[發明專利]三軸氣浮臺平衡方法及其裝置

無效

• 申請號: 200910071536.1
• 申請日: 2009-03-13
• 公開（公告）號: CN101509820A
• 公開（公告）日: 2009-08-19
• 發明（設計）人: 馬廣程;夏紅偉;王常虹;解偉男;溫奇詠
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G01M1/32
• 分類號: G01M1/32
• 代理公司: 哈爾濱市哈科專利事務所有限責任公司
• 代理人: 崔東輝

(一)技術領域

本發明涉及測量技術，具體說就是三軸氣浮臺平衡方法及其裝置。?

(二)背景技術

氣浮臺依靠壓縮空氣在氣浮軸承與軸承座之間形成氣膜，使模擬臺體浮起，從而實現近似無摩擦的相對運動條件，以模擬衛星在外層空間所受干擾力矩很小的力學環境。作為衛星運動模擬器，采用球面氣浮軸承支持的三軸氣浮臺，不但能模擬三軸方向所需要的姿態運動，還能模擬衛星三軸姿態耦合動力學，通過氣浮臺進行全物理仿真具有重要作用，它是方案論證和功能驗證不可缺少的工具。仿真實踐證明，利用氣浮臺進行仿真不僅對衛星姿態控制系統驗證有著重要作用，而且能夠顯著提高衛星的效費比，降低風險，縮短研發周期。?

為了在地面模擬衛星的姿態運動，三自由度氣浮臺的回轉中心應與重心重合，否則將引起不平衡力矩，影響仿真試驗的質量。目前氣浮臺的配平方式主要有自動和手動兩種，目前關于氣浮臺質心平衡調整的方法很少，經文獻檢索，中國發明專利號：200610009797.7，專利名稱為：氣浮轉臺外加載荷質心調整裝置，通過調整安裝在氣浮臺上的螺栓螺母機構調整轉臺的質心，有手動電動兩種工作方式，該發明只給出了一種調整裝置，沒有涉及具體平衡方法。李延斌、包鋼、王祖溫、呂彥東等在論文“三自由度氣浮臺自動平衡系統動力學建模”(見《中國慣性技術學報》，2005年，13卷第5期，頁碼83-87)中從理論上給出了三軸氣浮臺自動平衡裝置，也沒有給出具體的實施方法，難以工程應用。?

(三)發明內容

本發明的目的在于提供一種結構簡單、操作方便、成本低的三軸氣浮臺平衡方法及其裝置。?

本發明的目的是這樣實現的：所述的三軸氣浮臺平衡裝置，它是由飛輪系統和砝碼平衡機構組成的；飛輪系統有兩組，其旋轉軸通過三軸氣浮臺球軸承中心的徑向線，均安裝在三軸氣浮臺的水平面上，?正交放置，和兩組砝碼平衡機構相對應；砝碼平衡機構有兩組，安裝在三軸氣浮臺球軸承中心的徑向線上，并且兩組砝碼平衡機構都安裝在三軸氣浮臺的水平面上，正交放置，和兩組飛輪系統分別相對應。?

本發明三軸氣浮臺平衡裝置，還有以下技術特征：?

所述的砝碼平衡機構包括安裝底座1、支架2、平衡砝碼3、螺桿4、滑桿5、砝碼支架6、減速器7和電機8；安裝底座1連接支架2，支架2連接平衡砝碼3，平衡砝碼3連接螺桿4、滑桿5、砝碼支架6，砝碼支架6連接減速器7，減速器7連接電機8。?

本發明三軸氣浮臺平衡方法包括如下幾個步驟：?

步驟一：將三軸氣浮臺水平靜止，開啟飛輪系統控制程序，其控制目標是保持當前的三軸氣浮臺姿態不變；?

步驟二：開啟砝碼平衡機構的砝碼自動平衡程序；?

步驟三：根據飛輪系統力矩的加速度變化，判斷砝碼的移動方向，同時開啟飛輪系統卸載程序；?

步驟四：飛輪系統卸載完畢，關閉飛輪系統卸載程序和砝碼自動平衡程序，三軸氣浮臺平衡調整結束。?

本發明三軸氣浮臺平衡方法及其裝置，三軸氣浮臺上安裝專用的能控制其自動移動的砝碼平衡機構以及飛輪系統，飛輪的控制規則是保持其當前姿態不變，由于三軸氣浮臺不平衡必然導致飛輪速度向一個方向增加，根據臺面上飛輪的速度變化自動控制移動平衡砝碼，實現在線測量、調節，實現快速、準確自動平衡。結構簡單、操作方便、成本低。?

(四)附圖說明

圖1為本發明三軸氣浮臺與飛輪系統位置關系的俯視圖；?

圖2為本發明三軸氣浮臺與飛輪系統位置關系的主視圖；?

圖3為本發明砝碼平衡機構示意圖。?

(五)具體實施方式

下面結合附圖舉例對本發明作進一步說明。?

實施例1，結合圖1、圖2、圖3，本發明三軸氣浮臺平衡裝置，它是由飛輪系統和砝碼平衡機構組成的；飛輪系統有兩組，其旋轉軸通過三軸氣浮臺球軸承中心的徑向線，均安裝在三軸氣浮臺的水平面?上，正交放置，和兩組砝碼平衡機構相對應；砝碼平衡機構有兩組，安裝在三軸氣浮臺球軸承中心的徑向線上，并且兩組砝碼平衡機構都安裝在三軸氣浮臺的水平面上，正交放置，和兩組飛輪系統分別相對應。?

所述的砝碼平衡機構包括安裝底座(1)、支架(2)、平衡砝碼(3)、螺桿(4)、滑桿(5)、砝碼支架(6)、減速器(7)和電機(8)；其特征在于：安裝底座(1)連接支架(2)，支架(2)連接平衡砝碼(3)，平衡砝碼(3)連接螺桿(4)、滑桿(5)、砝碼支架(6)，砝碼支架(6)連接減速器(7)，減速器(7)連接電機(8)。?

實施例2，本發明三軸氣浮臺平衡方法，包括如下幾個步驟：?