[發明專利]一種單軸氣浮平臺摩擦式自動制動系統及方法

有效

• 申請號: 202110003908.8
• 申請日: 2021-01-04
• 公開（公告）號: CN112849440B
• 公開（公告）日: 2021-11-19
• 發明（設計）人: 葉東;張澤銘;孫兆偉;王浩;遲浩東
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: B64G7/00
• 分類號: B64G7/00;F16D59/00
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 時起磊

一種單軸氣浮平臺摩擦式自動制動系統及方法，本發明涉及單軸氣浮平臺摩擦式自動制動系統及方法。本發明的目的是為了解決現有單軸氣浮平臺制動過程中，手動干預導致角動量卸載不完全，致使制動失敗的問題。一種單軸氣浮平臺摩擦式自動制動系統包括兩個制動系統和一個單軸氣浮平臺基體；制動系統采用步進電機推桿機構，步進電機推桿機構包括：連接鋁管、端蓋、薄膜壓力傳感器、橡膠接觸頭、電動推桿和固定塊；單軸氣浮平臺基體包括：上方工作面、下方固定基座和中心轉軸；本發明用于氣浮平臺制動領域。

技術領域

本發明涉及單軸氣浮平臺摩擦式自動制動系統及方法。

背景技術

單軸氣浮平臺是用于模擬衛星在太空中無阻力狀態，進而進行衛星控制系統地面驗證的重要設備。單軸氣浮臺在實驗過程中，經常需要卸載角動量，完成制動。然而，目前制動過程大多采用人為手動干預的方法，無法精確施加阻尼，造成單軸氣浮臺角動量卸載不完全，致使制動失敗，極大影響實驗效果。因此，無需人為干預的自動制動系統是單軸氣浮臺發展的重要瓶頸之一。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有單軸氣浮平臺制動過程中，手動干預導致角動量卸載不完全，致使制動失敗的問題，而提出一種單軸氣浮平臺摩擦式自動制動系統及方法。

一種單軸氣浮平臺摩擦式自動制動系統包括兩個制動系統和一個單軸氣浮平臺基體；

制動系統采用步進電機推桿機構，步進電機推桿機構包括：連接鋁管、端蓋、薄膜壓力傳感器、橡膠接觸頭、電動推桿和固定塊；

單軸氣浮平臺基體包括：上方工作面、下方固定基座和中心轉軸；

所述連接鋁管一端與電動推桿固定相連，另一端與端蓋固定相連；

所述端蓋與橡膠接觸頭相連；

在端蓋與橡膠接觸頭之間設置薄膜壓力傳感器，用于反饋接觸頭頂端壓力；

電動推桿上設置固定塊；

在單軸氣浮平臺基體的上方工作面下端設置一組對稱兩個制動系統；

所述單軸氣浮平臺的上方工作面、下方固定基座和中心轉軸同軸心設置。

一種單軸氣浮平臺摩擦式自動制動方法具體過程為：

步驟一：制動系統啟動前，電動推桿處于收縮狀態，橡膠接觸頭與單軸氣浮平臺基體的下方固定基座未接觸；

當制動系統啟動后，橡膠觸頭向外伸出，當薄膜壓力傳感器采集到正壓力，即橡膠觸頭與單軸氣浮平臺基體接觸后，轉至步驟二；

步驟二：采集此時單軸氣浮平臺基體的上方工作面旋轉角速度，如果旋轉角速度在誤差允許范圍內，則轉至步驟五；

否則根據單軸氣浮平臺基體的上方工作面旋轉角速度反饋量產生期望壓力值P_d，執行步驟三；

步驟三：根據薄膜壓力傳感器采集的壓力信號P及步驟二得到的期望壓力值P_d，計算橡膠接觸頭伸縮速度期望值v_d；

步驟四：電動推桿以伸縮速度期望值v_d向前運動，使橡膠接觸頭以期望壓力值P_d接觸單軸氣浮平臺基體的下方固定基座，產生摩擦力，卸載單軸氣浮平臺的上方工作面的角動量，之后轉至步驟二；

步驟五：將橡膠接觸頭收縮至安全距離，制動過程完成。

本發明的有益效果為：

本發明一種單軸氣浮平臺摩擦式自動制動系統包括兩個制動系統和一個單軸氣浮平臺基體；制動系統采用步進電機推桿機構，步進電機推桿機構包括：連接鋁管、端蓋薄膜壓力傳感器、橡膠接觸頭、電動推桿和固定塊；單軸氣浮平臺基體包括：上方工作面、下方固定基座和中心轉軸。