專利名稱：空間智能跟隨氣浮臺的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種空間智能跟隨氣浮臺，具體的是一種三維空間智能跟隨功能的氣 浮臺，屬于航天機(jī)械結(jié)構(gòu)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著航天技術(shù)的不斷發(fā)展，大型太陽能帆板和大型伸展臂等大型展開機(jī)構(gòu)的應(yīng)用 越來越廣泛。在地面實驗室條件下，為了精確的模擬外層空間的力學(xué)環(huán)境以及被試驗件的 在軌運動狀態(tài)，一般通過壓縮空氣將其浮起平衡重力的影響。但是，對于此類大型展開機(jī)構(gòu) 往往存在尺寸大，運動復(fù)雜的特點。為了滿足這類展開機(jī)構(gòu)的展開需要，大型氣浮平臺尺寸 必須足夠大，往往需要多塊小型平臺拼裝組成，這對平臺的加工和安裝均提出了苛刻的技 術(shù)要求，并且在相鄰兩塊小型平臺的接縫處容易產(chǎn)生卡滯現(xiàn)象，影響被測機(jī)構(gòu)的正常運動。 此外，為了滿足大尺寸展開機(jī)構(gòu)復(fù)雜運動的需要，其隨動工裝一般結(jié)構(gòu)復(fù)雜，質(zhì)量過大，有 時甚至為展開機(jī)構(gòu)自身質(zhì)量的數(shù)倍以上，這必然會對展開機(jī)構(gòu)引入較大的附加力和附加力 矩，嚴(yán)重影響試驗的精度和準(zhǔn)確性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種空間智能跟隨氣浮臺，適用于大型展開機(jī)構(gòu)，且能夠在空間上 智能跟隨展開機(jī)構(gòu)的運動，從而平衡被試驗機(jī)構(gòu)的重力，既滿足了在地面實驗室模擬外層 空間力學(xué)環(huán)境的要求，又不會對展開機(jī)構(gòu)引入過多的附加力和附加力矩，有效保證了地面 試驗的精度和準(zhǔn)確性。本發(fā)明所涉及的空間智能跟隨氣浮臺包括智能跟隨車、車載小型氣浮臺和重力平 衡裝置；其中智能跟隨車包括底盤、主動輪、萬向從動輪、電機(jī)、傳動機(jī)構(gòu)和控制器，車載小 型氣浮臺包括支撐平臺、安裝平臺和氣源組件，重力平衡裝置包括支撐柱、線性導(dǎo)軌、滑輪 組和配重；其整體連接關(guān)系為底盤上方安裝控制器、電機(jī)和傳動機(jī)構(gòu)，電機(jī)和傳動機(jī)構(gòu)用 于驅(qū)動安裝在底盤下方的一個主動輪帶動兩個萬向從動輪，底盤上方與主動輪相對的一側(cè) 安裝有兩根對稱的支撐柱，支撐柱內(nèi)側(cè)有與底盤垂直的線性導(dǎo)軌，支撐柱頂部安裝有滑輪 組，一對滑塊與支撐柱的線性導(dǎo)軌相配合，滑輪組上的鋼絲繩一端連接滑塊，另一端連接支 撐柱背面的配重，支撐平臺與滑塊上表面固定連接，安裝平臺由氣源組件提供的高壓氣體 漂浮在支撐平臺的正上方，支撐平臺與安裝平臺的相對面上均安裝有位置傳感器。智能跟隨車還可以采用有軌智能跟隨車，有軌智能跟隨車按照預(yù)定軌道運動。本發(fā)明工作過程如下被試驗機(jī)構(gòu)直接或通過工裝與安裝平臺相連，安裝平臺在 高壓氣體的作用下漂浮在支撐平臺上，安裝平臺在被試驗機(jī)構(gòu)的帶動下與其一同運動。當(dāng) 安裝平臺水平方向運動時，安裝平臺與支撐平臺產(chǎn)生相對位置誤差，位置傳感器反饋該誤 差給智能跟隨車控制器，智能跟隨車控制器根據(jù)該誤差值控制智能跟隨車的電機(jī)帶動傳動 機(jī)構(gòu)運動，從而驅(qū)動智能跟隨車向降低該誤差值的方向運動，實現(xiàn)對被試驗機(jī)構(gòu)水平方向 運動的跟隨。當(dāng)安裝平臺豎直方向的運動時，重力平衡系統(tǒng)滑輪組兩側(cè)的重力平衡遭到破
3壞，配重通過鋼絲繩拉動滑塊沿支撐柱的線性導(dǎo)軌上下移動，因此支撐平臺跟隨安裝平臺 上下運動，從而實現(xiàn)對被試驗機(jī)構(gòu)豎直方向運動的跟隨；對被試驗機(jī)構(gòu)翻轉(zhuǎn)等其他空間運 動的跟隨通過車載小型氣浮臺與工裝的配合實現(xiàn)。有益效果1.本發(fā)明通過智能跟隨車與重力平衡系統(tǒng)的綜合作用實現(xiàn)了車載小型氣浮臺對 大型展開機(jī)構(gòu)運動的空間智能跟隨，既實現(xiàn)了在地面實驗室模擬外層空間力學(xué)環(huán)境，又不 會對展開機(jī)構(gòu)引入過多的附加力和附加力矩，有效保證了地面試驗的精度和準(zhǔn)確性。2.本發(fā)明避免了大型氣浮平臺的加工和安裝，有效的降低了技術(shù)難度和生產(chǎn)成 本。


圖1-本發(fā)明實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。1-底盤，2-主動輪，3-電機(jī)，4-傳動機(jī)構(gòu)，5-萬向從動輪，6-控制器，7_支撐平臺， 8-位置傳感器，9-安裝平臺，10-線性導(dǎo)軌，11-鋼絲繩，12-滑輪組，13-配重，14-支撐柱。
具體實施例方式如圖1所示，本實施例包括底盤1、主動輪2、電機(jī)3、傳動機(jī)構(gòu)4、萬向從動輪5、控 制器6、支撐平臺7、位置傳感器8、安裝平臺9、線性導(dǎo)軌10、鋼絲繩11、滑輪組12、配重13 和支撐柱14 ；其中底盤1、主動輪2、電機(jī)3、傳動機(jī)構(gòu)4、萬向從動輪5、控制器6和位置傳感 器8構(gòu)成智能跟隨車，支撐平臺7、安裝平臺9和氣源組件(圖中未示出)組成小型氣浮臺 系統(tǒng)，線性導(dǎo)軌10、鋼絲繩11、滑輪組12、配重13和支撐柱14組成重力平衡系統(tǒng)。本實施例中，底盤1上方安裝控制器6、電機(jī)3和傳動機(jī)構(gòu)4，電機(jī)3和傳動機(jī)構(gòu)4 用于驅(qū)動安裝在底盤1下方的一個主動輪2帶動兩個萬向從動輪5，底盤1上方與主動輪2 相對的一側(cè)固定安裝有兩根對稱的支撐柱14，支撐柱14內(nèi)側(cè)有與底盤1垂直的線性導(dǎo)軌 10，支撐柱14頂部安裝有滑輪組12，一對滑塊與支撐柱14的線性導(dǎo)軌10相配合，滑輪組 12上的鋼絲繩11 一端連接滑塊，另一端連接支撐柱14背面的配重13，支撐平臺7與滑塊 上表面固定連接，安裝平臺9由氣源組件提供的高壓氣體漂浮在支撐平臺7的正上方，支撐 平臺7與安裝平臺9的相對面上均安裝有位置傳感器8。本實施例的具體工作過程如下被試驗機(jī)構(gòu)直接或通過工裝與安裝平臺9相連， 安裝平臺9在被試驗機(jī)構(gòu)的帶動下與其一同運動。當(dāng)安裝平臺9水平方向運動時，安裝平 臺9與支撐平臺7產(chǎn)生相對位置誤差，位置傳感器8反饋該誤差給智能跟隨車控制器6，智 能跟隨車控制器6根據(jù)該誤差值控制智能跟隨車的電機(jī)3帶動傳動機(jī)構(gòu)4運動，從而驅(qū)動 智能跟隨車向降低該誤差值的方向運動，實現(xiàn)對被試驗機(jī)構(gòu)水平方向運動的跟隨。當(dāng)安裝 平臺9豎直方向的運動時，重力平衡系統(tǒng)滑輪組12兩側(cè)的重力平衡遭到破壞，配重13通過 鋼絲繩11拉動滑塊沿支撐柱14的線性導(dǎo)軌10上下移動，因此支撐平臺7跟隨安裝平臺9 上下運動，從而實現(xiàn)對被試驗機(jī)構(gòu)豎直方向運動的跟隨；對被試驗機(jī)構(gòu)翻轉(zhuǎn)等其他空間運 動的跟隨通過車載小型氣浮臺與工裝的配合實現(xiàn)。
權(quán)利要求
空間智能跟隨氣浮臺，包括包括智能跟隨車、車載小型氣浮臺和重力平衡裝置；其中智能跟隨車包括底盤(1)、主動輪(2)、萬向從動輪(5)、電機(jī)(3)、傳動機(jī)構(gòu)(4)和控制器(6)，車載小型氣浮臺包括支撐平臺(7)、安裝平臺(9)和氣源組件，重力平衡裝置包括支撐柱(14)、線性導(dǎo)軌(10)、滑輪組(12)和配重(13)；其特征在于底盤(1)上方安裝控制器(6)、電機(jī)(3)和傳動機(jī)構(gòu)(4)，電機(jī)(3)和傳動機(jī)構(gòu)(4)用于驅(qū)動安裝在底盤(1)下方的一個主動輪(2)帶動兩個萬向從動輪(5)，底盤(1)上方與主動輪(2)相對的一側(cè)固定安裝有兩根對稱的支撐柱(14)，支撐柱(14)內(nèi)側(cè)有與底盤(1)垂直的線性導(dǎo)軌(10)，支撐柱(14)頂部安裝有滑輪組(12)，一對滑塊與支撐柱(14)的線性導(dǎo)軌(10)相配合，滑輪組(12)上的鋼絲繩(11)一端連接滑塊，另一端連接支撐柱(14)背面的配重(13)，支撐平臺(7)與滑塊上表面固定連接，安裝平臺(9)由氣源組件提供的高壓氣體漂浮在支撐平臺(7)的正上方，支撐平臺(7)與安裝平臺(9)的相對面上均安裝有位置傳感器(8)。
2.如權(quán)利要求1所述的空間智能跟隨氣浮臺，其特征在于，智能跟隨車可以采用有軌 智能跟隨車，有軌智能跟隨車按照預(yù)定軌道運動。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種空間智能跟隨氣浮臺，主要由智能跟隨車、車載小型氣浮臺和重力平衡系統(tǒng)三部分組成。重力平衡系統(tǒng)安裝在智能跟隨車上，車載小型氣浮臺與重力平衡系統(tǒng)相連。智能跟隨車實現(xiàn)平面運動的智能跟隨，重力平衡系統(tǒng)實現(xiàn)豎直方向的運動跟隨，智能跟隨車和重力平衡系統(tǒng)的聯(lián)合作用最終實現(xiàn)了對被試驗機(jī)構(gòu)運動在三維空間智能跟隨，既滿足了在地面實驗室模擬外層空間力學(xué)環(huán)境的要求，又不會對展開機(jī)構(gòu)引入過多的附加力和附加力矩，有效保證了地面試驗的精度和準(zhǔn)確性。
文檔編號G01M9/08GK101936807SQ20101025703
公開日2011年1月5日 申請日期2010年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月19日
發(fā)明者姚曉先, 宋曉東, 梁作寶, 焦讓 申請人:北京理工大學(xué)