本發(fā)明涉及空間微重力效應(yīng)地面模擬領(lǐng)域，具體涉及一種液磁混合懸浮地面微重力實驗的通用載荷平臺起吊機構(gòu)，該機構(gòu)能夠在磁液混合懸浮實驗環(huán)境中進行應(yīng)用。

背景技術(shù)：

新研制的航天器經(jīng)常涉及到諸多的新技術(shù)，在發(fā)射入軌前必須加以充分驗證。地面微重力實驗是驗證航天器新技術(shù)的重要手段，在地面微重力實驗中，需要構(gòu)建微重力環(huán)境。構(gòu)建微重力環(huán)境的方法有很多種，利用磁液混合懸浮水池構(gòu)建微重力環(huán)境，具備諸多優(yōu)點。

在磁液混合懸浮水池中進行航天器的地面微重力實驗，需要使用通用載荷平臺來搭載實驗體模型。實驗體模型與真實航天器相似，是一種相對于真實航天器縮小或放大的模型。通用載荷平臺是用來搭載實驗體模型，并輔助實驗體模型進行實驗的平臺。不進行實驗時，實驗體模型與通用載荷平臺分離放置。實驗前，需要在岸上將實驗體與通用實驗平臺組裝在一起，成為一個組合體。組裝完成后，將組合體運輸?shù)交旌蠎腋∷刂校M行微重力實驗。當實驗完成后，需要將組合體打撈到岸上并拆解。由于實驗模型與通用載荷平臺的質(zhì)量均較大，所以上述組合、運輸、打撈、拆解等操作，均需要起吊機構(gòu)來進行協(xié)助。

由于通用載荷平臺結(jié)構(gòu)、組合體的組裝過程以及組合體結(jié)構(gòu)三者的特殊性，所以通用載荷平臺、實驗體模型與組合體的起吊操作具有特殊要求。

通用載荷平臺由剩余重力補償系統(tǒng)、載荷搭載系統(tǒng)、控制與執(zhí)行機構(gòu)組成。剩余重力補償系統(tǒng)包含永磁鐵與亞克力容器，永磁鐵質(zhì)量較大，永磁鐵盛放于亞克力容器中。由于亞克力容器結(jié)構(gòu)脆弱，且永磁鐵的質(zhì)量較大，所以不能采用吊運的方式來運輸剩余重力補償系統(tǒng)。載荷搭載系統(tǒng)是一個三框架結(jié)構(gòu)。每個框架由桿件組成，所以載荷搭載系統(tǒng)不能承受過度的壓力或拉力，否則其外形遭到破壞，功能受到影響。在組合體組裝的過程中，要能靈活地調(diào)整實驗體模型的上下位置。組裝完成后，吊車的掛鉤要繼續(xù)與實驗體模型保持固定，否則實驗體模型會對載荷搭載產(chǎn)生巨大壓力，或向旁側(cè)傾倒并破壞載荷搭載系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。

從外形上看，實驗體模型位于組合體上方，剩余重力補償系統(tǒng)位于組合體下方，二者由載荷搭載系統(tǒng)連接，質(zhì)心在同一鉛垂線上。在運輸組合體的過程中，由于組合體具有這種外形特征，如果采用吊運的方式，那么只能將吊車的掛鉤固定在實驗體模型上，載荷搭載系統(tǒng)將會受到剩余重力補償系統(tǒng)對其的拉力，結(jié)構(gòu)會遭到破壞；如果采用托運的方式，那么只能給剩余重力補償系統(tǒng)一個向上的力，載荷搭載系統(tǒng)受到實驗體模型對其壓力，其結(jié)構(gòu)也會遭到破壞。傳統(tǒng)吊車只有一個掛鉤，不能滿足通用載荷平臺、實驗體模型與組合體起吊操作的特殊要求，使用傳統(tǒng)吊車來進行運輸，將會破壞設(shè)備，造成不便。

對于組合體的運輸，不論將傳統(tǒng)吊車的掛鉤固定在實驗體模型上，還是通過掛鉤所吊運的托盤托起剩余重力補償系統(tǒng)，載荷搭載系統(tǒng)的框架都會遭到破壞。對于實驗體模型的運輸，若使用傳統(tǒng)的吊車進行運輸，組合體組裝完成后的運輸過程中，由于吊車的掛鉤需要繼續(xù)與實驗體模型保持固定，所以載荷搭載系統(tǒng)的框架會遭到破壞。對于通用載荷平臺的運輸，使用傳統(tǒng)吊車，由于傳統(tǒng)吊車沒有托盤，就只能采用吊運的方式。所以，傳統(tǒng)的吊車無法滿足航天器的磁液混合懸浮微重力實驗的特殊要求，需要發(fā)明新的起吊機構(gòu)，來協(xié)助實驗。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的問題，提供一種液磁混合懸浮地面微重力實驗的通用載荷平臺起吊機構(gòu)，防護性能好，并且便于實驗體模型和通用載荷平臺的組裝與分離。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

包括主吊車以及連接在主吊車上的托盤機構(gòu)和輔助吊車；所述的托盤機構(gòu)包括吊車擴展架，吊車擴展架通過支承桿連接用于支托剩余重力補償系統(tǒng)的托盤；所述的輔助吊車設(shè)置于吊車擴展架形成的空間內(nèi)部，輔助吊車連接實驗體模型以及載荷搭載系統(tǒng)；所述的主吊車用于實現(xiàn)組合體整體浸入實驗環(huán)境或從實驗環(huán)境中吊出，所述的輔助吊車用于實現(xiàn)載荷搭載系統(tǒng)在實驗體模型上的安裝，以及實驗體模型與剩余重力補償系統(tǒng)的組合或者分離。

所述的主吊車與輔助吊車通過第一鋼纜連接，吊車擴展架包括連接在第一鋼纜上的若干根分支鋼條以及由分支鋼條固定的鋼圈。

所述的鋼圈內(nèi)部交叉固定有若干根加強鋼條。所述的分支鋼條共設(shè)有4根，所有分支鋼條的一端與第一鋼纜焊接，另一端均勻的分布并固連在鋼圈上。

所述的支承桿與鋼圈之間進行可拆卸式連接。

所述的支承桿與托盤之間采用可拆卸式連接。

所述的輔助吊車通過第二鋼纜連接實驗體模型的吊環(huán)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明在磁液混合懸浮重力實驗中，能夠安全、高效地完成起吊運輸任務(wù)，該機構(gòu)具有如下四種基本功能：1.單獨運輸實驗體模型；2.單獨運輸剩余重力補償系統(tǒng)；3.協(xié)助組裝以及拆解實驗體模型和剩余重力補償系統(tǒng)的組合體；4.運輸組合體。此外，本發(fā)明起吊機構(gòu)具備一般吊車的吊運功能，還能完成一些一般吊車不能完成的任務(wù)，例如該起吊機構(gòu)能夠用于運輸沒有吊環(huán)的設(shè)備，或者結(jié)構(gòu)脆弱及不宜吊運的設(shè)備等。某些水下組合體，如果具備實驗體模型和通用載荷平臺組合體的結(jié)構(gòu)特征，并且分體之間的連接結(jié)構(gòu)脆弱，也能夠利用該起吊機構(gòu)，進行組合體的陸地組裝與分離，進行在陸上進行運輸。

附圖說明

圖1本發(fā)明起吊機構(gòu)的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2本發(fā)明吊車擴展架的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3本發(fā)明底盤結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4本發(fā)明實驗體模型起吊示意圖；

圖5本發(fā)明剩余重力補償系統(tǒng)放置示意圖；

圖6本發(fā)明底盤支承桿的安裝示意圖；

圖7本發(fā)明載荷搭載系統(tǒng)安裝示意圖；

附圖中：1-主吊車；2-輔助吊車；3-第一鋼纜；4-第二鋼纜；5-吊車擴展架；6-支承桿；7-托盤；8-分支鋼條；9-鋼圈；10-加強鋼條；11-實驗體模型；12-剩余重力補償系統(tǒng)；13-載荷搭載系統(tǒng)。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步的詳細說明。

參見圖1-7，本發(fā)明在結(jié)構(gòu)上包括主吊車1以及連接在主吊車1上的托盤機構(gòu)和輔助吊車2，托盤機構(gòu)包括吊車擴展架5，吊車擴展架5通過支承桿6連接用于支托剩余重力補償系統(tǒng)12的托盤7。主吊車1與輔助吊車2通過第一鋼纜3連接，吊車擴展架5包括連接在第一鋼纜3上的4根分支鋼條8以及由分支鋼條8固定的鋼圈9，鋼圈9內(nèi)部交叉固定有若干根加強鋼條10。所有分支鋼條8的一端與第一鋼纜3焊接，另一端均勻分布并固連在鋼圈9上。輔助吊車2設(shè)置于吊車擴展架5形成的空間內(nèi)部，輔助吊車2連接實驗體模型11以及載荷搭載系統(tǒng)13。該機構(gòu)中的支承桿6與鋼圈9之間進行可拆卸式連接，支承桿6與托盤7之間也采用可拆卸式連接。輔助吊車2通過第二鋼纜4連接實驗體模型11的吊環(huán)。主吊車1用于實現(xiàn)組合體整體浸入實驗環(huán)境或從實驗環(huán)境中吊出，輔助吊車2用于實現(xiàn)載荷搭載系統(tǒng)13在實驗體模型11上的安裝，以及實驗體模型11與剩余重力補償系統(tǒng)12的組合或者分離。

本發(fā)明的使用過程如下：剩余重力補償系統(tǒng)12放置于托盤7上，利用支承桿6將托盤7與吊車擴展架5進行連接并運輸。輔助吊車2的第二鋼纜4與實驗體模型11的吊環(huán)連接，將實驗體模型11吊升到合適的高度，將載荷搭載系統(tǒng)13安裝在實驗體模型11上。然后將實驗體模型11吊運到剩余重力補償系統(tǒng)12的正上方，利用支承桿6連接吊車擴展架5與托盤7。調(diào)整輔助吊車2，完成載荷搭載系統(tǒng)13與剩余重力補償系統(tǒng)12的連接，并使實驗體模型11的重力不對載荷搭載系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞，完成組合體的組裝。將組合體運輸?shù)酱乓夯旌蠎腋∷刂?，待組合體完全沒入水池中時，解開支承桿6與鋼圈9之間的連接，托盤7由于重力作用自動沉入水池，事先將纜線一端綁在底盤上，纜線另一端置于岸上，以方便打撈底盤。

完成實驗后，將起吊機構(gòu)置于組合體上方，鋼纜4與實驗體模型11的吊環(huán)連接。再將托盤7拖至組合體下方，將支承桿6與鋼圈9固連，利用主吊車1與輔助吊車2的配合，將實驗體模型11吊出水面，解開載荷搭載系統(tǒng)13與剩余重力補償系統(tǒng)12之間的連接，然后利用起吊機構(gòu)將各部件運出水池，再進行載荷搭載系統(tǒng)13的拆解。