本发明专利技术涉及一种基于并联调姿的星球车磁悬浮重力补偿实验平台，其包括支撑架、随动单元、并联调姿单元和星球车，支撑架上设有随动单元，且随动单元包括X向随动组件、Y向随动组件和Z向随动组件，X向随动组件滑动设于支撑框架上，且Y向随动组件设于X向随动组件下方，Z向随动组件设于Y向随动组件下方，星球车设于支撑架的模拟台上，且并联调姿平台设于星球车上。本发明专利技术通过对电磁效应的充分利用有效解决了现有技术的不足，同时既能通过控制电磁模块与磁介质板的距离，又能通过控制电磁模块线圈电流的大小保持磁悬浮补偿力的动态稳定，能有效地模拟低重力实验，具有重力补偿精度高、适用性强、模拟环境真实以及协调性好等优点。模拟环境真实以及协调性好等优点。模拟环境真实以及协调性好等优点。
【技术实现步骤摘要】
基于并联调姿的星球车磁悬浮重力补偿实验平台
[0001]本专利技术属于太空星球低重力环境实验平台
，特别涉及一种基于并联调姿的星球车磁悬浮重力补偿实验平台。
技术介绍
[0002]星球探索是众多的太空探测活动之一，对于人类认识并利用外太空具有重大意义。目前各国都有星球探测车登陆月球和火星，为人类探索、认识月球和火星做出了重要贡献。作为重要的探测工具，探测车的移动性能对其探测任务的影响尤为显著，而月球、火星与地球的重力场差异，是影响星球探测车的性能的主要因素，航天器发射前的地面低重力模拟试验至关重要。
[0003]目前低重力模拟方法主要有：落塔法、抛物线飞行法、水浮法、气浮法以及悬吊法，适用于星球车越障、避障实验的是悬吊法和气浮法。其中悬吊法利用悬吊机构补偿整车的重力。发展至今，该方法是星球车低重力模拟的主要方法，且技术较为成熟。该方法虽然实验原理简单，但也存在诸多不足，即系统摩擦大，控制复杂，补偿精度不高；尤其是悬吊绳索无法交叉，致使星球车模拟路线受限；同时存在绳索的柔性、抖动以及配重块的惯性效应等不利因素。气浮法利用气压设备输出气压稳定的气流托起放置有实验对象的平台的低重力模拟实验方法。其微重力模拟精度高，建造周期短、模拟时间不受限制，可重复利用，可靠性高。缺点是很难实现竖直方向微重力模拟。该方法通常用于星球车零部件低重力模拟实验。因此，需要根据星球车在地面进行避障、越障等移动性能的低重力模拟实验需求，设计一种模拟太空星球低重力环境的实验平台，以模拟星球车在太空中的实际运行环境。
技术实现思路
[0004]针对以上情况，本专利技术提供了一种基于并联调姿的星球车磁悬浮重力补偿实验平台，通过对电磁效应的充分利用有效地解决了悬吊绳索无法交叉，星球车模拟路线受限的问题；同时规避了绳索的柔性、抖动以及配重块的惯性效应等不利因素，以及解决了气浮法难实现竖直方向微重力模拟的问题，此外既能通过控制电磁模块与磁介质板的距离，又能通过控制电磁模块线圈电流的大小保持磁悬浮补偿力的动态稳定，能有效地模拟低重力实验，具有重力补偿精度高、通用性强、适用性强、模拟环境真实以及协调性好等优点。
[0005]本专利技术采用的技术方案是一种基于并联调姿的星球车磁悬浮重力补偿实验平台，其包括支撑架、随动单元、并联调姿单元和星球车，所述支撑架上设有所述随动单元，且所述随动单元包括X向随动组件、Y向随动组件和Z向随动组件，所述X向随动组件包括X向连接架、X向导轨、X向滑块、X向丝杠、X向螺母和X向电机，所述X向导轨对称设于所述支撑架中支撑框架的第一端和第二端，所述X向滑块对称设于所述X向连接架的第一端面和第二端面上，所述X向连接架设于所述支撑框架上，且所述X向滑块滑动设于所述X向导轨上，所述X向丝杠的第一端通过轴承支撑于所述支撑框架上，且所述X向丝杠的第二端通过联轴器与所述X向电机的输出轴连接，所述X向电机固定于所述支撑框架上，所述X向螺母设于所述X向
连接架上，且所述X向螺母与所述X向丝杠传动连接，所述Y向随动组件设于所述X向随动组件下方，且所述Y向随动组件包括Y向导轨、Y向滑块、Y向丝杠、Y向螺母、Y向电机和Y向连接板，所述Y向导轨对称设于所述X向连接架底部的第一端和第二端，所述Y向滑块均布设于所述Y向连接板顶部的边角处，所述Y向连接板设于所述X向连接架的下方，且所述Y向滑块滑动设于所述Y向导轨上，所述Y向丝杠的第一端通过轴承支撑于所述X向连接架的底部，且所述Y向丝杠的第二端通过联轴器与所述Y向电机的输出轴连接，所述Y向电机固定于所述X向连接架上，所述Y向螺母设于所述Y向连接板上，且所述Y向螺母与所述Y向丝杠传动连接，所述Z向随动组件设于所述Y向随动组件下方，且所述Z向随动组件包括Z向电动缸模组、Z向连接板和导向柱，所述Z向电动缸模组的第一端与所述Y向连接板固定连接，且所述Z向电动缸模组的第二端通过力传感器与所述Z向连接板的顶部连接，所述Z向电动缸模组的两侧对称设于所述导向柱，且所述Y向连接板的底部设有力反馈控制器，所述Z向连接板侧面和底部分别设有激光3D传感器和电磁模块；所述星球车设于所述支撑架的模拟台上，且所述并联调姿平台设于所述星球车上，所述并联调姿平台的动平台上设有磁介质板，且所述磁介质板的各侧面均设有陀螺仪稳定器和位移传感器。
[0006]进一步地，所述支撑架包括支撑底座、模拟台、连接架和支撑框架，所述支撑框架通过所述连接架固定于所述支撑底座上，且所述支撑底座的中间处设有所述模拟台，所述模拟台的一侧设有电源，且所述连接架上分别设有平台控制器和位移反馈控制器。
[0007]优选地，所述模拟台的上表面设有星球地貌层。
[0008]进一步地，所述陀螺仪稳定器包括四个陀螺仪稳定器，且四个所述陀螺仪稳定器对称设于所述磁介质板的各侧面。
[0009]优选地，所述陀螺仪稳定器上设有所述位移传感器，且所述位移传感器能实时测量所述磁介质板至所述电磁模块之间的磁隙。
[0010]优选地，在所述并联调姿平台上的磁介质板相对运动过程中，所述位移传感器的中线轴线始终保持竖直向上。
[0011]进一步地，所述并联调姿平台还包括五组电动缸模组，所述五组电动缸模组设于所述并联调姿平台的动平台和定平台之间，且所述平台控制器能实现所述五组电动缸模组的闭环伺服控制，精密控制所述五组电动缸模组的推力。
[0012]本专利技术的特点和有益效果是：
[0013]1、本专利技术提供的一种基于并联调姿的星球车磁悬浮重力补偿实验平台，通过随动单元中X向随动组件、Y向随动组件和Z向随动组件，可以实现对电磁模块X、Y、Z三个方向的调节，其中采用的丝杠螺母传动组件具有结构简单，方便实现长行程，高加速度，响应快，定位精度高等优点。
[0014]2、本专利技术提供的一种基于并联调姿的星球车磁悬浮重力补偿实验平台，通过在并联调姿单元上设置磁介质板，通过驱动并联调姿单元中电动缸模组，可以实时控制磁介质板位姿，有利于电磁模块与磁介质板之间磁悬浮补偿力的动态稳定。
[0015]3、本专利技术提供的一种基于并联调姿的星球车磁悬浮重力补偿实验平台，既能通过控制电磁模块与磁介质板的距离，又能通过控制电磁模块线圈电流的大小保持磁悬浮补偿力的动态稳定，能有效地模拟低重力实验。
[0016]4、本专利技术提供的一种基于并联调姿的星球车磁悬浮重力补偿实验平台，通过对电
磁效应的充分利用有效地解决了悬吊绳索无法交叉，星球车模拟路线受限的问题；同时规避了绳索的柔性、抖动以及配重块的惯性效应等不利因素，以及解决了气浮法难实现竖直方向微重力模拟的问题。
[0017]5、本专利技术提供的一种基于并联调姿的星球车磁悬浮重力补偿实验平台，具有重力补偿精度高、通用性强、适用性强、模拟环境真实以及协调性好等优点。
附图说明
[0018]图1是本专利技术基于并联调姿的星球车磁悬浮重力补偿实验平台的整体结构示意图；
[0019]图2是本专利技术基于并联调姿的星球车磁悬浮重力补偿实验平台的整体结构轴测示意图；
[0020]图3是本专利技术的随动机本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于并联调姿的星球车磁悬浮重力补偿实验平台，其特征在于，其包括支撑架、随动单元、并联调姿单元和星球车，所述支撑架上设有所述随动单元，且所述随动单元包括X向随动组件、Y向随动组件和Z向随动组件，所述X向随动组件包括X向连接架、X向导轨、X向滑块、X向丝杠、X向螺母和X向电机，所述X向导轨对称设于所述支撑架中支撑框架的第一端和第二端，所述X向滑块对称设于所述X向连接架的第一端面和第二端面上，所述X向连接架设于所述支撑框架上，且所述X向滑块滑动设于所述X向导轨上，所述X向丝杠的第一端通过轴承支撑于所述支撑框架上，且所述X向丝杠的第二端通过联轴器与所述X向电机的输出轴连接，所述X向电机固定于所述支撑框架上，所述X向螺母设于所述X向连接架上，且所述X向螺母与所述X向丝杠传动连接，所述Y向随动组件设于所述X向随动组件下方，且所述Y向随动组件包括Y向导轨、Y向滑块、Y向丝杠、Y向螺母、Y向电机和Y向连接板，所述Y向导轨对称设于所述X向连接架底部的第一端和第二端，所述Y向滑块均布设于所述Y向连接板顶部的边角处，所述Y向连接板设于所述X向连接架的下方，且所述Y向滑块滑动设于所述Y向导轨上，所述Y向丝杠的第一端通过轴承支撑于所述X向连接架的底部，且所述Y向丝杠的第二端通过联轴器与所述Y向电机的输出轴连接，所述Y向电机固定于所述X向连接架上，所述Y向螺母设于所述Y向连接板上，且所述Y向螺母与所述Y向丝杠传动连接，所述Z向随动组件设于所述Y向随动组件下方，且所述Z向随动组件包括Z向电动缸模组、Z向连接板和导向柱，所述Z向电动缸模组的第一端与所述Y向连接板固定连接，且所述Z向电动缸模组的第二端通过力传感器与所述Z向连接板的顶部连接，所述Z向电动缸模组的两侧对称设于所述导向柱，...
【专利技术属性】
技术研发人员：邱雪松，李孟旭，李冬生，孙乾元，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：
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