专利名称：空间智能跟随气浮台的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种空间智能跟随气浮台，具体的是一种三维空间智能跟随功能的气 浮台，属于航天机械结构领域。
背景技术：
随着航天技术的不断发展，大型太阳能帆板和大型伸展臂等大型展开机构的应用 越来越广泛。在地面实验室条件下，为了精确的模拟外层空间的力学环境以及被试验件的 在轨运动状态，一般通过压缩空气将其浮起平衡重力的影响。但是，对于此类大型展开机构 往往存在尺寸大，运动复杂的特点。为了满足这类展开机构的展开需要，大型气浮平台尺寸 必须足够大，往往需要多块小型平台拼装组成，这对平台的加工和安装均提出了苛刻的技 术要求，并且在相邻两块小型平台的接缝处容易产生卡滞现象，影响被测机构的正常运动。 此外，为了满足大尺寸展开机构复杂运动的需要，其随动工装一般结构复杂，质量过大，有 时甚至为展开机构自身质量的数倍以上，这必然会对展开机构引入较大的附加力和附加力 矩，严重影响试验的精度和准确性。

发明内容
本发明提供了一种空间智能跟随气浮台，适用于大型展开机构，且能够在空间上 智能跟随展开机构的运动，从而平衡被试验机构的重力，既满足了在地面实验室模拟外层 空间力学环境的要求，又不会对展开机构引入过多的附加力和附加力矩，有效保证了地面 试验的精度和准确性。本发明所涉及的空间智能跟随气浮台包括智能跟随车、车载小型气浮台和重力平 衡装置；其中智能跟随车包括底盘、主动轮、万向从动轮、电机、传动机构和控制器，车载小 型气浮台包括支撑平台、安装平台和气源组件，重力平衡装置包括支撑柱、线性导轨、滑轮 组和配重；其整体连接关系为底盘上方安装控制器、电机和传动机构，电机和传动机构用 于驱动安装在底盘下方的一个主动轮带动两个万向从动轮，底盘上方与主动轮相对的一侧 安装有两根对称的支撑柱，支撑柱内侧有与底盘垂直的线性导轨，支撑柱顶部安装有滑轮 组，一对滑块与支撑柱的线性导轨相配合，滑轮组上的钢丝绳一端连接滑块，另一端连接支 撑柱背面的配重，支撑平台与滑块上表面固定连接，安装平台由气源组件提供的高压气体 漂浮在支撑平台的正上方，支撑平台与安装平台的相对面上均安装有位置传感器。智能跟随车还可以采用有轨智能跟随车，有轨智能跟随车按照预定轨道运动。本发明工作过程如下被试验机构直接或通过工装与安装平台相连，安装平台在 高压气体的作用下漂浮在支撑平台上，安装平台在被试验机构的带动下与其一同运动。当 安装平台水平方向运动时，安装平台与支撑平台产生相对位置误差，位置传感器反馈该误 差给智能跟随车控制器，智能跟随车控制器根据该误差值控制智能跟随车的电机带动传动 机构运动，从而驱动智能跟随车向降低该误差值的方向运动，实现对被试验机构水平方向 运动的跟随。当安装平台竖直方向的运动时，重力平衡系统滑轮组两侧的重力平衡遭到破
3坏，配重通过钢丝绳拉动滑块沿支撑柱的线性导轨上下移动，因此支撑平台跟随安装平台 上下运动，从而实现对被试验机构竖直方向运动的跟随；对被试验机构翻转等其他空间运 动的跟随通过车载小型气浮台与工装的配合实现。有益效果1.本发明通过智能跟随车与重力平衡系统的综合作用实现了车载小型气浮台对 大型展开机构运动的空间智能跟随，既实现了在地面实验室模拟外层空间力学环境，又不 会对展开机构引入过多的附加力和附加力矩，有效保证了地面试验的精度和准确性。2.本发明避免了大型气浮平台的加工和安装，有效的降低了技术难度和生产成 本。


图1-本发明实施例的结构示意图。1-底盘，2-主动轮，3-电机，4-传动机构，5-万向从动轮，6-控制器，7_支撑平台， 8-位置传感器，9-安装平台，10-线性导轨，11-钢丝绳，12-滑轮组，13-配重，14-支撑柱。
具体实施例方式如图1所示，本实施例包括底盘1、主动轮2、电机3、传动机构4、万向从动轮5、控 制器6、支撑平台7、位置传感器8、安装平台9、线性导轨10、钢丝绳11、滑轮组12、配重13 和支撑柱14 ；其中底盘1、主动轮2、电机3、传动机构4、万向从动轮5、控制器6和位置传感 器8构成智能跟随车，支撑平台7、安装平台9和气源组件(图中未示出)组成小型气浮台 系统，线性导轨10、钢丝绳11、滑轮组12、配重13和支撑柱14组成重力平衡系统。本实施例中，底盘1上方安装控制器6、电机3和传动机构4，电机3和传动机构4 用于驱动安装在底盘1下方的一个主动轮2带动两个万向从动轮5，底盘1上方与主动轮2 相对的一侧固定安装有两根对称的支撑柱14，支撑柱14内侧有与底盘1垂直的线性导轨 10，支撑柱14顶部安装有滑轮组12，一对滑块与支撑柱14的线性导轨10相配合，滑轮组 12上的钢丝绳11 一端连接滑块，另一端连接支撑柱14背面的配重13，支撑平台7与滑块 上表面固定连接，安装平台9由气源组件提供的高压气体漂浮在支撑平台7的正上方，支撑 平台7与安装平台9的相对面上均安装有位置传感器8。本实施例的具体工作过程如下被试验机构直接或通过工装与安装平台9相连， 安装平台9在被试验机构的带动下与其一同运动。当安装平台9水平方向运动时，安装平 台9与支撑平台7产生相对位置误差，位置传感器8反馈该误差给智能跟随车控制器6，智 能跟随车控制器6根据该误差值控制智能跟随车的电机3带动传动机构4运动，从而驱动 智能跟随车向降低该误差值的方向运动，实现对被试验机构水平方向运动的跟随。当安装 平台9竖直方向的运动时，重力平衡系统滑轮组12两侧的重力平衡遭到破坏，配重13通过 钢丝绳11拉动滑块沿支撑柱14的线性导轨10上下移动，因此支撑平台7跟随安装平台9 上下运动，从而实现对被试验机构竖直方向运动的跟随；对被试验机构翻转等其他空间运 动的跟随通过车载小型气浮台与工装的配合实现。
权利要求
空间智能跟随气浮台，包括包括智能跟随车、车载小型气浮台和重力平衡装置；其中智能跟随车包括底盘(1)、主动轮(2)、万向从动轮(5)、电机(3)、传动机构(4)和控制器(6)，车载小型气浮台包括支撑平台(7)、安装平台(9)和气源组件，重力平衡装置包括支撑柱(14)、线性导轨(10)、滑轮组(12)和配重(13)；其特征在于底盘(1)上方安装控制器(6)、电机(3)和传动机构(4)，电机(3)和传动机构(4)用于驱动安装在底盘(1)下方的一个主动轮(2)带动两个万向从动轮(5)，底盘(1)上方与主动轮(2)相对的一侧固定安装有两根对称的支撑柱(14)，支撑柱(14)内侧有与底盘(1)垂直的线性导轨(10)，支撑柱(14)顶部安装有滑轮组(12)，一对滑块与支撑柱(14)的线性导轨(10)相配合，滑轮组(12)上的钢丝绳(11)一端连接滑块，另一端连接支撑柱(14)背面的配重(13)，支撑平台(7)与滑块上表面固定连接，安装平台(9)由气源组件提供的高压气体漂浮在支撑平台(7)的正上方，支撑平台(7)与安装平台(9)的相对面上均安装有位置传感器(8)。
2.如权利要求1所述的空间智能跟随气浮台，其特征在于，智能跟随车可以采用有轨 智能跟随车，有轨智能跟随车按照预定轨道运动。
全文摘要
本发明提供了一种空间智能跟随气浮台，主要由智能跟随车、车载小型气浮台和重力平衡系统三部分组成。重力平衡系统安装在智能跟随车上，车载小型气浮台与重力平衡系统相连。智能跟随车实现平面运动的智能跟随，重力平衡系统实现竖直方向的运动跟随，智能跟随车和重力平衡系统的联合作用最终实现了对被试验机构运动在三维空间智能跟随，既满足了在地面实验室模拟外层空间力学环境的要求，又不会对展开机构引入过多的附加力和附加力矩，有效保证了地面试验的精度和准确性。
文档编号G01M9/08GK101936807SQ20101025703
公开日2011年1月5日 申请日期2010年8月19日 优先权日2010年8月19日
发明者姚晓先, 宋晓东, 梁作宝, 焦让 申请人:北京理工大学