一种基于透明气浮球的立方星姿态测量与控制模拟装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于航天模拟仿真领域，具体地说，涉及一种基于透明气浮球的立方星姿态测量与控制模拟装置包括气浮机构

【技术实现步骤摘要】
一种基于透明气浮球的立方星姿态测量与控制模拟装置


：
[0001]本专利技术属于航天模拟仿真领域，具体地说，涉及一种基于透明气浮球的立方星姿态测量与控制模拟装置
。

技术介绍

：
[0002]随着航天技术的发展，立方星体积小
、
重量轻
、
成本低
、
周期短
、
性能高，能够满足复杂高效的航天任务需求，在航天领域中的地位日益突出
。
而立方星的姿态确定与控制系统存在难以测试和验证的固有特点
。
这是由于相对于低轨高度层的环境，可用的驱动力矩相对较小，且地球表面环境与在轨环境差异大
。
[0003]气浮台是在地面模拟微重力环境的主要手段之一，在航天工程中具有重要的应用，是对航天器姿态控制进行地面全物理仿真的最常见方法
。
目前市面上常见的仿真设备是直接用压缩气体使实验平台悬浮，只能在水平方向做移动，无法实现多个自由度可调，不能满足卫星的姿态控制模拟仿真；而航天研究所专用的三轴气浮台体型庞大，对微小型的立方星的开发仿真来说使用成本高，在立方星领域的使用有很大的局限性
。

技术实现思路

：
[0004]本专利技术是为了解决上述现有技术存在的问题而提供一种基于透明气浮球的立方星姿态测量与控制模拟装置，包括：
[0005]一种基于透明气浮球的立方星姿态测量与控制模拟装置，其特征在于：包括
[0006]气浮机构，所述气浮机构包括气浮球，所述气浮球内设置有夹持组件，夹持组件夹持有立方星；所述夹持组件包括伸缩杆和夹持爪
,
所述夹持组件内设置有调节组件，用于调节气浮机构的质心；
[0007]气浮台，所述气浮台包括底座和设置于底座上的球碗，所述球碗底部设置有气浮口，底座上设置有气门，气浮口与气门连通，并由空气压缩机提供气流，使放置在球碗上的气浮球悬浮；
[0008]控制机构，所述控制机构用于获取立方星的模拟数据并控制调节组件
。
[0009]所述调节组件包括第一导轨
、
第二导轨和第三导轨，所述第一导轨
、
第二导轨和第三导轨上均设置有配重块，所述配重块通过控制机构在对应导轨上移动，从而改变气浮机构的质心
。
[0010]所述第一导轨和第二导轨相互垂直地设置于夹持爪内，第三导轨与第一导轨和第二导轨均垂直地设置于伸缩杆内
。
[0011]所述气浮球外壁采用透明材料
。
[0012]所述球碗内壁的曲率与气浮球曲率相同
。
[0013]所述夹持组件中伸缩杆和夹持爪均为两个，对称设置在气浮球内，所述两个伸缩杆的一端与气浮球内壁固联，另一端连接夹持爪
。
[0014]所述气浮台下方设置有基座
。
[0015]本专利技术具有如下有益效果：
[0016]本专利技术所提供的模拟装置通过将立方星设置于气浮球内，空气压缩机提供气流通过球碗底部的气浮口使气浮球悬浮，从而使立方星实现的微重力环境下的三自由度的转动，有效的满足了卫星的姿态控制模拟仿真；
[0017]本专利技术中立方星微重力模拟过程中不仅可实现无重力环境下三轴姿态高精度控制，而且相比传统三轴气浮转台，本专利技术的三轴旋转角度受限较少，可以应对各种大角度姿态旋转的场景；
[0018]本专利技术通过在夹持组件中设置导轨，并在导轨上设置配重块，从而实现气浮机构的质心调节；
[0019]本专利技术所提供的模拟装置模块清晰，结构简单，采用气浮平台模拟太空微重力环境，可用于立方星姿态控制地面物理仿真实验，其生产成本较低，可实现批量化生产；本专利技术所提供的模拟装置应用前景广阔，噪音较少
、
成本低的特点，还可以用于教学演示，科普实验等方面
。
附图说明
：
[0020]图1是本专利技术气浮机构和气浮台结构示意图；
[0021]图2为本专利技术中气浮机构的结构示意图；
[0022]图3为气浮台的示意图图；
[0023]图4为夹持组件局部结构示意图；
[0024]图5为图4仰视图；
[0025]图6为图4正视图；
[0026]图中：
[0027]10、
立方星；
[0028]30、
气浮机构；
31、
气浮球；
32、
夹持组件；
33、
调节组件；
321、
伸缩杆；
322、
夹持爪；
331、
第一导轨；
332、
第二导轨；
333、
第三导轨；
[0029]40、
气浮台；
41、
球碗；
42、
底座；
[0030]50、
基座
。
具体实施方式
：
[0031]下面结合附图对本专利技术作进一步的说明
。
[0032]本实施例公开一种基于透明气浮球的立方星姿态测量与控制模拟装置包括控制机构
、
立方星
10、
气浮机构
30、
气浮台
40
和基座
50
，气浮台
40
通过基座
50
固定在地面上，基座
50
由台面和多个支撑脚组成，支撑脚可进行高度调节，从而使气浮台
40
台面可以保持水平
。
[0033]气浮台
40
包括球碗
41
和底座
42
，其中球碗
41
为下球碗，其曲率与气浮球
31
表面相同，球碗
41
通过紧定螺栓固定连接在底座
42
上，球碗
41
底部设有气浮口，底座
42
上设置有气门，气浮口通过设在球碗
41
中互相连通的管道与气门连通，空气压缩机通过气管与底座
42
的气门上连接，并为气浮口提供使气浮机构
30
悬浮的气流
。
[0034]气浮机构
30
包括气浮球
31
，气浮球
31
采用透明材料，其内部设置有夹持组件
33
，其中夹持组件
33
为两组伸缩杆
321
和夹持爪
322
，两组伸缩杆
321
和夹持爪
322
对称设置在气浮
球
31
的内壁上，夹持爪
322
采用四爪夹具，两个夹持爪
322
在两侧将立方星
10
固定于气浮球
31
内，通过调节伸缩杆
321...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于透明气浮球的立方星姿态测量与控制模拟装置，其特征在于：包括气浮机构
(30)
，所述气浮机构
(30)
包括气浮球
(31)
，所述气浮球
(31)
内设置有夹持组件
(33)
，夹持组件夹持有立方星
(10)
；所述夹持组件包括伸缩杆
(321)
和夹持爪
(322),
所述夹持组件
(33)
内设置有调节组件
(33)
，用于调节气浮机构
(30)
的质心；气浮台
(40)
，所述气浮台包括底座
(42)
和设置于底座
(42)
上的球碗
(41)
，所述球碗
(41)
底部设置有气浮口，底座
(42)
上设置有气门，气浮口与气门连通，并由空气压缩机提供气流，使放置在球碗
(41)
上的气浮球
(31)
悬浮；控制机构，所述控制机构用于获取立方星
(10)
的模拟数据并控制调节组件
(32)。2.
根据权利要求1所述的一种基于透明气浮球的立方星姿态测量与控制模拟装置，其特征在于：所述调节组件
(33)
包括第一导轨
(331)、
第二导轨
(332)
和第三导轨
(333)
，所述第一导轨
(331)、
第二导轨
(332)
和第三导轨
(333...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔兵，郭荆江，宋天翔，
申请(专利权)人：乔兵，
类型：发明
国别省市：