一种地外天体低重力模拟试验平台索并联驱动系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种地外天体低重力模拟试验平台索并联驱动系统，其包括主提升索驱动系统、上水平索驱动系统和下水平索驱动系统；所述主提升索驱动系统通过两个电机带动圆盘的上斜拉；所述上水平索驱动系统通过一个电机带动圆盘的上水平运动；所述下水平索驱动系统通过两个电机带动圆盘的下斜拉；通过所述下水平索驱动系统的下斜拉将圆盘转运至初始极限位置；所述圆盘为快速随动圆盘通过适当设置索长度，能够实现数十米甚至上百米空间范围内的低重力模拟；在采用适当强度及数量的索驱动下，可以将试验载荷增加到数吨；由于索驱动系统惯量小，系统的平移及升降速度及加速度都可以大幅增加，满足地外天体低重力模拟试验要求。求。求。

【技术实现步骤摘要】
一种地外天体低重力模拟试验平台索并联驱动系统


[0001]本技术涉及试验平台驱动系统
，更为具体地，本技术涉及一种地外天体低重力模拟试验平台索并联驱动系统。

技术介绍

[0002]地外天体低重力模拟试验平台是首次火星探测的地面验证试验的关键设施之一，其为火星、月球、行星探测器的悬停、避障点火着陆试验等提供了低重力的模拟环境。当前低重力模拟试验平台的驱动方式主要有以下两种，一种是旋臂式低重力模拟试验平台，其实现方式是在直立支架或立柱上安装旋转机械臂，旋转机械臂上安装平移及升降机构，通过机械臂的旋转和平移、升降机构的联动，实现低重力模拟，该方案的驱动系统比较简单，但是受机械臂及升降、平移机构惯量及结构强度限制，仅适合于几十公斤载荷和数米内空间范围的低重力模拟。另一种是桁车式低重力模拟试验平台，其实现方式是在移动式桁车上安装平移及升降机构，通过桁车、平移机构和升降机构的联动，实现低重力模拟，该方案采用的桁车结构提高了系统的结构强度，可增加平移及升降机构的负载能力以及运动范围，使试验载荷可以达到数百公斤及数十米的低重力模拟空间范围，但是由于桁车结构的增大，其重量通常达到数百吨，使得系统的平移速度及加速度受到限制。

技术实现思路

[0003]针对现有技术的不足之处，本技术的目的在于提出一种地外天体低重力模拟试验平台索并联驱动系统，通过适当设置索长度，能够实现数十米甚至上百米空间范围内的低重力模拟；在采用适当强度及数量的索驱动下，可以将试验载荷增加到数吨；由于索驱动系统惯量小，系统的平移及升降速度及加速度都可以大幅增加，满足地外天体低重力模拟试验要求。本技术能够解决当前低重力模拟试验平台在直立支架或立柱上安装旋转机械臂，旋转机械臂上安装平移及升降机构，通过机械臂的旋转和平移、升降机构的联动，实现低重力模拟时受机械臂及升降、平移机构惯量及结构强度限制，仅适合于几十公斤载荷和数米内空间范围的低重力模拟的问题；其还能够解决在移动式桁车上安装平移及升降机构，通过桁车、平移机构和升降机构的联动，实现低重力模拟时由于桁车结构的增大，其重量通常达到数百吨，使得系统的平移速度及加速度受到限制的问题。
[0004]本技术的技术方案如下：
[0005]一种地外天体低重力模拟试验平台索并联驱动系统，、其包括主提升索驱动系统、上水平索驱动系统和下水平索驱动系统；所述主提升索驱动系统通过两个电机带动圆盘的上斜拉；所述上水平索驱动系统通过一个电机带动圆盘的上水平运动；所述下水平索驱动系统通过两个电机带动圆盘的下斜拉；通过所述下水平索驱动系统的下斜拉将圆盘转运至初始极限位置；所述圆盘为快速随动圆盘。
[0006]优选地，所述主提升索驱动系统、上水平索驱动系统和下水平索驱动系统均设置在场地地面的机房，各个机房的位置位于塔架塔柱的底端所围成的区域之外。
[0007]优选地，主提升索驱动系统包括六组驱动单元，每组驱动单元包括双电机、双减速器和双出绳滚筒。
[0008]优选地，第一拉索通过地外天地低重力模拟试验平台的塔架平台的塔架顶部距离地面第一高度H1处的两个滑轮与快速随动系统进行连接，构成平行四边形机构，防止快速随动系统产生倾斜。
[0009]优选地，主提升索驱动系统通过双电机进行驱动，各个电机分别连接各自的减速器，在减速器和电机之间设置液压制动器，两个减速器的输出轴分别连接至滚筒的两个轴端，以带动滚筒进行转动。
[0010]优选地，第一拉索的第一端与圆盘连接后，经过塔架平台的内环桁架后，延伸至外环桁架。
[0011]优选地，在第一拉索经过内环桁架处设置导向滑轮对第一拉索的运动进行导向；在第一拉索经过外环桁架处设置导向滑轮，通过导向滑轮对第一拉索的运动进行导向。
[0012]优选地，所述下水平索驱动系统的第三拉索通过场地所在平面第三距离H3处水平布置的两个导向滑轮与快速随动系统进行连接，构成平行四边形机构，并为快随随动系统提供水平驱动力和增加扭转刚度。
[0013]优选地，主提升索、上水平索和下水平索为拉索。
[0014]优选地，所述拉索为钢丝绳。
[0015]与现有技术相比，本技术的优点在于：
[0016]本技术的地外天体低重力模拟试验平台索并联驱动系统，通过适当设置索长度，能够实现数十米甚至上百米空间范围内的低重力模拟；在采用适当强度及数量的索驱动下，可以将试验载荷增加到数吨；由于索驱动系统惯量小，系统的平移及升降速度及加速度都可以大幅增加，满足地外天体低重力模拟试验要求。
附图说明
[0017]本技术上述和/或附加方面的优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0018]图1是根据本技术的地外天体低重力模拟试验平台索并联驱动系统的结构示意图的侧视图。
[0019]图2是是根据本技术的地外天体低重力模拟试验平台的索并联驱动系统俯视图。
[0020]图3是根据本技术的地外天体低重力模拟试验平台索并联驱动系统的驱动单元系统图。
[0021]图4是根据本技术的地外天体低重力模拟试验平台索并联驱动系统的主提升索驱动系统。
[0022]图5是根据本技术的地外天体低重力模拟试验平台索并联驱动系统的上水平索驱动系统。
[0023]图6是根据本技术的地外天体低重力模拟试验平台索并联驱动系统的下水平索驱动系统。
[0024]图7是坐标系示意图。
[0025]图8A为第一种优化方法的3D视图。
[0026]图8B为第一种优化方法的前视图。
[0027]图8C为第一种优化方法的俯视图。
[0028]图9A为第二种优化方法的3D视图。
[0029]图9B为第二种优化方法的前视图。
[0030]图9C为第二种优化方法的俯视图。
[0031]图10A为第三种优化方法的3D视图。
[0032]图10B为第三种优化方法的前视图。
[0033]图10C为第三种优化方法的俯视图。
具体实施方式
[0034]为了能够更清楚地理解本技术的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本技术进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0035]以下结合附图对本技术进行详细说明。
[0036]如图1至图6所示，地外天体低重力模拟试验平台通过吊绳连接探测器，吊绳跟随探测器运动，保持垂直和拉力恒定，模拟地外天地的低重力环境，通过根据本技术实施例的地外天体低重力模拟试验平台索并联驱动系统完成大范围的移动和跟踪。本技术的地外天体低重力模拟实验平台索并联驱动系统为快速随动系统提供所需要的工作空间及系统随动需要的速度和加速度。
[0037]其中，地外天体低重力模拟实验平台设置在包含六个塔架塔柱1的塔架平台的内环桁架中，以试验场地中心半径为第一预设距离的圆周方向上均匀布置六组卷扬本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种地外天体低重力模拟试验平台索并联驱动系统，其特征在于，其包括主提升索驱动系统、上水平索驱动系统和下水平索驱动系统；所述主提升索驱动系统通过两个电机带动圆盘的上斜拉；所述上水平索驱动系统通过一个电机带动圆盘的上水平运动；所述下水平索驱动系统通过两个电机带动圆盘的下斜拉；通过所述下水平索驱动系统的下斜拉将圆盘转运至初始极限位置；所述圆盘为快速随动圆盘。2.如权利要求1所述的地外天体低重力模拟试验平台索并联驱动系统，其特征在于，所述主提升索驱动系统、上水平索驱动系统和下水平索驱动系统均设置在场地地面的机房，各个机房的位置位于塔架塔柱的底端所围成的区域之外。3.如权利要求2所述的地外天体低重力模拟试验平台索并联驱动系统，其特征在于，主提升索驱动系统包括六组驱动单元，每组驱动单元包括双电机、双减速器和双出绳滚筒。4.如权利要求3所述的地外天体低重力模拟试验平台索并联驱动系统，其特征在于，第一拉索通过地外天地低重力模拟试验平台的塔架平台的塔架顶部距离地面第一高度H1处的两个滑轮与快速随动系统进行连接，构成平行四边形机构，防止快速随动系统产生倾斜。5.如权利要求3所述的地外天体低重力模拟试验平台索并联驱动...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄科，董强，陈强，程刚，邢伟，
申请(专利权)人：中国人民解放军六三九二一部队，
类型：新型
国别省市：