喷气推力器，46为平面气浮轴承，5为微重力支撑平台。

实施方式

以下结合附图和具体实施案例对本发明一种磁气重力平衡航天模拟器对接试验装置作进一步说明，根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更加清楚。需要说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施案例的目的，本发明的保护范围不限于以下描述。

如图1所示，本发明包括磁气重力平衡单元1、随动运动单元2、姿态控制单元3、空间三维运动单元4、微重力支撑平台5，其中磁气重力平衡单元1悬浮吸附在随动运动单元2下方，并由吊索16连接分别设置在姿态控制单元3两端；所述姿态控制单元3内嵌设置在空间三维运动单元4中；所述微重力支撑平台5设置在空间三维运动单元4下方；所述空间三维运动单元4通过四个方向冷喷气推力器，实现平动两自由度，并通过调节冷喷气推力器喷气数量，实现整体偏航转动自由度，以及利用单丝杠竖向线性模组上卡环滑台的运动，实现整体升降自由度；所述姿态控制单元3通过水平转环的驱动，实现俯仰自由度，并通过竖直转环，实现近距离微调偏航转动自由度，以及通过平移调整组件，实现微调垂向两自由度，并利用所述姿态控制单元3内置的转动齿轮，驱动机构实现旋转自由度；所述磁气重力平衡单元1通过内置的磁力吸附装置和喷气平衡装置在气隙传感器的控制下，模拟航天器在垂直失重下的运动状态；所述随动运动单元2通过磁气重力平衡单元1内置的绳索偏转检测装置控制，从而实现磁气重力平衡单元1关于姿态控制单元3和空间三维运动单元4的随动，实现实时控制重力平衡，模拟航天器失重运动状态。

如图2、图3所示，所述磁气重力平衡单元1包括磁气吸附装置11、喷气平衡装置12、气隙传感器13、绳索偏转检测装置14、卷绳器15、吊索16、电机A 17组成，其中所述喷气平衡装置12内部环形放置四个磁气吸附装置11，所述气隙传感器13设置于喷气平衡装置12外侧，所述喷气平衡装置12环形部分中间设置一个电机A 17，所述电机A 17通过齿轮啮合连接卷绳器15和吊索16于喷气平衡装置12下侧，所述绳索偏转检测装置14设置在喷气平衡装置12下侧于卷绳器15一端侧面；所述磁气吸附装置11利用磁力吸附导磁滑块23和喷气平衡装置12喷出气体保持与导磁滑块形成一定距离，通过气隙传感器13的控制使磁气重力平衡单元1与导磁滑台23时刻保持间隙不变，所述绳索偏转检测装置14检测吊索16的偏转情况，反馈给随动运动单元2，保证吊索16垂直并紧绷状态，所述卷绳器15通过电机A 17的驱动使吊索16进行伸缩移动，该部分主要完成整体重力的平衡模拟微重力状态以及对随动运动单元的控制。

如图4所示，所述磁气吸附装置11包括永磁铁111、电磁铁112、线圈113、隔绝层114，其中所述一块环形永磁铁111放置在两块圆柱形电磁铁112上方，所述两块圆柱形电磁铁112分别由两个线圈113环形缠绕，所述隔绝层114设置在空隙处；所述永磁体111正向充磁后放置在两块电磁铁112上，当需要增加磁力吸附时，线圈113正向充磁与永磁铁111磁场方向相同增加磁力，当需要减少磁力时，线圈113施加反向电流退磁减少磁力，隔绝层隔绝磁路。

所述喷气平衡装置12包括储气盘121、进气管122、排气孔123、环氧树脂隔绝底座124，其中所述环氧树脂隔绝底座124的边缘环形设置有十二个排气孔123，所述环氧树脂隔绝底座124下表面设置环形储气盘121，所述十二个进气管122将储气盘121和十二个排气孔123连接；储气盘121接受气隙传感器13信号，通过储气盘内部控制输出气体通过排气管122到排气孔123，输出气体量由储气盘控制。

所述绳索偏转检测装置14包括激光发射器141、分光镜142、PSD位置光敏元件143、平面反射镜144，其中所述激光发射器141设置于储气盘121下表面一侧，所述分光镜142于激光发射器141同轴心放置在激光发射器141正下方，所述两个PSD位置光敏元件143对称设置在激光发射器141两侧，所述平面反光镜144设于激光发生器141与分光镜142下方可照射区域，所述平面反光镜144同圆心设置在吊索16上。其检测原理，如图5所示：通过分光镜142将一束激光分为两组光路，利用两个PSD位置光敏元件143测得的位置量做差，从而测量吊索16的伸长量和偏角角度。

如图6所示，所述随动运动单元2包括横向双丝杠线性模组21、纵向双丝杠线性模组22、导磁滑台23、信号接口24、电机B 25，其中所述横向双丝杠线性模组21两端各设置一个纵向双丝杠线性模组22，所述两个纵向双丝杠线性模组22中放置四个横向双丝杠线性模组，所述一个横向双丝杠线性模组22上设有导磁滑台23，所述横向双丝杠线性模组21和纵向双丝杠线性模组22分别设有信号接口24以及电机B 25。随动运动单元2内信号接口24收到绳索偏转检测装置14的信号，电机B 25驱动导磁滑台23带动磁气重力平衡单元1进行移动，保证吊索16绷直，重力模拟精确，该部分主要完成使磁气重力平衡单元1跟随姿态控制单元3运动，补偿重力匹配运动物理属性。

如图7所示，所述姿态控制单元3包括水平转环31、竖直转环32、平移调整组件33、旋转组件34、滚转连接轴35、对接模型36，调节环37，其中所述水平转环31内设置可转动的竖直转环32，所述竖直转环内设置有平移调整组件33和旋转组件34，所述平移调整组件33一端面与滚转连接轴35连接另一端面与对接模型36连接；通过水平转环31和竖直转环32的内置电机使对接模型进行偏转和俯仰运动，该部分主要完成对接装置近距离旋转、偏航、俯仰等操作驱动。

如图8所示，平移调整组件33包括底板331、限位环332、平移环333、连杆机构334、连接口335，其中所述底板331为圆板，其与竖直转环32可偏转动连接，所述底板331一面上圆周均匀分布有多个连杆机构334，所述底板331设置在旋转组件34上，底板331在连杆机构334排列的圆周内同心固定有限位环332，限位环332内设有平移环333，平移环333与对接模型36固定连接；所述旋转组件34包括内齿轮341、外齿条342，通过控制相应每个连杆机构（334）的插杆伸缩长度，从而控制平移环（333）在限位环（332）内的相对位置模拟姿态控制系统中的垂向平面位移，以及通过旋转组件34内的内齿轮341与外齿条342啮合驱动姿态控制单元旋转。

如图9所示，所述空间三维运动单元4包括单丝杠竖向线性模组41、卡环滑台42、弹簧卡环43、高压储气瓶44、冷喷气推力器45、平面气浮轴承46，其中所述一对单丝杠竖向线性模组41之间设置有一个卡环滑台42，所述卡环滑台42内部同轴心设有一个弹簧卡环43，所述冷喷气推力器45放置于与单丝杠竖向线性模组41底部连接的平面上，平面下方布置四个高压储气瓶44，所述高压储气瓶44下方连接平面气浮轴承46，所述平面气浮轴承46悬浮在微重力支撑平台5上。通过单丝杠竖向线性模组41控制卡环滑台42使姿态控制单元3垂向移动，冷喷气推力器45由高压储气瓶44驱动使设备进行水平自由度的制动。

本发明的工作原理为：

航空无人卫星在对接前分为远距离交会操作和近距离交会操作两个对接过程，远距离交会操作实现所需要的位置、速度和角速度条件，基于距离和方向的相对测量进行迫近，近距离交会操作需要考虑位置、姿态在正确的方向上开始最终的接近，达到航天无人卫星高精度地面仿真的目的，并且需要做到空间微重力环境模拟。

在远距离交会操作时，空间三维运动单元4根据对接模型36上的传感器（GPS）控制工作，并由四个平面气浮轴承46均匀布局支撑，实现无摩擦运动，四个高压储气瓶瓶44用于给平面气浮轴承46和冷喷气推力器45供气，并且关于中心旋转轴对称，空间三维运动单元4在逼近时，通过底部四个面安装的十个冷喷气推力器45，使整个设备进行平面水平自由度移动，通过设置冷喷气推力器的启动数量，使整个设备可进行整体偏转自由度，卡环滑台将滚转连接轴35同轴心连接并支撑由单丝杠竖向线性模组41驱动进行垂向移动，直至寻找到合适的对接位置、角速度条件等，同时当姿态控制单元3进行翻转运动时，滚转连接轴35压迫卡环滑台42内侧的弹簧卡环43，弹簧卡环43收到压力，受到压力的一侧收缩在卡环滑台42内部，保证姿态控制单元3进行翻转运动模拟。

在近距离交会操作时，在空间三维运动单元4工作逼近对接目标后，姿态控制单元3同样根据对接模型36上的传感器(GPS)控制工作，通过水平转环31和竖直转环32的内置电机控制姿态控制单元3的转动模拟姿态控制系统相应的角运动，同时控制相应每个连杆机构（334）的插杆伸缩长度，从而控制平移环（333）在限位环（332）内的相对位置模拟姿态控制系统中的垂向平面位移，以及通过旋转组件34内的内齿轮341与外齿条342啮合驱动姿态控制单元旋转，直至达到满足对接要求的位置和姿态。

空间微重力环境模拟过程：

静止时重力平衡过程：高压气体通过平面气浮轴承46的节流孔进入平面气浮轴承46与微重力支撑平台5之间，高压气体使得平面气浮轴承46与微重力支撑平台5之间形成一层气体薄膜。使得平面气浮轴46悬浮在微重力支撑平台5上，实现近似无摩擦平面运动，两个磁气重力平衡单元1在满足比例配重条件下利用吊索16分别连接在水平转环31和调节环37的连接点上，使设备处于水平悬浮平衡状态，并保证吊索16不松驰和磁气重力平衡单元1与导磁滑台23之间间隙相等不变；

在进行交会操作时的平衡过程：

在设备进行交会操作时，只需要保证磁气重力平衡单元1与导磁滑台23之间的间隙时刻不变，以及吊索16不松驰和不发生相对磁气重力平衡单元1轴线的偏角，或出现偏角及时由随动运动单元2跟随移动保证无偏角即可，就能保证重力实时平衡，从而模拟空间微重力环境。

1.进行远距离交会操作时，空间三维运动单元4带动设备进行移动，吊索16瞬时发生微小的相对偏角，此时利用PSD位置光敏元件143间接位置测定方法测，当吊索16出现偏角，固定在吊索16上的平面反射镜144出现偏转，由激光发射器141通过分光镜142发射出的两条激光，被平面反射镜144反射在PSD位置光敏元件143的照射点位置由对称变成非对称状态，并出现位置量差值，此时输出信号给随动运动单元2的导磁滑台23移动，从而保持照射点位置对称，则吊索16偏角消除，

2.进行近距离交会操作时，姿态控制单元3带动对接模型36进行向下俯仰运动，磁气重力平衡单元1受到瞬时垂向向下的扰动力，在气隙传感器13的检测下为保证间隙不变，气隙传感器输出信号，线圈113通正向脉冲电流，线圈形成磁场，使得内部的电磁铁112正向磁化，与永磁铁111的磁场相互叠加，增大磁力保持间隙不变化，反之姿态控制单元3带动对接模型36进行向上俯仰运动，磁气重力平衡单元1受到瞬时垂向向上的扰动力，同样间隙不变，气隙传感器13输出信号，喷气平衡装置12增大气体输出保持间隙不变。当喷气平衡装置12无法保持间隙时，线圈113通反向瞬时电流，线圈形成反向磁场，使得电磁铁112NS极反向磁化，与永磁铁113的部分磁场相抵消，减小磁力。做俯仰运动的同时为了保证吊索16时刻保持不松弛，当向上俯仰时，一端吊索16收缩，一端吊索16伸长，此时固定在吊索16上的平面反射镜144跟随吊索在竖直方向移动，由激光发射器141通过分光镜142发射出的两条激光，被平面反射镜144反射在PSD位置光敏元件143的照射点位置，程对称状态向外移动，PSD位置光敏元件输出信号给卷绳器15进行伸缩吊索16运动，完成运动物理属性一致性匹配。

综上所述一种磁气重力平衡航天模拟器对接试验装置通过气浮技术和磁气混合技术模拟空间微重力环境，通过多个线性模组滑台以及机械结构实现六自由度运动，使对接模型进行高效的动态全程对接模拟实验，提高了试验的可靠性，重力平衡更精准，模拟程度更高。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变形而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (3)

1.一种磁气重力平衡航天模拟器对接试验装置，其特征在于，包括磁气重力平衡单元（1）、随动运动单元（2）、姿态控制单元（3）、空间三维运动单元（4）、微重力支撑平台（5）；所述磁气重力平衡单元（1）悬浮吸附在随动运动单元（2）下方，并由钢索连接分别设置在姿态控制单元（3）两端；所述姿态控制单元（3）内嵌设置在空间三维运动单元（4）中；所述微重力支撑平台（5）设置在空间三维运动单元（4）下方；

所述磁气重力平衡单元（1）包括磁气吸附装置（11）、喷气平衡装置（12）、气隙传感器（13）、绳索偏转检测装置（14）、卷绳器（15）、吊索（16）、电机A（17），其中所述喷气平衡装置（12）内部环形放置四个磁气吸附装置（11），所述气隙传感器（13）设置于喷气平衡装置（12）外侧，所述喷气平衡装置（12）环形部分中间设置一个电机A（17），所述电机A（17）通过齿轮啮合连接卷绳器（15）和吊索（16）于喷气平衡装置（12）下侧，所述绳索偏转检测装置（14）设置在喷气平衡装置（12）下侧于卷绳器（15）一端侧面；

所述磁气吸附装置（11）包括永磁铁（111）、电磁铁（112）、线圈（113）、隔绝层（114），其中所述一块环形永磁铁（111）放置在两块圆柱形电磁铁（112）上方，所述两块圆柱形电磁铁（112）分别由两个线圈（113）环形缠绕，所述隔绝层（114）设置在空隙处；

所述的喷气平衡装置（12）包括储气盘（121）、进气管（122）、排气孔（123）、环氧树脂隔绝底座（124），其中所述环氧树脂隔绝底座（124）的边缘环形设置有十二个排气孔（123），所述环氧树脂隔绝底座（124）下表面设置环形储气盘（121），所述十二个进气管（122）将储气盘（121）和十二个排气孔（123）连接；

所述绳索偏转检测装置（14）包括激光发射器（141）、分光镜（142）、PSD位置光敏元件（143）、平面反射镜（144），其中所述激光发射器（141）设置于储气盘（121）下表面一侧，所述分光镜（142）于激光发射器（141）同轴心放置在激光发射器（141）正下方，所述两个PSD位置光敏元件（143）对称设置在激光发射器（141）两侧，所述平面反光镜（144）设于激光发生器（141）与分光镜（142）下方可照射区域，所述平面反光镜（144）同圆心设置在吊索（16）上。

2.根据权利要求1所述的磁气重力平衡航天模拟器对接试验装置，其特征在于：所述随动运动单元（2）包括横向双丝杠线性模组（21）、纵向双丝杠线性模组（22）、导磁滑台（23）、信号接口（24）、电机B（25），其中所述横向双丝杠线性模组（21）两端各设置一个纵向双丝杠线性模组（22），所述两个纵向双丝杠线性模组（22）中放置四个横向双丝杠线性模组，所述一个横向双丝杠线性模组（22）上设有导磁滑台（23），所述横向双丝杠线性模组（21）和纵向双丝杠线性模组（22）分别设有信号接口（24）以及电机B（25）。

3.根据权利要求1所述的磁气重力平衡航天模拟器对接试验装置，其特征在于：所述空间三维运动单元（4）包括单丝杠竖向线性模组（41）、卡环滑台（42）、弹簧卡环（43）、高压储气瓶（44）、冷喷气推力器（45）、平面气浮轴承（46），其中所述一对单丝杠竖向线性模组（41）之间设置有一个卡环滑台（42），所述卡环滑台（42）内部同轴心设有一个弹簧卡环（43），所述冷喷气推力器（45）放置于与单丝杠竖向线性模组（41）底部连接的平面上，平面下方布置四个高压储气瓶（44），所述高压储气瓶（44）下方连接平面气浮轴承（46），所述平面气浮轴承（46）悬浮在微重力支撑平台（5）上。