[發明專利]一種主被動組合懸掛式雙層運動平臺及使用方法

有效

• 申請號: 202110600495.1
• 申請日: 2021-05-31
• 公開（公告）號: CN113371235B
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發明（設計）人: 齊乃明;周芮;劉延芳;穆榮軍;齊驥;霍明英;賈拴立;楊云飛;王旭
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: B64G7/00
• 分類號: B64G7/00
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司 23211
• 代理人: 劉景祥

本發明公開了一種主被動組合懸掛式雙層運動平臺及使用方法，屬于地面微重力模擬試驗技術領域。主被動組合懸掛式雙層運動平臺包括主動運動系統、連接桿、被動運動系統和載荷，被動運動軸承通過連接桿固定連接于主動運動系統的下方，載荷懸吊在被動運動系統下方。本發明提出的主被動組合懸掛式雙層運動平臺及使用方法，能夠容許不大于200kg的中小型航天器載荷進行懸吊，可根據載荷運動軌跡提供大范圍連續的可交錯式的二維連續運動地面模擬。

技術領域

本發明涉及一種主被動組合懸掛式雙層運動平臺及使用方法，屬于地面微重力模擬試驗技術領域。

背景技術

隨著航天器編隊技術的發展，星座、集群等概念落地應用，為了驗證編隊任務中的控制算法、可靠性、壽命等，當前地面模擬試驗系統多為單一目標模擬，無法滿足編隊任務的使用需求。因而，開展多航天器的地面模擬試驗系統研發尤為重要。

由于航天器的成本較高，試驗失敗的損失較大，特別是對于多航天器編隊任務，在地面上進行盡可能多的模擬試驗是任務成功的基本保障。目前，開展地面模擬實驗的方式可大致分為懸吊式和托舉式兩類，懸吊式利用倒置移動裝置跟蹤載荷運動；托舉式應用氣浮技術等托舉載荷進行跟蹤運動。相比托舉式，懸吊式的運動行程更大，使用更加簡單方便。此外，航天器編隊任務中經常出現的交錯運動狀態，托舉式也很難實現。

如果僅采用離散式懸掛方案，在發生交錯運動時存在部分區域不可達問題，無法使吊點始終處于載荷正上方，難以進行連續運動。

為解決多航天器編隊技術在地面進行實驗模擬的實際問題，對可連續運動的、高精度、高普適性的地面模擬試驗系統提出了新需求。

發明內容

本發明的目的在于提出一種主被動組合懸掛式雙層運動平臺及使用方法，以解決現有技術中存在的問題。

一種主被動組合懸掛式雙層運動平臺，主被動組合懸掛式雙層運動平臺包括主動運動系統、連接桿、被動運動系統和載荷，被動運動軸承通過連接桿固定連接于主動運動系統的下方，載荷懸吊在被動運動系統下方。

進一步的，主動運動系統包括支撐塊和兩向運動器，支撐塊固定安裝在龍門架的下表面形成軌道，兩向運動器滑動連接于支撐塊形成的軌道內，兩向運動器下方通過連接桿連接被動運動系統。

進一步的，兩向運動器包括四個兩向運動單元，四個兩向運動單元通過連接桿共同連接被動運動系統，四個兩向運動單元共同運動。

進一步的，被動運動系統包括橫向導向桿、橫向氣浮軸承、連接套、縱向導向桿、縱向氣浮軸承、連接塊和承重板，縱向導向桿通過連接套連接橫向氣浮軸承，橫向氣浮軸承套接在橫向導向桿上，導向桿的兩端連接連接桿的下端，縱向氣浮軸承套接在縱向導向桿上，承重板通過連接塊固定安裝于縱向氣浮軸承上。

進一步的，載荷懸吊于承重板的下方。

進一步的，被動運動系統用于提供在行程范圍內的被動運動，被動跟蹤載荷的位置，使得載荷的懸掛點始終處于載荷的正上方。

一種主被動組合懸掛式雙層運動平臺的使用方法，應用于上述的一種主被動組合懸掛式雙層運動平臺，當接到地面模擬任務后，首先進行主動運動系統中支撐塊的位置及姿態放置和平整度調試，通過支撐塊形成軌道，使得兩向運動單元在支撐塊的支撐和導向下進行主動運動，進而安裝并調整被動運動系統的水平度；

而后，將需要進行地面模擬的設備替換載荷的位置，懸吊在平臺下方；

然后，接受外部測量系統反饋的載荷實時位置，驅動主動運動系統運動，使得需要進行地面模擬的設備處于被動運動系統可適應的范圍內；

接著，在重力分力的作用下，被動運動系統的縱向氣浮軸承沿著縱向導向桿滑動，橫向氣浮軸承沿著橫向導向桿滑動，在承重板上的懸掛點進一步向需要進行地面模擬的設備的正上方靠近，直至重力分力不足以克服摩擦進行運動為止。