[發明專利]空間翻滾目標電磁消旋微小消旋力測試平臺及其測試方法

有效

• 申請號: 201711335186.6
• 申請日: 2017-12-14
• 公開（公告）號: CN108168757B
• 公開（公告）日: 2019-10-22
• 發明（設計）人: 路勇;劉曉光;尹遠浩
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G01L5/00
• 分類號: G01L5/00
• 代理公司: 北京天奇智新知識產權代理有限公司 11340
• 代理人: 陳新勝

1.一種空間翻滾目標電磁消旋微小消旋力測試平臺，包括：大理石隔振臺(1)、工業機器人底座(2)、單自由度直線氣浮導軌(3)、滑塊(4)、轉臺(5)、右限位塊(6)、左限位塊(7)、目標衛星(8)、噴管(9)、右側太陽帆板(10)、左側太陽帆板(11)、右側拉力計(12)、左側拉力計(13)、右側可調彈性桿(14)、左側可調彈性桿(15)、工業機器人(16)和電磁消旋末端執行器(17)；

其特征在于，工業機器人(16)與單自由度直線氣浮導軌(3)分別固定在相互獨立的工業機器人底座(2)和大理石隔振臺(1)上，工業機器人(16)另一端與電磁消旋末端執行器(17)固連，滑塊(4)在單自由度直線氣浮導軌(3)上方，在滑塊(4)兩側安裝有右限位塊(6)和左限位塊(7)，轉臺(5)與滑塊(4)固連，轉臺(5)上安裝有目標衛星(8)，目標衛星(8)由噴管(9)、右側太陽帆板(10)和左側太陽帆板(11)構成，右側拉力計(12)、左側拉力計(13)固定在單自由度直線氣浮導軌(3)上，右側拉力計(12)、左側拉力計(13)與滑塊(4)之間分別采用右側可調彈性桿(14)和左側可調彈性桿(15)固連；

單自由度直線氣浮導軌(3)材料包括花崗巖，長度為500mm，直線度為1μm；

滑塊(4)及轉臺(5)材料包括花崗巖，滑塊(4)行程為200mm。

2.根據權利要求1所述的一種空間翻滾目標電磁消旋微小消旋力測試平臺，其特征在于，目標衛星(8)外殼為鋁合金結構。

3.根據權利要求1所述的一種空間翻滾目標電磁消旋微小消旋力測試平臺，其特征在于，右側拉力計(12)和左側拉力計(13)為IMADA推拉力計，測力范圍為0～5N，最小單位為1mN，過載能力為10N。

4.根據權利要求1所述的一種空間翻滾目標電磁消旋微小消旋力測試平臺，其特征在于，工業機器人(16)為庫卡六自由度工業機器人。

5.一種權利要求1～4任一權利要求所述的一種空間翻滾目標電磁消旋微小消旋力測試平臺的測試方法，其特征在于，測量過程主要步驟如下：

步驟一、大理石隔振臺(1)調平，在測量開始前利用水平尺對大理石隔振臺(1)進行調平，保證測量時對測量結果干擾最小；

步驟二、測量滑塊(4)啟動摩擦力為f₀，對單自由度直線氣浮導軌(3)通氣，使滑塊(4)浮起，調整右側拉力計(12)和左側拉力計(13)的位置使其讀數均歸零，此時微調左側可調彈性桿(15)長度，產生mN級拉力作用在滑塊(4)上，在啟動靜摩擦力f₀作用下滑塊(4)位置不變，右側拉力計(12)示數仍為0，左側拉力計(13)示數隨左側可調彈性桿(15)長度微調過程中繼續增加，當右側拉力計(12)示數突變時左側拉力計(13)的讀數即為啟動摩擦力f₀，或者利用右側可調彈性桿(14)測量啟動摩擦力f₀，多次測量后求平均值即為啟動摩擦力f₀；

步驟三、將目標衛星(8)及電磁消旋末端執行器(17)移動到測量消旋力X方向分量的工位一，啟動電磁消旋末端執行器(17)，此時作用在目標衛星(8)本體坐標系O₁X₁Y₁的O₁X₁方向的電磁消旋力F_x通過左側拉力計(13)和右側拉力計(12)讀數的平均值減去啟動摩擦力f₀得到；

步驟四、調整目標衛星(8)及電磁消旋末端執行器(17)移動到測量消旋力Y方向分量的工位二，按相同參數啟動電磁消旋末端執行器(17)，此時作用在目標衛星(8)本體坐標系O₁X₁Y₁的O₁Y₁方向的電磁消旋力F_y通過左側拉力計(13)和右側拉力計(12)讀數的平均值減去啟動摩擦力f₀得到。