[發明專利]三軸氣浮臺可變速率衛星通用軌道模擬裝置及方法

有效

• 申請號: 201611030980.5
• 申請日: 2016-11-16
• 公開（公告）號: CN106742089B
• 公開（公告）日: 2019-06-28
• 發明（設計）人: 宋效正;王田野;曾擎;顧亦磊;錢秋瑛
• 申請（專利權）人: 上海衛星工程研究所
• 主分類號: B64G7/00
• 分類號: B64G7/00
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國中

本發明公開了一種三軸氣浮臺可變速率衛星通用軌道模擬裝置及方法，該裝置包括旋轉工作平臺、設備基座等；其中，所述設備基座用于支撐整個模擬衛星軌道運動模擬裝置，承受系統壓力和扭矩拉力，其下部與隔振地基對接并固定，上面中部與姿態運動仿真平臺結構對接固定。本發明結構緊湊，承載能力大，穩定性高，可以實現360度全軌道轉動模擬；軌道模擬裝置滿足極低速高精度軌道調速旋轉需求；軌道模擬裝置和方法充分考慮到衛星各姿態敏感器的布置狀態和使用；模擬精度高，且試驗應用方便；能夠模擬低、中、大橢圓軌道以及地球靜止軌道衛星軌道變化，進行姿軌控性能仿真試驗。

技術領域

本發明涉及一種對地遙感衛星全物理試驗裝置及方法，特別是涉及一種三軸氣浮臺可變速率衛星通用軌道模擬裝置及方法。

背景技術

三軸氣浮臺模擬零重力、無摩擦的太空環境，利用三軸自由轉動廣泛用于航天器的地面全物理仿真試驗。一般三軸氣浮臺僅能模擬軌道坐標系下的姿態變化，為了保證地面仿真試驗的有效性或任務擴展需要，可變速率衛星通用軌道模擬裝置及方法非常有必要。

目前關于三軸氣浮臺軌道模擬裝置介紹較少，經文獻檢索，中國發明專利號201520154332.5，專利名稱為“一種仿真平臺的圓弧導軌結構”，給出了一種半圓弧導軌結構實現為大型試驗件的各種運動狀態提供運動環境模擬，該發明給出的形狀和結構尺寸較大，其滑塊固定，通過多軌道解決大型、重載負載方案，不能用于三軸氣浮臺的衛星軌道模擬。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種三軸氣浮臺可變速率衛星通用軌道模擬裝置及方法，其能夠進行低軌道、中軌道、大橢圓軌道和地球靜止軌道衛星軌道變化的模擬進行姿軌控性能仿真試驗。

根據本發明的一個方面，提供一種三軸氣浮臺可變速率衛星通用軌道模擬裝置，其特征在于，所述三軸氣浮臺可變速率衛星通用軌道模擬裝置包括旋轉工作平臺、設備基座、環形滾動導軌、滑車機構、傳動減速機構、姿態運動仿真平臺、隔振地基、地球模擬器、太陽模擬器、驅動控制系統；

其中，所述設備基座用于支撐整個模擬衛星軌道運動模擬裝置，承受系統壓力和扭矩拉力，其下部與隔振地基對接并固定，上面中部與姿態運動仿真平臺結構對接固定；

所述環形滾動導軌用于實現軌道工作平臺360度和0.00417°/s～0.07°/s可變角速率旋轉能力，環形滾動導軌上有六組滑車機構按等角度間隔均勻布置；

所述滑車機構用于與旋轉工作平臺一起旋轉；滑車機構上面與旋轉工作平臺下端圓環相連，下面與環形滾動導軌通過球或滾子作滾動運動；

所述旋轉工作平臺安裝地球模擬器，模擬衛星軌道角速度變化；旋轉工作平臺下端圓環裝有大齒圈，大齒圈與小齒輪相嚙合，小齒輪由驅動電機經過傳動減速機構驅動，帶動旋轉工作平臺旋轉；

所述傳動減速機構具有大減速比功能，滿足極低速高精度軌道調速旋轉需求；

所述姿態運動仿真平臺用于模擬衛星姿態變化，安裝衛星地球敏感器、太陽敏感器進行軌道變化條件下的姿軌控性能驗證；

所述地球模擬器安裝在旋轉工作臺上，與旋轉工作臺一起旋轉模擬衛星繞地球旋轉變化；

所述太陽模擬器安裝在隔振地基上，不與旋轉工作臺一起旋轉，模擬慣性空間太陽光入射；

所述隔振地基用于隔離外界振動，與廠房外圍間有隔振溝，隔振地基中部設計有基坑，整個可變速率衛星通用軌道模擬裝置坐落在基坑內；

所述驅動控制系統安裝在傳動減速機構上，用于采集驅動電機工作狀態和上位機指令，據此給出旋轉工作平臺運動控制指令，對可能出現的故障進行處理，系統實時檢測當前速度、當前位置、限位信息、電機運行狀態、電源狀態、和上位機的通訊狀態。