JP7248361B1 - 並列接続型姿勢調整に基づく惑星ローバー磁気浮上重力補償実験プラットフォーム - Google Patents

並列接続型姿勢調整に基づく惑星ローバー磁気浮上重力補償実験プラットフォーム Download PDF

Info

Publication number
JP7248361B1
JP7248361B1 JP2023002549A JP2023002549A JP7248361B1 JP 7248361 B1 JP7248361 B1 JP 7248361B1 JP 2023002549 A JP2023002549 A JP 2023002549A JP 2023002549 A JP2023002549 A JP 2023002549A JP 7248361 B1 JP7248361 B1 JP 7248361B1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
platform
attitude adjustment
parallel
support frame
planetary
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2023002549A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2023107213A (ja
Inventor
雪松 邱
乾元 孫
梓康 邵
玉航 李
孟旭 李
冬生 李
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yanshan University
Original Assignee
Yanshan University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yanshan University filed Critical Yanshan University
Application granted granted Critical
Publication of JP7248361B1 publication Critical patent/JP7248361B1/ja
Publication of JP2023107213A publication Critical patent/JP2023107213A/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09BEDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B25/00Models for purposes not provided for in G09B23/00, e.g. full-sized devices for demonstration purposes
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/06Means for converting reciprocating motion into rotary motion or vice versa
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02NELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N15/00Holding or levitation devices using magnetic attraction or repulsion, not otherwise provided for

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Educational Administration (AREA)
  • Educational Technology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)

Abstract

【課題】並列接続型姿勢調整に基づく惑星ローバー磁気浮上重力補償実験プラットフォームを提供する。【解決手段】電磁モジュール(17)と磁気媒体プレート(19)との距離を制御することによって、また電磁モジュール(17)のコイル電流の大きさを制御することによって磁気浮上補償力の動的安定性を保持し、低重力実験を効果的にシミュレートでき、重力補償精度が高く、適用性が強く、シミュレーション環境がリアルであり、協調性が良い等の利点を有する。【選択図】図1

Description

本発明は、宇宙惑星の低重力環境実験プラットフォームの技術分野に関し、特に、並列接続型姿勢調整に基づく惑星ローバー磁気浮上重力補償実験プラットフォームに関する。
惑星探索は、数ある宇宙探査活動の1つであり、人類が宇宙空間を認識して利用する上で重大な意義を持っている。現在、各国の惑星探査車が月及び火星に着陸し、月及び火星に対する人類の探索や認識に大きく貢献している。重要な探査ツールとして、探査車は、その移動性能が、その探査タスクに特に顕著な影響を与える。その一方で、月、火星と地球との重力場の差異は、惑星探査車の性能に影響を与える主な要因であり、宇宙船の打ち上げ前の地上低重力シミュレーション試験は、極めて重要になっている。
現在、低重力シミュレーション方法としては、主に、落下塔法、放物線飛行法、ウォーターフロート法、エアーフロート法及び懸吊法があり、惑星ローバーの障害物通過、障害物回避実験には、懸吊法及びエアーフロート法が適している。懸吊法は、懸吊機構を利用して全車の重力を補償するものである。今まで発展してきたところ、この方法は、惑星ローバーの低重力シミュレーションの主な方法であり、且つ技術が比較的成熟している。この方法は、実験原理が簡単であるが、システムの摩擦が大きく、制御が複雑で、補償精度が低く、特に、懸吊ロープが交差できずに惑星ローバーのルートシミュレーションが限られるといった多くの欠点もあり、それに、ロープの柔軟性、揺れ及びカウンターウェイトの慣性効果等の不利な要因がある。エアーフロート法は、エア圧機器を利用してエア圧の安定した気流を出力して、実験対象を乗せたプラットフォームを支える低重力シミュレーション実験方法である。当該方法は、微重力シミュレーション精度が高く、工事周期が短く、シミュレーション時間が制限されず、再利用可能であり、信頼性が高いが、欠点として、鉛直方向の微重力シミュレーションの実現が困難である。この方法は、通常、惑星ローバー部品の低重力シミュレーション実験に使用される。そのため、地上での障害物回避、障害物通過等の惑星ローバーの移動性能の低重力シミュレーション実験要件に応じて、宇宙惑星の低重力環境をシミュレートする実験プラットフォームを設計して、宇宙での惑星ローバーの実際の動作環境をシミュレートする必要がある。
以上の事情に対して、本発明は、電磁効果を十分に利用することで、懸吊ロープが交差できずに惑星ローバーのルートシミュレーションが限られるという問題を効果的に解決するとともに、ロープの柔軟性、揺れ及びカウンターウェイトの慣性効果等の不利な要因を回避し、さらに、エアーフロート法による鉛直方向の微重力シミュレーションの実現が困難であるという問題を解決する。また、電磁モジュールと磁気媒体プレートとの距離を制御することによって、また、電磁モジュールのコイル電流の大きさを制御することによって磁気浮上補償力の動的安定性を保持することによって、低重力実験を効果的にシミュレートでき、重力補償精度が高く、汎用性が強く、適用性が強く、シミュレーション環境がリアルであり、協調性が良い等の利点を有する並列接続型姿勢調整に基づく惑星ローバー磁気浮上重力補償実験プラットフォームを提供する。
本発明に採用される技術案は、並列接続型姿勢調整に基づく惑星ローバー磁気浮上重力補償実験プラットフォームであり、支持フレーム、追従ユニット、並列接続型姿勢調整ユニット及び惑星ローバーを含み、前記支持フレーム上に前記追従ユニットが設けられ、且つ前記追従ユニットは、X方向追従アセンブリ、Y方向追従アセンブリ及びZ方向追従アセンブリを含み、前記X方向追従アセンブリは、X方向接続フレーム、X方向ガイドレール、X方向スライダ、X方向スクリュー、X方向ナット及びX方向モータを含み、前記X方向ガイドレールは、前記支持フレームにおける支持枠の第一端及び第二端に対称に設けられ、前記X方向スライダは、前記X方向接続フレームの第一端面及び第二端面に対称に設けられ、前記X方向接続フレームは、前記支持枠上に設けられ、且つ前記X方向スライダは、前記X方向ガイドレール上に摺設され、前記X方向スクリューの第一端は、ベアリングを介して前記支持枠上に支持され、且つ前記X方向スクリューの第二端は、カップリングを介して前記X方向モータの出力軸に接続され、前記X方向モータは、前記支持枠上に固定され、前記X方向ナットは、前記X方向接続フレーム上に設けられ、且つ前記X方向ナットは、前記X方向スクリューに伝動接続され、前記Y方向追従アセンブリは、前記X方向追従アセンブリの下方に設けられ、且つ前記Y方向追従アセンブリは、Y方向ガイドレール、Y方向スライダ、Y方向スクリュー、Y方向ナット、Y方向モータ及びY方向接続プレートを含み、前記Y方向ガイドレールは、前記X方向接続フレームの底部の第一端及び第二端に対称に設けられ、前記Y方向スライダは、前記Y方向接続プレートの頂部の隅角に均一に分布して設けられ、前記Y方向接続プレートは、前記X方向接続フレームの下方に設けられ、且つ前記Y方向スライダは、前記Y方向ガイドレール上に摺設され、前記Y方向スクリューの第一端は、ベアリングを介して前記X方向接続フレームの底部に支持され、且つ前記Y方向スクリューの第二端は、カップリングを介して前記Y方向モータの出力軸に接続され、前記Y方向モータは、前記X方向接続フレーム上に固定され、前記Y方向ナットは、前記Y方向接続プレート上に設けられ、且つ前記Y方向ナットは、前記Y方向スクリューに伝動接続され、前記Z方向追従アセンブリは、前記Y方向追従アセンブリの下方に設けられ、且つ前記Z方向追従アセンブリは、Z方向電動シリンダモジュール、Z方向接続プレート及びガイドポストを含み、前記Z方向電動シリンダモジュールの第一端は、前記Y方向接続プレートに固定接続され、且つ前記Z方向電動シリンダモジュールの第二端は、力センサを介して前記Z方向接続プレートの頂部に接続され、前記Z方向電動シリンダモジュールの両側は、前記ガイドポストに対称に設けられ、且つ前記Y方向接続プレートの底部に力フィードバックコントローラが設けられ、前記Z方向接続プレートの側面及び底部には、レーザー3Dセンサ及び電磁モジュールがそれぞれ設けられており、前記惑星ローバーは、前記支持フレームのシミュレーション台上に設けられ、且つ前記並列接続型姿勢調整プラットフォームは、前記惑星ローバー上に設けられ、前記並列接続型姿勢調整プラットフォームの可動プラットフォーム上に磁気媒体プレートが設けられ、且つ前記磁気媒体プレートの各側面の何れにも、ジャイロスタビライザ及び変位センサが設けられている。
さらに、前記支持フレームは、支持ベース、シミュレーション台、接続フレーム及び支持枠を含み、前記支持枠は、前記接続フレームを介して前記支持ベース上に固定され、且つ前記支持ベースの中央に前記シミュレーション台が設けられており、前記シミュレーション台の一方側に電源が設けられ、且つ前記接続フレーム上にプラットフォームコントローラ及び変位フィードバックコントローラがそれぞれ設けられている。
好ましくは、前記シミュレーション台の上面に惑星地形層が設けられている。
さらに、前記ジャイロスタビライザは、4つのジャイロスタビライザを含み、且つ4つの前記ジャイロスタビライザは、前記磁気媒体プレートの各側面に対称に設けられている。
好ましくは、前記ジャイロスタビライザ上に前記変位センサが設けられており、且つ前記変位センサは、前記磁気媒体プレートから前記電磁モジュールの間の磁気ギャップをリアルタイムに測定可能である。
好ましくは、前記並列接続型姿勢調整プラットフォーム上の磁気媒体プレートの相対運動中には、前記変位センサの中心軸線が常に鉛直上向きに保持される。
さらに、前記並列接続型姿勢調整プラットフォームは、5組の電動シリンダモジュールを更に含み、前記5組の電動シリンダモジュールは、前記並列接続型姿勢調整プラットフォームの可動プラットフォームと固定プラットフォームとの間に設けられ、且つ前記プラットフォームコントローラは、前記5組の電動シリンダモジュールの閉ループサーボ制御を実現し、前記5組の電動シリンダモジュールの推力を精密に制御することが可能である。
本発明の特徴及び有益な効果は、以下の通りである。
1、本発明による並列接続型姿勢調整に基づく惑星ローバー磁気浮上重力補償実験プラットフォームは、追従ユニットにおけるX方向追従アセンブリ、Y方向追従アセンブリ及びZ方向追従アセンブリによって、電磁モジュールに対するX、Y、Zの3方向の調節を実現でき、その中に採用されたスクリューナット伝動アセンブリは、構造が簡単であり、ロングストロークを実現し易く、加速度が高く、応答が速く、位置決め精度が高い等の利点を有する。
2、本発明による並列接続型姿勢調整に基づく惑星ローバー磁気浮上重力補償実験プラットフォームは、並列接続型姿勢調整ユニット上に磁気媒体プレートを設け、並列接続型姿勢調整ユニットにおける電動シリンダモジュールを駆動することで、磁気媒体プレートの位置姿勢をリアルタイムに制御でき、電磁モジュールと磁気媒体プレートとの間の磁気浮上補償力の動的安定性に有利である。
3、本発明による並列接続型姿勢調整に基づく惑星ローバー磁気浮上重力補償実験プラットフォームは、電磁モジュールと磁気媒体プレートとの距離を制御することによっても、電磁モジュールのコイル電流の大きさを制御することによっても、磁気浮上補償力の動的安定性を保持でき、低重力実験を効果的にシミュレートできる。
4、本発明による並列接続型姿勢調整に基づく惑星ローバー磁気浮上重力補償実験プラットフォームは、電磁効果を十分に利用することで、懸吊ロープが交差できずに惑星ローバーのルートシミュレーションが限られるという問題を効果的に解決するとともに、ロープの柔軟性、揺れ及びカウンターウェイトの慣性効果等の不利な要因を回避し、それに、エアーフロート法による鉛直方向の微重力シミュレーションの実現が困難であるという問題を解決している。
5、本発明による並列接続型姿勢調整に基づく惑星ローバー磁気浮上重力補償実験プラットフォームは、重力補償精度が高く、汎用性が強く、適用性が強く、シミュレーション環境がリアルであり、協調性が良い等の利点を有する。
図1は、本発明に係る並列接続型姿勢調整に基づく惑星ローバー磁気浮上重力補償実験プラットフォームの全体構造の模式図である。 図2は、本発明に係る並列接続型姿勢調整に基づく惑星ローバー磁気浮上重力補償実験プラットフォームの全体構造の軸側模式図である。 図3は、本発明における追従機構の全体構造の模式図である。 図4は、本発明における追従機構の軸側模式図である。 図5は、本発明における並列接続型姿勢調整ユニットの全体構造の模式図である。 図6は、本発明における並列接続型姿勢調整ユニットの軸側模式図である。
本発明の技術的内容、構造特徴、達成目的及び効果作用を詳述するために、以下、添付図面を参照して詳細に説明する。
本発明は、並列接続型姿勢調整に基づく惑星ローバー磁気浮上重力補償実験プラットフォームであって、図1及び図2に示すように、支持フレーム、追従ユニット、並列接続型姿勢調整ユニット及び惑星ローバー22を含み、支持フレームは、支持ベース28、シミュレーション台23、接続フレーム25及び支持枠29を含み、支持枠29は、接続フレーム25を介して支持ベース28上に固定され、且つ支持ベース28の中央にシミュレーション台23が設けられ、シミュレーション台23の一方側には、全ての動力部品に電力を供給するための電源24が設けられ、且つ接続フレーム25上にプラットフォームコントローラ26及び変位フィードバックコントローラ27がそれぞれ設けられている、並列接続型姿勢調整に基づく惑星ローバー磁気浮上重力補償実験プラットフォームを提供している。
シミュレーション台23の上面には、惑星表面での惑星ローバーの巡回及び調査作業のリアルな状態を再現するための惑星地形層が設けられている。
図3及び図4に示すように、支持フレーム上に追従ユニットが設けられ、且つ追従ユニットは、X方向追従アセンブリ、Y方向追従アセンブリ及びZ方向追従アセンブリを含み、X方向追従アセンブリは、X方向接続フレーム1、X方向ガイドレール2、X方向スライダ3、X方向スクリュー4、X方向ナット5及びX方向モータ6を含み、X方向ガイドレール2は、支持フレームにおける支持枠29の第一端及び第二端に対称に設けられ、X方向スライダ3は、X方向接続フレーム1の第一端面及び第二端面に対称に設けられ、X方向接続フレーム1は、I型ビーム構造の形状をなし、X方向接続フレーム1は、支持枠29上に設けられ、且つX方向スライダ3は、X方向ガイドレール2上に摺設され、X方向スクリュー4の第一端は、ベアリングを介して支持枠29上に支持され、且つX方向スクリュー4の第二端は、カップリングを介してX方向モータ6の出力軸に接続され、X方向モータ6は、支持枠29上に固定され、X方向ナット5は、X方向接続フレーム1上に設けられ、且つX方向ナット5は、X方向スクリュー4に伝動接続され、X方向モータ6によって、X方向スクリュー4が駆動されてX方向接続フレーム1をX方向に沿って摺動させることが可能である。
Y方向追従アセンブリは、X方向追従アセンブリの下方に設けられ、且つY方向追従アセンブリは、Y方向ガイドレール7、Y方向スライダ8、Y方向スクリュー9、Y方向ナット10、Y方向モータ11及びY方向接続プレート12を含み、Y方向ガイドレール7は、X方向接続フレーム1の底部の第一端及び第二端に対称に設けられ、Y方向スライダ8は、Y方向接続プレート12の頂部の隅角に均一に分布して設けられ、Y方向接続プレート12は、X方向接続フレーム1の下方に設けられ、且つY方向スライダ8は、Y方向ガイドレール7上に摺設され、Y方向スクリュー9の第一端は、ベアリングを介してX方向接続フレーム1の底部に支持され、且つY方向スクリュー9の第二端は、カップリングを介してY方向モータ11の出力軸に接続され、Y方向モータ11は、X方向接続フレーム1上に固定され、Y方向ナット10は、Y方向接続プレート12上に設けられ、且つY方向ナット10は、Y方向スクリュー9に伝動接続され、Y方向モータ11によって、Y方向スクリュー9が駆動されてY方向接続プレート12をY方向に沿って摺動させることが可能である。
Z方向追従アセンブリは、Y方向追従アセンブリの下方に設けられ、且つZ方向追従アセンブリは、Z方向電動シリンダモジュール14、Z方向接続プレート30及びガイドポスト31を含み、Z方向電動シリンダモジュール14の第一端は、Y方向接続プレート12に固定接続され、且つZ方向電動シリンダモジュール14の第二端は、力センサ15を介してZ方向接続プレート30の頂部に接続され、Z方向電動シリンダモジュール14の両側は、ガイドポスト31に対称に設けられ、且つY方向接続プレート12の底部に力フィードバックコントローラ13が設けられ、Z方向接続プレート30の側面及び底部には、レーザー3Dセンサ16及び電磁モジュール17がそれぞれ設けられており、力センサ15は、惑星ローバー22全体が宇宙惑星の重力環境内にあるかどうかを検出するために使用され、Z方向電動シリンダモジュール17は、電磁モジュール17をZ方向に沿って移動させるように駆動可能であり、ガイドポスト31は、ガイドの役割を果たすことができる。
図1~図4に示すように、惑星ローバー22は、支持フレームのシミュレーション台23上に設けられ、且つ並列接続型姿勢調整プラットフォームは、惑星ローバー22上に設けられ、並列接続型姿勢調整プラットフォームの可動プラットフォーム32上に磁気媒体プレート19が設けられ、且つ磁気媒体プレート19の各側面の何れにも、ジャイロスタビライザ20及び変位センサ18が設けられている。変位センサ18は、電磁モジュール17と磁気媒体プレート19との間の磁気ギャップを検出して、信号をプラットフォームコントローラ26に伝達するために使用され、変位フィードバックコントローラ27は、レーザー3Dセンサ16によって検出された磁気媒体プレート19の位置姿勢情報を受信する。
1つの好ましい形態において、ジャイロスタビライザ20は、4つのジャイロスタビライザ20を含み、且つ4つのジャイロスタビライザ20は、磁気媒体プレート19の各側面に対称に設けられ、ジャイロスタビライザ20上に変位センサ18が設けられており、且つ変位センサ18は、磁気媒体プレート19から電磁モジュール17の間の磁気ギャップをリアルタイムに測定可能である。並列接続型姿勢調整プラットフォーム上の磁気媒体プレート19の相対運動中には、変位センサ18の中心軸線が常に鉛直上向きに保持される。
図5及び図6に示すように、並列接続型姿勢調整プラットフォームは、5組の電動シリンダモジュール21を更に含み、5組の電動シリンダモジュール21は、並列接続型姿勢調整プラットフォームの可動プラットフォーム32と固定プラットフォーム33との間に設けられ、その中の4組の電動シリンダモジュール21は、固定プラットフォーム33の中央に位置する電動シリンダモジュール21を中心に2つずつ対称に配設され、且つ4組の電動シリンダモジュール21の底端は、円柱対偶で固定プラットフォーム33と接続され、中央における電動シリンダモジュール21の底端は、ボールジョイントで固定プラットフォーム33と接続され、5組の電動シリンダモジュール21の頂端は、何れもボールジョイントで可動プラットフォーム32と接続される。
本発明の具体的な操作ステップは、以下の通りである。
図1~6に示すように、本発明に係る並列接続型姿勢調整に基づく惑星ローバー磁気浮上重力補償実験プラットフォームは、支持フレーム、追従ユニット、並列接続型姿勢調整ユニット及び惑星ローバー22を含み、支持フレーム上に追従ユニットが設けられ、且つ追従ユニットは、X方向追従アセンブリ、Y方向追従アセンブリ及びZ方向追従アセンブリを含み、X方向追従アセンブリは、支持枠上に摺設され、Y方向追従アセンブリは、X方向追従アセンブリの下方に設けられ、且つZ方向追従アセンブリは、Y方向追従アセンブリの下方に設けられ、惑星ローバー22は、支持フレームのシミュレーション台23上に設けられ、且つ並列接続型姿勢調整プラットフォームは、惑星ローバー22上に設けられている。
具体的な作業中に、先ず、X方向モータ6によって、X方向スクリュー4が駆動されてX方向接続フレーム1をX方向に沿って摺動させることが可能であり、Y方向モータ11によって、Y方向スクリュー9が駆動されてY方向接続プレート12をY方向に沿って摺動させることが可能であり、Z方向電動シリンダモジュール17によって、電磁モジュール17がZ方向に沿って移動するように駆動されることが可能である。そうすると、追従機構のX、Y、Zの3方向の移動が実現される。
惑星ローバーが静止状態にあるとき、並列接続型姿勢調整ユニットの真ん中における電動シリンダモジュール21は、電磁モジュール17に対して垂直であり、磁気媒体プレート19は、電磁モジュール17に対して平行であるとともにセンタリングされ、電磁モジュール17内のコイルが通電されると、電磁モジュール17と磁気媒体プレート19とによって磁気効果が発生され、磁気浮力が惑星ローバー22に鉛直に作用されて、惑星ローバーの重力及び付加的な重力が補償される。
惑星ローバーが運動状態にあるとき、変位センサ18によって磁気媒体プレート19の位置姿勢信号が検出されてその信号がプラットフォームコントローラ26にリアルタイムにフィードバックされて、並列接続型姿勢調整ユニットにおける5組の電動シリンダモジュール21は、磁気媒体プレート19が電磁モジュール17と平行に伸縮調節されるように制御され、且つ中央における電動シリンダモジュール21は、鉛直状態とされる。磁気媒体プレート19がトロリーに伴って運動する間、レーザー3Dセンサ16によって磁気媒体プレート19の位置情報が変位フィードバックコントローラ27にリアルタイムに伝達されて、追従機構のX方向モータ6及びY方向モータ11は、2組のスクリューナット伝動機構を移動させるようにそれぞれ駆動するように制御されることで、電磁モジュール17は、能動的に磁気媒体プレート19に追随して運動し、Z方向電動シリンダモジュール14によって電磁モジュール17がZ方向に移動するように駆動され、電磁モジュール17と磁気媒体プレート19とは、リアルタイムにセンタリングされるとともに、距離が動的に一定となる。同時に、力フィードバックコントローラ13は、力センサ15の信号を受信して、電磁モジュール17の相対運動中にコイル電流の大きさを変えることで、磁気浮上補償力が動的に安定するように制御され、最終的に惑星ローバー22の動的低重力補償が実現される。
上述した実施例は、本発明の好ましい実施形態を説明するものに過ぎず、本発明の範囲を限定するものではない。本発明の設計精神から逸脱しない前提の下で、当業者が本発明の技術案に対してなされた様々な変形及び改良は、全て本発明の請求の範囲によって定められる保護範囲内に含まれるべきである。
1 X方向接続フレーム
2 X方向ガイドレール
3 X方向スライダ
4 X方向スクリュー
5 X方向ナット
6 X方向モータ
7 Y方向ガイドレール
8 Y方向スライダ
9 Y方向スクリュー
10 Y方向ナット
11 Y方向モータ
12 Y方向接続プレート
13 力フィードバックコントローラ
14 Z方向電動シリンダモジュール
15 力センサ
16 レーザー3Dセンサ
17 電磁モジュール
18 変位センサ
19 磁気媒体プレート
20 ジャイロスタビライザ
21 電動シリンダモジュール
22 惑星ローバー
23 シミュレーション台
24 電源
25 接続フレーム
26 プラットフォームコントローラ
27 変位フィードバックコントローラ
28 支持ベース
29 支持枠
30 Z方向接続プレート
31 ガイドポスト
32 可動プラットフォーム
33 固定プラットフォーム

Claims (5)

  1. 並列接続型姿勢調整に基づく惑星ローバー磁気浮上重力補償実験プラットフォームであって、支持フレーム、追従ユニット、並列接続型姿勢調整ユニット及び惑星ローバーを含み、
    前記支持フレームは、支持ベース、シミュレーション台、接続フレーム及び支持枠を含み、前記支持枠は、前記接続フレームを介して前記支持ベース上に固定され、且つ前記支持ベースの中央に前記シミュレーション台が設けられており、前記シミュレーション台の一方側に電源が設けられ、且つ前記接続フレーム上にプラットフォームコントローラ及び変位フィードバックコントローラがそれぞれ設けられており、
    前記支持フレーム上に前記追従ユニットが設けられ、且つ前記追従ユニットは、X方向追従アセンブリ、Y方向追従アセンブリ及びZ方向追従アセンブリを含み、前記X方向追従アセンブリは、X方向接続フレーム、X方向ガイドレール、X方向スライダ、X方向スクリュー、X方向ナット及びX方向モータを含み、前記X方向ガイドレールは、前記支持フレームにおける支持枠の第一端及び第二端に対称に設けられ、前記X方向スライダは、前記X方向接続フレームの第一端面及び第二端面に対称に設けられ、前記X方向接続フレームは、前記支持枠上に設けられ、且つ前記X方向スライダは、前記X方向ガイドレール上に摺設され、前記X方向スクリューの第一端は、ベアリングを介して前記支持枠上に支持され、且つ前記X方向スクリューの第二端は、カップリングを介して前記X方向モータの出力軸に接続され、前記X方向モータは、前記支持枠上に固定され、前記X方向ナットは、前記X方向接続フレーム上に設けられ、且つ前記X方向ナットは、前記X方向スクリューに伝動接続され、前記Y方向追従アセンブリは、前記X方向追従アセンブリの下方に設けられ、且つ前記Y方向追従アセンブリは、Y方向ガイドレール、Y方向スライダ、Y方向スクリュー、Y方向ナット、Y方向モータ及びY方向接続プレートを含み、前記Y方向ガイドレールは、前記X方向接続フレームの底部の第一端及び第二端に対称に設けられ、前記Y方向スライダは、前記Y方向接続プレートの頂部の隅角に均一に分布して設けられ、前記Y方向接続プレートは、前記X方向接続フレームの下方に設けられ、且つ前記Y方向スライダは、前記Y方向ガイドレール上に摺設され、前記Y方向スクリューの第一端は、ベアリングを介して前記X方向接続フレームの底部に支持され、且つ前記Y方向スクリューの第二端は、カップリングを介して前記Y方向モータの出力軸に接続され、前記Y方向モータは、前記X方向接続フレーム上に固定され、前記Y方向ナットは、前記Y方向接続プレート上に設けられ、且つ前記Y方向ナットは、前記Y方向スクリューに伝動接続され、前記Z方向追従アセンブリは、前記Y方向追従アセンブリの下方に設けられ、且つ前記Z方向追従アセンブリは、Z方向電動シリンダモジュール、Z方向接続プレート及びガイドポストを含み、前記Z方向電動シリンダモジュールの第一端は、前記Y方向接続プレートに固定接続され、且つ前記Z方向電動シリンダモジュールの第二端は、力センサを介して前記Z方向接続プレートの頂部に接続され、前記Z方向電動シリンダモジュールの両側は、前記ガイドポストに対称に設けられ、且つ前記Y方向接続プレートの底部に力フィードバックコントローラが設けられ、前記Z方向接続プレートの側面及び底部には、レーザー3Dセンサ及び電磁モジュールがそれぞれ設けられており、
    前記惑星ローバーは、前記支持フレームのシミュレーション台上に設けられ、且つ前記並列接続型姿勢調整プラットフォームは、前記惑星ローバー上に設けられ、前記並列接続型姿勢調整プラットフォームの可動プラットフォーム上に磁気媒体プレートが設けられ、且つ前記磁気媒体プレートの各側面の何れにも、ジャイロスタビライザ及び変位センサが設けられており、
    前記並列接続型姿勢調整プラットフォームは、5組の電動シリンダモジュールを更に含み、前記5組の電動シリンダモジュールは、前記並列接続型姿勢調整プラットフォームの可動プラットフォームと固定プラットフォームとの間に設けられ、且つ前記プラットフォームコントローラは、前記5組の電動シリンダモジュールの閉ループサーボ制御を実現し、前記5組の電動シリンダモジュールの推力を制御することが可能である、ことを特徴とする並列接続型姿勢調整に基づく惑星ローバー磁気浮上重力補償実験プラットフォーム。
  2. 前記シミュレーション台の上面に惑星地形層が設けられている、ことを特徴とする請求項1に記載の並列接続型姿勢調整に基づく惑星ローバー磁気浮上重力補償実験プラットフォーム。
  3. 前記ジャイロスタビライザは、4つのジャイロスタビライザを含み、且つ4つの前記ジャイロスタビライザは、前記磁気媒体プレートの各側面に対称に設けられている、ことを特徴とする請求項1に記載の並列接続型姿勢調整に基づく惑星ローバー磁気浮上重力補償実験プラットフォーム。
  4. 前記ジャイロスタビライザ上に前記変位センサが設けられており、且つ前記変位センサは、前記磁気媒体プレートから前記電磁モジュールの間の磁気ギャップをリアルタイムに測定可能である、ことを特徴とする請求項3に記載の並列接続型姿勢調整に基づく惑星ローバー磁気浮上重力補償実験プラットフォーム。
  5. 前記並列接続型姿勢調整プラットフォーム上の磁気媒体プレートの相対運動中には、前記変位センサの中心軸線が常に鉛直上向きに保持される、ことを特徴とする請求項4に記載の並列接続型姿勢調整に基づく惑星ローバー磁気浮上重力補償実験プラットフォーム。
JP2023002549A 2022-01-21 2023-01-11 並列接続型姿勢調整に基づく惑星ローバー磁気浮上重力補償実験プラットフォーム Active JP7248361B1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210074225.6A CN114464070B (zh) 2022-01-21 2022-01-21 基于并联调姿的星球车磁悬浮重力补偿实验平台
CN202210074225.6 2022-01-21

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP7248361B1 true JP7248361B1 (ja) 2023-03-29
JP2023107213A JP2023107213A (ja) 2023-08-02

Family

ID=81412439

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2023002549A Active JP7248361B1 (ja) 2022-01-21 2023-01-11 並列接続型姿勢調整に基づく惑星ローバー磁気浮上重力補償実験プラットフォーム

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP7248361B1 (ja)
CN (1) CN114464070B (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116610044A (zh) * 2023-07-21 2023-08-18 哈尔滨工业大学 基于气液悬浮技术的卫星全物理仿真装置与方法
CN117208238A (zh) * 2023-09-12 2023-12-12 中山大学 一种三足空间机器人组装地面模拟实验系统
CN117775323A (zh) * 2024-02-23 2024-03-29 哈尔滨工业大学 面向弱引力场下机器人运动的气悬浮模拟实验系统及方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115009551B (zh) * 2022-06-09 2024-07-30 燕山大学 基于磁悬浮的悬吊式微重力模拟装置及其控制方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103085992A (zh) 2012-11-23 2013-05-08 北京理工大学 空间微重力模拟实验系统

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2635690B2 (ja) * 1988-06-17 1997-07-30 株式会社東芝 宇宙用マニピュレータの地上模擬試験装置
CN101482466B (zh) * 2009-01-20 2011-01-26 兰州大学 一种直接拉伸试验装置的磁悬浮支撑体
US20110256512A1 (en) * 2010-04-20 2011-10-20 Huang Jerry J Methods and apparatus for modulating variable gravities and launching vehicles
JP2014217125A (ja) * 2013-04-24 2014-11-17 株式会社セガ 磁気浮揚装置
CN107244430B (zh) * 2017-06-07 2019-04-30 北京航空航天大学 磁吊综合补偿自由基座空间任务跨尺度验证装置
CN108033039B (zh) * 2017-12-21 2020-10-16 清华大学 一种可调姿态的索驱动太空悬浮装配状态模拟装置
CN110090418B (zh) * 2019-05-28 2020-09-11 哈尔滨工程大学 一种绳索悬吊式航天员微重力环境模拟训练装置及训练方法
CN110481819B (zh) * 2019-08-22 2020-12-29 燕山大学 基于halbach阵列永磁体的微重力实验平台
CN110758782A (zh) * 2019-11-22 2020-02-07 北京理工大学 天线微重力模拟系统

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103085992A (zh) 2012-11-23 2013-05-08 北京理工大学 空间微重力模拟实验系统

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116610044A (zh) * 2023-07-21 2023-08-18 哈尔滨工业大学 基于气液悬浮技术的卫星全物理仿真装置与方法
CN116610044B (zh) * 2023-07-21 2023-09-19 哈尔滨工业大学 基于气液悬浮技术的卫星全物理仿真装置与方法
CN117208238A (zh) * 2023-09-12 2023-12-12 中山大学 一种三足空间机器人组装地面模拟实验系统
CN117208238B (zh) * 2023-09-12 2024-05-17 中山大学 一种三足空间机器人组装地面模拟实验系统
CN117775323A (zh) * 2024-02-23 2024-03-29 哈尔滨工业大学 面向弱引力场下机器人运动的气悬浮模拟实验系统及方法
CN117775323B (zh) * 2024-02-23 2024-05-03 哈尔滨工业大学 面向弱引力场下机器人运动的气悬浮模拟实验系统及方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN114464070A (zh) 2022-05-10
JP2023107213A (ja) 2023-08-02
CN114464070B (zh) 2022-09-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7248361B1 (ja) 並列接続型姿勢調整に基づく惑星ローバー磁気浮上重力補償実験プラットフォーム
CN109515769B (zh) 多星悬吊式微重力模拟系统
CN107933980B (zh) 主被动结合式悬吊零重力模拟系统和模拟方法
US10308135B2 (en) Magnetic levitation of vehicles
CN103085992A (zh) 空间微重力模拟实验系统
CN110068286B (zh) 基于大型龙门倒挂协作机械臂的三维全外形测量系统及方法
CN108382616A (zh) 基于磁悬浮随动的悬吊重力补偿装置
CN104335697B (zh) 空间对接机构缓冲试验台
CN104200715B (zh) 一种空间飞行器绕飞接近运动模拟器
CN103514792A (zh) 空间六自由度气浮随动运动平台
CN105905320A (zh) 一种具有偏航随动的主动重力补偿系统
CN101936807B (zh) 空间智能跟随气浮台
CN113264203B (zh) 一种多目标六自由度微重力地面模拟系统及使用方法
CN107244430B (zh) 磁吊综合补偿自由基座空间任务跨尺度验证装置
CN109599005A (zh) 基于气磁复合控制的双超卫星平台姿态地面仿真模拟器
CN114812986A (zh) 超导磁悬浮列车悬浮架的振动试验系统
CN105539889A (zh) 一种悬吊式无重力模拟试验床及其使用方法
Jia et al. Preliminary design and development of an active suspension gravity compensation system for ground verification
CN214702674U (zh) 超导磁悬浮列车悬浮架的振动试验系统
CN208198861U (zh) 基于磁悬浮随动的悬吊重力补偿装置
CN116767519B (zh) 一种磁气重力平衡航天模拟器对接试验装置
CN116146654A (zh) 减振平台、带减振平台的工件台及减振平台控制方法
CN110103008B (zh) 一种适用于大型箱体对接的机器人工作站
CN201721620U (zh) 空间智能跟随气浮台
CN220604191U (zh) 多自由度运动模拟平台

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20230111

A871 Explanation of circumstances concerning accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871

Effective date: 20230111

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230116

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230307

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230309

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7248361

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150