[發明專利]一種懸掛式離散運動系統及使用方法

有效

• 申請號: 202110602461.6
• 申請日: 2021-05-31
• 公開（公告）號: CN113291496B
• 公開（公告）日: 2022-05-03
• 發明（設計）人: 周芮;劉延芳;齊乃明;齊驥;穆榮軍;高海波;趙鈞;楊云飛
• 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

1.一種懸掛式離散運動系統，其特征在于，所述懸掛式離散運動系統包括高剛度龍門架（1）、嵌滑輪楔塊機構（2）、兩向移動單元（3）、剛性連接器（4）和載荷（5），

所述高剛度龍門架（1）固定在地面上，所述嵌滑輪楔塊機構（2）固定連接在高剛度龍門架（1）的下表面上形成軌道，所述兩向移動單元（3）滑動連接于所述嵌滑輪楔塊機構（2）形成的軌道內，所述嵌滑輪楔塊機構（2）下方通過所述剛性連接器（4）連接所述載荷（5），

所述嵌滑輪楔塊機構（2）包括連接塊（11）、滑輪（12）、導向槽（13）和承重板（14），所述連接塊（11）固定連接在高剛度龍門架（1）的下表面上，所述連接塊（11）的下表面固定連接于所述承重板（14）的上表面上，所述滑輪（12）設有兩層，由內至外設置在所述連接塊（11）的周圍，兩層滑輪（12）間形成所述導向槽（13）。

2.根據權利要求1所述的一種懸掛式離散運動系統，其特征在于，

所述高剛度龍門架（1），用于作為所述懸掛式離散運動系統提供基礎平臺；

所述嵌滑輪楔塊機構（2），用于為所述兩向移動單元（3）提供運動支撐和運動導向；

所述兩向移動單元（3），用于實現所述載荷（5）懸吊點主動跟蹤的二維平面運動；

所述剛性連接器（4），用于連接兩向移動單元（3）與載荷（5）。

3.根據權利要求2所述的一種懸掛式離散運動系統，其特征在于，所述兩向移動單元（3）包括全向輪（6）、電機支座（7）、控制系統（8）、直流電機（9）和移動單元底板（10），所述控制系統（8）安裝在所述移動單元底板（10）中心的上表面，所述電機支座（7）呈四個方向均勻設置在所述控制系統（8）的周圍，所述直流電機（9）安裝在所述電機支座（7）上，所述直流電機（9）的轉子固定連接所述全向輪（6），所述移動單元底板（10）對應全向輪（6）處設有鏤空，所述全向輪（6）的部分輪體通過所述鏤空穿至所述移動單元底板（10）的下方。

4.根據權利要求3所述的一種懸掛式離散運動系統，其特征在于，所述電機支座（7）、直流電機（9）和全向輪（6）均設有8個，每個電機支座（7）、直流電機（9）和全向輪（6）為一組，每兩組設置在所述控制系統（8）水平面的四個方向上的其中一個方向上。

5.根據權利要求4所述的一種懸掛式離散運動系統，其特征在于，所述移動單元底板（10）呈正四邊形，所述移動單元底板（10）的下表面設有四條滑塊，所述四條滑塊分別平行于所述移動單元底板（10）的四條邊，且每個滑塊與臨近的邊距離均相等。

6.根據權利要求1所述的一種懸掛式離散運動系統，其特征在于，所述導向槽（13）設有四條，所述導向槽（13）的尺寸和方向均與移動單元底板（10）的四條滑塊匹配。

7.根據權利要求1所述的一種懸掛式離散運動系統，其特征在于，所述連接塊（11）為永磁體，所述高剛度龍門架（1）為可被磁鐵吸引的材料制成。

8.一種懸掛式離散運動系統的使用方法，基于權利要求1-7任一項所述的一種懸掛式離散運動系統，其特征在于，

在地面上搭建高剛度龍門架（1），并調整其水平度，檢查表面的平面度；

在高剛度龍門架（1）上預先放置嵌滑輪楔塊機構（2），并調整嵌滑輪楔塊機構（2）位置和姿態，以提供兩向移動單元（3）的運動路徑；

將兩向移動單元（3）推入兩塊嵌滑輪楔塊機構（2）中，進一步調整嵌滑輪楔塊機構（2）空間位置及水平度，使得四條滑塊滑入導向槽（13），兩向移動單元（3）的全向輪（6）沿承重板（14）的邊緣運動，

調整滑輪（12）的高度和位置，使得兩向移動單元（3）的移動單元底板（10）在上面滾動，

根據任務需求，規劃路徑，調整嵌滑輪楔塊機構（2）位置，由控制系統（8）控制直流電機（9）帶動全向輪（6）運動，保持載荷（5）的吊點始終位于載荷（5）的正上方，由剛性連接器拉力卸去重力，使得航天器在二維平面內進行微重力自由運動。

9.根據權利要求8所述的一種懸掛式離散運動系統的使用方法，其特征在于，所述根據任務需求，所述根據任務需求為兩向移動單元（3）的平移運動或交錯運動。