[實用新型]模擬太空無阻力的磁懸浮伸縮桿

有效

• 申請號: 202020637359.0
• 申請日: 2020-04-24
• 公開（公告）號: CN212423538U
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發明（設計）人: 李研彪;帥琨;鐘麒;曾晰;張利;單曉杭;陳波;金明生;趙軍
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: B64G7/00
• 分類號: B64G7/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 鄭海峰

本實用新型公開了一種模擬太空無阻力的磁懸浮伸縮桿。磁懸浮伸縮桿包括桿套和桿，桿套內設有空腔和通孔；空腔內壁沿環向設置有第一電磁鐵組和徑向距離傳感器組；桿套內部底端設有第二電磁鐵和測量桿軸向位移的距離傳感器；桿的粗徑段外壁環向分布有第一永磁體，底部設有第二永磁體，粗徑段與空腔壁面之間留有空隙；通孔內壁上設有用于鎖定所述細徑段軸向運動的卡爪組件。本實用新型可以通過第一電磁鐵組和徑向距離傳感器組的配合實現桿的懸浮，從而模擬太空中無重力的環境。并且可實現懸浮、軸向運動和運動狀態的鎖定等多種功能，運行穩定靈活。

技術領域

本實用新型屬于伸縮機構領域，具體涉及一種模擬太空無重力的自調節懸浮伸縮桿。

背景技術

太空中由于是無重力的環境，因此航天器上的機械伸縮組件在做軸向伸縮運動時是無摩擦力的，可認為伸縮組件做懸浮狀態的軸向運動。

在航天器部件的地面測試試驗中，往往要求機械部件的環境需和太空中相一致，否則測試試驗的結果無法直接應用于太空環境。但由于重力的存在，地面環境中，伸縮桿和桿套在圓周表面會產生接觸。

為了模擬伸縮桿懸浮狀態，在地面測試中實現局部無重力環境。本實用新型提出一種基于磁懸浮技術的自調節懸浮伸縮桿，以達到無接觸伸縮，避免了兩桿做軸向運動時因接觸產生力。

實用新型內容

本實用新型的目的在于克服現有技術的不足，提供一種盡可能避免桿和桿套產生接觸，從而模擬太空無阻力的磁懸浮伸縮桿。

本實用新型的方案如下：

本申請的實施例公開了一種模擬太空無阻力的磁懸浮伸縮桿，其包括桿套和桿，桿套內設有空腔，桿套一端的端面向內開設有與空腔連通的通孔；空腔內壁沿環向設置有第一電磁鐵組和徑向距離傳感器組；桿套內部底端設有第二電磁鐵和測量桿軸向位移的距離傳感器；

所述的桿包括相連的粗徑段和細徑段，粗徑段始終套設在桿套內，細徑段可通過通孔部分伸出桿套，粗徑段外壁周向分布有第一永磁體，底部設有第二永磁體，粗徑段外徑小于桿套內徑，粗徑段與空腔壁面之間留有空隙；所述的通孔內壁上設有用于鎖定所述細徑段軸向運動的卡爪組件。

優選的，所述的粗徑段的兩端端面設有緩沖墊。

優選的，所述的通孔內壁上環向均勻設置有多個卡槽，每個卡槽內均設置有一個卡爪，多個卡爪組成卡爪組件。

優選的，所述的第一電磁鐵組由在同一周向方向均勻分布的至少三個第一電磁鐵組成；每個第一電磁鐵均獨立供電。

優選的，所述的徑向距離傳感器組由在同一周向方向均勻分布的至少三個徑向距離傳感器組成。

優選的，第一電磁鐵組內的電磁鐵數量與徑向距離傳感器組內徑向距離傳感器的數量相同，第一電磁鐵與徑向距離傳感器一一對應安裝。

本實用新型通過與徑向距離傳感器的檢測信號可以獲知桿的偏移趨勢，通過對應位置的第一鐵磁鐵鐵組的通電電流大小的調節，可以產生不同的磁力，使桿與桿套保持同心，從而使桿與桿套間不產生物理接觸，并可保持懸浮狀態。進一步，本實用新型可以通過桿套底部的第二電磁鐵的電流大小和方向的調整，使桿發生軸向伸縮，卡爪可夾緊細徑段實現桿的定位鎖定。

附圖說明

圖1為本實用新型伸縮桿剖面示意圖；

圖2為桿套內壁示意圖；

圖3為桿剖面圖；

圖4為卡爪解鎖狀態示意圖；

圖5為卡爪鎖定狀態示意圖；

圖6為伸縮桿外部結構示意圖。

具體實施方式