一种多目标六自由度微重力地面模拟系统及使用方法技术方案

本发明专利技术公开了一种多目标六自由度微重力地面模拟系统及使用方法，属于地面微重力模拟试验技术领域。包括高刚度龙门架、离散式导向系统、六自由度仿真平台、运动测量系统，高刚度龙门架固定在地面上，离散式导向系统安装在高刚度龙门架的下表面上，六自由度仿真平台与离散式导向系统滑动连接，且悬吊于离散式导向系统的下方，运动测量系统安装在高刚度龙门架的四周。本发明专利技术容许不少于5个六自由度仿真平台同时进行地面模拟运动，采用组合式二维运动系统和竖直升降系统跟踪空间位置，三自由度转动系统适应空间姿态，恒力保持系统提供微重力环境，使得整个系统能够适应载荷六自由度较大范围机动和多载荷交错式运动模拟。

【技术实现步骤摘要】
一种多目标六自由度微重力地面模拟系统及使用方法
本专利技术涉及一种多目标六自由度微重力地面模拟系统及使用方法，属于地面微重力模拟试验

技术介绍
随着空间科学技术的不断发展，无论是近地导航还是深空探测，航天器的研发频率越来越高，系统功能越来越复杂，验证新技术新方案的频次越来越多。然而，航天器的技术风险性高、系统功能复杂、发射成本较高、试验失败损失较大，为了尽可能降低航天器发生故障或失效造成的损失，保证航天器的高可靠性尤为重要。因此，在地面进行尽可能多的基于空间环境的试验模拟是发射任务成功的基本保障。其中较为关键的地面模拟试验环境是微低重力环境，目前可大致分为托举式和悬吊式两种方案。托举式支撑平台在下方，载荷在上方，采用支撑力平衡重力的方式；悬吊式基础平台在上方，载荷在下方，采用拉力平和重力的方式。相较于悬挂式方法，托举式方案较为笨重，竖直方向运动行程受限，无法满足大范围的模拟运动需求，而悬吊式可通过柔性绳索伸缩形式完成竖直方向运动，运动行程更大。此外，由于托举式方案保障机构在下端，存在干涉风险，特别是对于多航天器协同仿真任务，难本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多目标六自由度微重力地面模拟系统，其特征在于，所述多目标六自由度微重力地面模拟系统包括高刚度龙门架(1)、离散式导向系统(2)、六自由度仿真平台(3)、运动测量系统(4)，/n所述高刚度龙门架(1)固定在地面上，所述离散式导向系统(2)安装在所述高刚度龙门架(1)的下表面上，所述六自由度仿真平台(3)与所述离散式导向系统(2)滑动连接，且悬吊于所述离散式导向系统(2)的下方，所述运动测量系统(4)安装在所述高刚度龙门架(1)的四周。/n

【技术特征摘要】
1.一种多目标六自由度微重力地面模拟系统，其特征在于，所述多目标六自由度微重力地面模拟系统包括高刚度龙门架(1)、离散式导向系统(2)、六自由度仿真平台(3)、运动测量系统(4)，
所述高刚度龙门架(1)固定在地面上，所述离散式导向系统(2)安装在所述高刚度龙门架(1)的下表面上，所述六自由度仿真平台(3)与所述离散式导向系统(2)滑动连接，且悬吊于所述离散式导向系统(2)的下方，所述运动测量系统(4)安装在所述高刚度龙门架(1)的四周。


2.根据权利要求1所述的一种多目标六自由度微重力地面模拟系统，其特征在于，
所述高刚度龙门架(1)，用于为整个多目标六自由度微重力地面模拟系统提供基础运动平台；
所述离散式导向系统(2)，用于为所述六自由度仿真平台(3)提供运动支持和导向；
所述六自由度仿真平台(3)，用于作为整个多目标六自由度微重力地面模拟系统的运动单元；
所述运动测量系统(4)，用于测量所述六自由度仿真平台(3)中载荷(10)的六自由度位姿。


3.根据权利要求2所述的一种多目标六自由度微重力地面模拟系统，其特征在于，所述离散式导向系统(2)包括若干支撑块，所述若干支撑块固定安装在所述高刚度龙门架(1)的下表面上，形成供所述六自由度仿真平台(3)运动的轨道。


4.根据权利要求3所述的一种多目标六自由度微重力地面模拟系统，其特征在于，每个支撑块包括连接块(2-1)、滑轮(2-2)、导向槽(2-3)和承重板(2-4)，所述连接块(2-1)固定连接在高刚度龙门架(1)的下表面上，所述连接块(2-1)的下表面固定连接于所述承重板(2-4)的上表面上，所述滑轮(2-2)设有两层，由内至外设置在所述连接块(2-1)的周围，两层滑轮(2-2)间形成所述导向槽(2-3)。


5.根据权利要求4所述的一种多目标六自由度微重力地面模拟系统，其特征在于，所述连接块(2-1)为永磁体，所述高刚度龙门架(1)为能被永磁体吸引的材料制成。


6.根据权利要求5所述的一种多目标六自由度微重力地面模拟系统，其特征在于，所述六自由度仿真平台(3)包括二维主动运动系统(5)、竖直升降系统(6)、二维被动跟踪系统(7)、恒力保持系统(8)、三自由度转动系统(9)和载荷(10)；
所述二维主动运动系统(5)与离散式导向系统(2)滑动相连，所述二维被动跟踪系统(7)通过连接杆连接在所述二维主动运动系统(5)下方，所述竖直升降系统(6)安装在所述二维被动跟踪系统(7)上，所述竖直升降系统(6)下方依次悬吊所述恒力保持系统(8)、三自由度转动系统(9)和载荷(10)。


7.根据权利要求6所述的一种多目标六自由度微重力地面模拟系统，其特征在于，所述二维主动运动系统(5)包括全向轮(5-1)、电机支座(5-2)、控制系统(5-3)、直流电机(5-4)和移动单元底板(5-5)，所述控制系统(5-3)安装在所述移动单元底板(5-5)中心的上表面，所述电机支座(5-4)呈四个方向均匀设置在所述控制系统(5-3)的周围，所述直流电机(5-4)安装在所述电机支座(5-2)上，所述直流电机(5-4...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘延芳，周芮，齐乃明，佘佳宇，齐骥，倪晨瑞，王旭，霍明英，赵钧，刘振，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23