空间失控翻滚卫星单自由度非接触式消旋模拟测试平台及方法技术

本发明专利技术涉及一种空间失控翻滚卫星单自由度非接触式消旋模拟测试平台及方法，平台包括：大理石隔振台、工业机器人底座、单自由度气浮轴承、单自由度气浮轴承转子、主台面、目标卫星主体、喷管、右侧太阳帆板、左侧太阳帆板、工业机器人、电磁消旋末端执行器、三轴力传感器和计算机。利用三轴力传感器直接测量消旋力的相互作用力，通过转换关系求得电磁消旋力，计算机进行显示存储，实现三维电磁消旋力的测量。该平台适合安装不同质量及尺寸的目标卫星模型，模拟目标卫星在不同角速度下的消旋情况。本测试平台利用气浮原理实现近似无摩擦的相对运动，不会干扰外部磁场，适合静电消旋、电磁消旋力的测量。

【技术实现步骤摘要】
空间失控翻滚卫星单自由度非接触式消旋模拟测试平台及方法
本专利技术涉及一种空间失控翻滚卫星单自由度非接触式消旋模拟测试平台及方法，属于空间翻滚目标非接触消旋控制力测试

技术介绍
随着人类太空探索及各类航天任务的增多，在轨遗留的大量太空垃圾对空间环境及在轨航天器的安全构成严重威胁。对空间碎片的主动移除已成为各大航天机构的研究热点。由于自身姿态控制系统失效，空间碎片在空间摄动力影响下会出现翻滚运动，因此在抓捕前对其进行消旋是必不可少的阶段。为保证翻滚空间碎片消旋过程中的安全性，非接触的消旋方式成为首选。通常可借助星间库仑力、电磁力、气体脉冲、激光和粒子束轰击方法对翻滚目标进行消旋。但对这些消旋方式在进行地面验证时，实验都会遇到非接触消旋力难以精确测量的问题。通常这类消旋力都在百mN左右。以失效卫星这类空间碎片为例，其质量通常在几十到几百千克，失效卫星上没有安装力传感器，一般采用视觉识别，服务星对卫星的角速度进行测量，通过角速度求导，对卫星所受消旋力进行估算，容易受到干扰，且误差较大。对于这类大载荷、小推力的工况进行测量需要本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种空间失控翻滚卫星单自由度非接触式消旋模拟测试平台，其特征在于包括大理石隔振台(1)、工业机器人底座(2)、单自由度气浮轴承(3)、单自由度气浮轴承转子(4)、主台面(5)、目标卫星模型、工业机器人(10)、电磁消旋末端执行器(11)、三轴力传感器(12)和计算机(13)；三轴力传感器(12)的底面与工业机器人底座(2)中心位置固连，工业机器人(10)安装在三轴力传感器(12)的顶面上，三轴力传感器(12)测量工业机器人(10)上X、Y、Z三轴的力，工业机器人(10)的末端与电磁消旋末端执行器(11)固连；工业机器人(10)和单自由度气浮轴承(3)相互独立，单自由度气浮轴承(3)固定大理...

【技术特征摘要】
1.一种空间失控翻滚卫星单自由度非接触式消旋模拟测试平台，其特征在于包括大理石隔振台(1)、工业机器人底座(2)、单自由度气浮轴承(3)、单自由度气浮轴承转子(4)、主台面(5)、目标卫星模型、工业机器人(10)、电磁消旋末端执行器(11)、三轴力传感器(12)和计算机(13)；三轴力传感器(12)的底面与工业机器人底座(2)中心位置固连，工业机器人(10)安装在三轴力传感器(12)的顶面上，三轴力传感器(12)测量工业机器人(10)上X、Y、Z三轴的力，工业机器人(10)的末端与电磁消旋末端执行器(11)固连；工业机器人(10)和单自由度气浮轴承(3)相互独立，单自由度气浮轴承(3)固定大理石隔振台(1)上，单自由度气浮轴承转子(4)在单自由度气浮轴承(3)上方；主台面(5)与单自由度气浮轴承转子(4)固连，主台面(5)上安装有目标卫星模型，三轴力传感器(12)和计算机(13)连接进行数据传输。


2.根据权利要求1所述的一种空间失控翻滚卫星单自由度非接触式消旋模拟测试平台，其特征在于所述单自由度气浮轴承(3)的直径Φ为298mm，轴向承载为2300N。


3.根据权利要求1所述的一种空间失控翻滚卫星单自由度非接触式消旋模拟测试平台，其特征在于所述目标卫星模型由目标卫星本体(6)、喷管(7)、右侧太阳帆板(8)和左侧太阳帆板(9)构成，目标卫星主体(6)为立方体结构，右侧太阳帆板(8)和左侧太阳帆板(9)安装在目标卫星主体(6)左右两侧，喷管(7)安装在目标卫星主体(6)的前后，目标卫星本体(6)的外壳为铝合金结构。


4.根据权利要求1所述的一种空间失控翻滚卫星单自由度非接触式消...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄攀峰，翟晨萌，刘正雄，孟中杰，张夷斋，张帆，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61