[發明專利]一種多目標六自由度微重力地面模擬系統及使用方法

有效

• 申請號: 202110600511.7
• 申請日: 2021-05-31
• 公開（公告）號: CN113264203B
• 公開（公告）日: 2022-07-15
• 發明（設計）人: 劉延芳;周芮;齊乃明;佘佳宇;齊驥;倪晨瑞;王旭;霍明英;趙鈞;劉振
• 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

1.一種多目標六自由度微重力地面模擬系統，其特征在于，所述多目標六自由度微重力地面模擬系統包括高剛度龍門架(1)、離散式導向系統(2)、六自由度仿真平臺(3)、運動測量系統(4)，

所述高剛度龍門架(1)固定在地面上，所述離散式導向系統(2)安裝在所述高剛度龍門架(1)的下表面上，所述六自由度仿真平臺(3)與所述離散式導向系統(2)滑動連接，且懸吊于所述離散式導向系統(2)的下方，所述運動測量系統(4)安裝在所述高剛度龍門架(1)的四周，

所述離散式導向系統(2)包括若干支撐塊，所述若干支撐塊固定安裝在所述高剛度龍門架(1)的下表面上，形成供所述六自由度仿真平臺(3)運動的軌道，

所述六自由度仿真平臺(3)包括二維主動運動系統(5)、豎直升降系統(6)、二維被動跟蹤系統(7)、恒力保持系統(8)、三自由度轉動系統(9)和載荷(10)，

所述二維主動運動系統(5)與離散式導向系統(2)滑動相連，所述二維被動跟蹤系統(7)通過連接桿連接在所述二維主動運動系統(5)下方，所述豎直升降系統(6)安裝在所述二維被動跟蹤系統(7)上，所述豎直升降系統(6)下方依次懸吊所述恒力保持系統(8)、三自由度轉動系統(9)和載荷(10)；

所述二維被動跟蹤系統(7)包括橫向導向桿(7-1)、橫向氣浮軸承(7-2)、連接套(7-3)、縱向導向桿(7-4)、縱向氣浮軸承(7-5)、連接塊(7-6)和承重板(7-7)，所述縱向導向桿(7-4)通過所述連接套(7-3)連接所述橫向氣浮軸承(7-2)，所述橫向氣浮軸承(7-2)套接在所述橫向導向桿(7-1)上，所述橫向導向桿(7-1)的兩端連接連接桿，所述縱向氣浮軸承(7-5)套接在所述縱向導向桿(7-4)上，所述承重板(7-7)通過所述連接塊(7-6)固定安裝于所述縱向氣浮軸承(7-5)上，

所述三自由度轉動系統(9)包括連接桿(9-1)、配重塊(9-2)、氣浮球軸承(9-3)、供氣氣瓶(9-4)、載荷(10)和載荷殼體(11)；

所述連接桿(9-1)上套裝有一彈簧，所述彈簧上抵力敏感器的下端，下抵半封閉空間的底面，所述連接桿(9-1)的上端在半封閉空間內與力敏感器的下端連接，下端穿過載荷殼體(11)的上殼體與氣浮球軸承(9-3)的球轉動連接形成固定端，所述氣浮球軸承(9-3)的球窩與載荷殼體(11)連接形成移動端，所述配重塊(9-2)、載荷(10)和供氣氣瓶(9-4)設置在載荷殼體(11)內，其中，

所述供氣氣瓶(9-4)，用于為所述氣浮球軸承(9-3)提供氣體；

所述配重塊(9-2)，用于將模擬系統的質心配置在所述氣浮球軸承(9-3)的球心處，消除重力矩影響；

所述氣浮球軸承(9-3)倒置使用，用于實現氣浮球軸承偏航方向的連續轉動，俯仰和滾轉方向不小于60度運動。

2.根據權利要求1所述的一種多目標六自由度微重力地面模擬系統，其特征在于，

所述高剛度龍門架(1)，用于為整個多目標六自由度微重力地面模擬系統提供基礎運動平臺；

所述離散式導向系統(2)，用于為所述六自由度仿真平臺(3)提供運動支持和導向；

所述六自由度仿真平臺(3)，用于作為整個多目標六自由度微重力地面模擬系統的運動單元；

所述運動測量系統(4)，用于測量所述六自由度仿真平臺(3)中載荷(10)的六自由度位姿。

3.根據權利要求2所述的一種多目標六自由度微重力地面模擬系統，其特征在于，每個支撐塊包括連接塊(2-1)、滑輪(2-2)、導向槽(2-3)和承重板(2-4)，所述連接塊(2-1)固定連接在高剛度龍門架(1)的下表面上，所述連接塊(2-1)的下表面固定連接于所述承重板(2-4)的上表面上，所述滑輪(2-2)設有兩層，由內至外設置在所述連接塊(2-1)的周圍，兩層滑輪(2-2)間形成所述導向槽(2-3)。

4.根據權利要求3所述的一種多目標六自由度微重力地面模擬系統，其特征在于，所述連接塊(2-1)為永磁體，所述高剛度龍門架(1)為能被永磁體吸引的材料制成。