[發明專利]一種無摩擦氣浮空間失重轉動模擬裝置

有效

• 申請號: 201310639166.3
• 申請日: 2013-11-30
• 公開（公告）號: CN104670524A
• 公開（公告）日: 2015-06-03
• 發明（設計）人: 徐志剛;劉勇;李峰;賀云;徐永利;童小燕
• 申請（專利權）人: 中國科學院沈陽自動化研究所
• 主分類號: B64G7/00
• 分類號: B64G7/00
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 白振宇

技術領域

本發明涉及模擬空間失重轉動的裝置，具體地說是一種無摩擦氣浮空間失重轉動模擬裝置。

背景技術

目前已有的模擬空間失重轉動的高精度轉動裝置中，一種為機械摩擦式轉動，這種裝置使得軸與軸承之間存在很大的摩擦損耗，空間失重轉動模擬精度不高；另一種雖為氣浮轉動，但是沒有采用非接觸力矩電機驅動，這種裝置比前一種要有所改進，但是無法控制軸與軸承之間的轉速，無法設定轉動裝置初始運動狀態。

發明內容

為了解決上述在模擬空間失重轉動中存在的問題，本發明的目的在于提供一種無摩擦氣浮空間失重轉動模擬裝置。該模擬裝置將非接觸力矩電機驅動和氣浮轉動結合在一起，大大地減少了摩擦力對系統的負面影響，還可精確設定轉動的角度及角速度。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：

本發明包括氣浮主軸、氣浮軸軸套、力矩電機定子、力矩電機轉子、轉子套管、定子壓環、力矩電機轉子轉接套、左軸端板軸、右軸端板軸及氣管，其中氣浮主軸的兩端分別連接有左軸端板軸及右軸端板軸，所述左軸端板軸及右軸端板軸分別通過軸支撐安裝在基體上；所述氣浮主軸外套設有氣浮軸軸套，該氣浮軸軸套與氣浮主軸之間留有間隙，所述左軸端板軸上設有向所述間隙導入氣體的氣管，在力矩電機斷電時，所述氣浮主軸與氣浮軸軸套之間為無摩擦狀態；所述力矩電機轉子轉接套連接于氣浮軸軸套的一側，所述力矩電機轉子套設在右軸端板軸上、并與所述力矩電機轉子轉接套相連，所述力矩電機定子通過定子壓環安裝在右軸端板軸上，所述轉子套管位于力矩電機轉子與力矩電機定子之間；所述力矩電機轉子通過力矩電機轉子轉接套驅動氣浮軸軸套轉動，安裝在氣浮軸軸套上的空間失重轉動模擬裝置隨所述氣浮軸軸套轉動。

其中：所述氣浮軸軸套的另一側的圓周表面上安裝有圓光柵，所述左軸端板軸上設有與圓光柵相對應的讀數頭，該讀數頭通過圓光柵隨氣浮軸軸套的轉動計數；所述氣浮軸軸套、力矩電機定子、力矩電機轉子、力矩電機轉子轉接套、圓光柵及所述空間失重轉動模擬裝置同軸設置；

所述右軸端板軸的一端為圓盤，另一端為空心圓柱，所述圓盤一側的端面與氣浮主軸的一端連接，該圓盤的另一側沿徑向設有條形槽；所述定子壓環安裝在右軸端板軸上，并套接在所述力矩電機定子的一端，對力矩電機定子徑向定位；所述力矩電機定子的另一端容置在所述條形槽內，通過所述右軸端板軸軸向定位；

所述力矩電機轉子與力矩電機轉子轉接套的一端相連，所述力矩電機轉子轉接套的另一端與氣浮軸軸套的一側固接；所述力矩電機轉子的外圈與轉子套管的內圈連接，所述力矩電機定子安裝在轉子套管的外圈，力矩電機轉子、轉子套管及力矩電機定子均位于所述力矩電機轉子轉接套內；所述力矩電機轉子分別通過力矩電機轉子轉接套及轉子套管進行軸向和徑向定位；

所述左軸端板軸的一端為圓盤，另一端為空心圓柱，所述氣管安裝在圓盤上，并在圓盤上通過讀數頭安裝塊固接有讀數頭；

所述氣浮軸軸套上沿軸向開設有多個環槽。

本發明的優點與積極效果為：

1.本發明能最大限度地減小摩擦力，保證轉動精度。

2.本發明的非接觸式力矩電機具有高精度（0.001度）、低速（0.01度/秒）性能，采用分裝式的非接觸式力矩電機，力矩電機定子與力矩電機轉子之間無摩擦扭矩，驅動達到初始條件設定位置后，電機斷電，力矩電機轉子隨空間失重轉動模擬裝置一起運動，處于自由狀態，對摩擦精度無干擾。

3.本發明由圓光柵測量非接觸式力矩電機的轉動角度及角速度，測量準確。

4.本發明結構簡單，安裝方便，便于維護。

附圖說明

圖1為本發明的結構主視圖；

圖2為圖1的俯視剖視圖；

圖3為圖1的左視圖；

圖4為本發明右軸端板軸的結構主視圖；

圖5為圖4的左視圖；

圖6為圖4的A—A剖視圖；

其中：1為左軸支撐，2為氣浮主軸，3為氣浮主軸軸套，4為力矩電機定子，5為力矩電機轉子，6為轉子套管，7為定子壓環，8為力矩電機轉子轉接套，9為右軸支撐，10為右軸端板軸，11為圓光柵，12為讀數頭，13為讀數頭安裝塊，14為氣管，15為左軸端板軸，16為條形槽，17為環槽。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步詳述。