空间随动系统

阅读:838发布:2022-03-29

专利汇可以提供空间随动系统专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 空间随动系统涉及一种用于在微重 力 环境下对 飞行器 进行飞行试验的设备。其目的是为了提供一种模拟微重力环境下对飞行器进行飞行测试的空间随动系统。本发明包括两个竖直 支架 (37)和一个 水 平支架(38),水平支架固定在两个竖直支架上,水平支架上设有两个第二轨道梁(14),第二轨道梁的上方设有高速重载行车 齿轮 同步 传动系统 ,高速重载行车齿轮同步传动系统上方设有垂直随动系统,垂直随动系统通过垂直牵引绳(39)吊装有空间浮动式快速随动装置,空间浮动式快速随动装置的下方依次安装有空间随动恒 张力 宏微控制系统、目标飞行器(40),空间浮动式快速随动装置通过水平牵引绳(41)与六个空间 姿态 稳定系统相连。,下面是空间随动系统专利的具体信息内容。

1.一种空间随动系统,其特征在于:包括两个固定在地面上的竖直支架(37)和一个平支架(38),水平支架(38)的两端分别固定在两个竖直支架(37)上,所述水平支架(38)上设有沿水平支架(38)长边方向平行布置的两个第二轨道梁(14),第二轨道梁(14)的上方设有高速重载行车齿轮同步传动系统,高速重载行车齿轮同步传动系统的上方设有垂直随动系统,垂直随动系统通过垂直牵引绳(39)吊装有空间浮动式快速随动装置,空间浮动式快速随动装置的下方安装有空间随动恒张宏微控制系统,空间随动恒张力宏微控制系统的下方安装有目标飞行器(40),空间浮动式快速随动装置通过水平牵引绳(41)分别与地面上的六个空间姿态稳定系统相连接;
所述高速重载行车齿轮同步传动系统包括一级底座(1)、设置在一级底座(1)上的二级底座(17)及设置在二级底座(17)上的小车(18);
所述一级底座(1)为框架结构,其包括两个相互平行的一级承重梁(2)及连接两个一级承重梁(2)的两个一级主梁(3),所述每根一级承重梁(2)下方固定设有至少一套第一驱动装置(5)和至少一个驱动车轮(6),每根一级承重梁(2)的下方还固定设有至少一个第一从动车轮(7),所有驱动车轮(6)的内外侧面中至少一个相同侧面上设有垂直于驱动车轮(6)外圆周面的轮缘,所述每根一级承重梁(2)的上方固定设有与一级承重梁(2)同向的第一条形支座(9),第一条形支座(9)的顶部固定设有与第一条形支座(9)同向的第一轨道梁(10),第一条形支座(9)的外侧面上固定设有一根与第一轨道梁(10)同向的第一齿条(11);
所述二级底座(17)为框架结构,其包括两根相互平行的二级主梁(19)及分别位于二级主梁(19)端头处的两根二级端梁(20),所述每根二级端梁(20)上设有至少一套第二驱动装置(21),每根二级端梁(20)下方的两端处分别设有一个第二从动车轮(22);
所述第二驱动装置(21)包括设置在二级端梁(20)上方的电机和减速机以及设置在二级端梁(20)下方的支座(23)和轮支架(24),所述支座(23)包括上下两半部,上下两半部通过铰接连接在一起,支座(23)下半部通过滑和滑轨与轮支架(24)连在一起,即支座(23)下半部的底端设有滑块,轮支架(24)的顶端设有滑轨,所述滑轨的布置方向与二级端梁(20)相垂直,所述轮支架(24)的外侧设有驱动轴(25),内侧设有背轮轴(26),所述驱动轴(25)和背轮轴(26)分别以可绕自身转动的方式设置在轮支架(24)上,驱动轴(25)的下端设有驱动齿轮(27),背轮轴(26)的下端设有背轮(28),所述减速机的输出轴通过半联轴器与万向轴(29)的上端相连,万向轴(29)的下端通过半联轴器与驱动轴(25)的上端相连;
所述二级主梁(19)的上方固定设有一与二级主梁(19)同向的第二条形支座(30),第二条形支座(30)的顶部固定设有一与第二条形支座(30)同向的二级轨道梁(31),第二条形支座(30)的外侧面上固定设有一根与第二条形支座(30)同向的第二齿条(32);
所述小车(18)为框架结构,其包括两根相互平行的三级承重梁(33)及分别位于三级承重梁(33)端头处的两根三级端梁(34),所述每根三级承重梁(33)上设有至少一套第三驱动装置(35),每根三级承重梁(33)下方的两端处分别设有一个第三从动车轮(36);
所述第三驱动装置(35)与第二驱动装置(21)的结构相同,其包括设置在三级承重梁(33)上方的电机和减速机以及设置在三级承重梁(33)下方的支座和轮支架,所述支座包括上下两半部,上下两半部通过铰接连接在一起,支座下半部通过滑块和滑轨与轮支架连在一起,即支座下半部的底端设有滑块,轮支架的顶端设有滑轨,所述滑轨的布置方向与三级承重梁(33)相垂直,所述轮支架的外侧设有驱动轴,内侧设有背轮轴,所述驱动轴和背轮轴分别以可绕自身转动的方式设置在轮支架上,驱动轴的下端设有驱动齿轮,背轮轴的下端设有背轮,所述减速机的输出轴通过半联轴器与万向轴的上端相连,万向轴的下端通过半联轴器与驱动轴的上端相连;
所述二级底座(17)的两根二级端梁(20)下方的第二从动车轮(22)分别位于两个第一轨道梁(10)上,两根二级端梁(20)下方的驱动齿轮(27)分别与两个第一条形支座(9)上的第一齿条(11)相啮合,两根二级端梁(20)下方的背轮(28)分别与两个第一条形支座(9)的内侧壁相贴紧;
所述小车(18)的两根三级承重梁(33)下方的第三从动车轮(36)分别位于两个二级轨道梁(31)上,两根三级承重梁(33)下方的驱动齿轮分别与两个第二条形支座(30)上的第二齿条(32)相啮合,两根三级承重梁(33)下方的背轮分别与两个第二条形支座(30)的内侧壁相贴紧;
所述垂直随动系统包括第四驱动装置、第一卷筒(42)、垂直牵引绳(39),第一卷筒(42)固定于中心轴上,所述中心轴和第四驱动装置都固定在小车(18)上,所述第四驱动装置包括第一、第二电机(44、45),第一电机(44)依次通过第一制动器(46)、第一减速机(47)、第一联轴器(48)连接中心轴的左端,第二电机(45)依次通过第二制动器(49)、第二减速机(50)、第二联轴器(51)连接中心轴的右端,六根垂直牵引绳(39)沿第一卷筒(42)的长度方向依次排列,并且各垂直牵引绳(39)均缠绕在第一卷筒(42)上,第一卷筒两侧分别设有三个支撑轮组,每个支撑轮组均包括一个水平定滑轮(52)及第一、第二垂直定滑轮(53、54),各垂直牵引绳绕过第一卷筒后再分别绕过一组支撑轮后下垂,各垂直牵引绳依次绕过水平定滑轮(52)、第一垂直定滑轮(53)、第二垂直定滑轮(54),所述六根垂直牵引绳的下垂点分别位于一正六边形六个边框的交点处;
所述空间浮动式快速随动装置包括浮动盘(55)、六个摆动轮组(56)、六根水平牵引绳(41)和动力装置(57),浮动盘(55)为正六边形,在正六边形的相隔的三个边框的每个边框的外侧均装有两个摆动轮组(56),六根水平牵引绳(41)穿过各自的摆动轮组(56)后分别与地面上的六个空间姿态稳定系统相连接,对浮动盘(55)施加水平力,垂直牵引绳(39)的下端固定在浮动盘(55)的二边框的交点处,对浮动盘(55)施加垂直力,浮动盘(55)的底部装有动力装置(57);
所述空间随动恒张力宏微控制系统包括第一机座(75)、大伺服电机(76)、小伺服电机(77)、姿态固定装置(79)、第三联轴器(80)、第三制动器(81)、换向器(82)、第四联轴器(83)、第五联轴器(84)、第一减速器(85)、第二卷筒(86)、带拉力传感器的吊具(88)和拉绳(89),所述第一机座(75)的上端安装在动力装置的下方,下端装有姿态固定装置(79),姿态固定装置(79)用于保持目标飞行器的初始姿态,在第一机座(75)还装有大伺服电机(76)、小伺服电机(77)、第三联轴器(80)、第三制动器(81)、换向器(82)、第四联轴器(83)、第五联轴器(84)、第一减速器(85)和第二卷筒(86),其中:大伺服电机(76)通过第三联轴器(80)与换向器(82)的第一端口相连,第三制动器(81)与换向器(82)的第二端口相连,小伺服电机(77)通过第四联轴器(83)与换向器(82)的第三端口相连,第五联轴器(84)的一端与换向器(82)的第四端口相连,第五联轴器(84)的另一端通过第一减速器(85)与第二卷筒(86)相连,在第二卷筒(86)上装有拉绳(89),拉绳(89)的一端固定在带拉力传感器的吊具(88)的上端,带拉力传感器的吊具(88)的下端装有目标飞行器(40);
所述空间姿态稳定系统包括六个地面驱动装置(100),所述六个地面驱动装置(100)均匀地布置在以两个竖直支架间连线的中心为圆心的圆周上,每个地面驱动装置(100)包括第二机座(90)、伺服电机(91)、第四制动器(92)、第二减速器(93)、卷筒组件(94)、摆轮组件(95)、立柱(96)和转向轮组件(97),在第二机座(90)上依次装有伺服电机(91)、第四制动器(92)、第二减速器(93)和卷筒组件(94),它们之间通过连轴器依次相连,在卷筒组件(94)上卷有水平牵引绳(41),立柱(96)装在距卷筒组件(94)有一间隔的垂直于第二机座(90)的地面上,在立柱(96)的下端装有转向轮组件(97),在立柱(96)的上端装有摆轮组件(95),从卷筒组件(94)出来的水平牵引绳(41)经过转向轮组件(97)进入摆轮组件(95),经过摆轮组件后缠绕在浮动盘(55)的摆动轮组上。
2.根据权利要求1所述的空间随动系统,其特征在于:所述每根一级承重梁(2)的下方设有至少一个水平轮组,所述水平轮组包括两个沿竖直方向设置的轴(12)和两个沿水平方向设置的水平轮(13),每个轴(12)的上端固定在一级承重梁(2)的下方,所述两个水平轮(13)分别以可绕轴(12)转动的方式设置在两个轴(12)的下端,两个水平轮(13)分别位于第二轨道梁(14)的两侧且其中心连线与第二轨道梁(14)相垂直,所述两个水平轮(13)的外圆周面分别与第二轨道梁(14)的左右侧面的上方位置相贴紧,两个水平轮(13)位于同一个水平面内;
所述每根二级端梁(20)的下方也设有至少一个水平轮组,所述水平轮组包括两个沿竖直方向设置的轴和两个沿水平方向设置的水平轮(13),每个轴的上端固定在二级端梁(20)的下方,所述两个水平轮(13)分别以可绕轴转动的方式设置在两个轴的下端,两个水平轮(13)分别位于第一轨道梁(10)的两侧且其中心连线与第一轨道梁(10)相垂直,所述两个水平轮(13)的外圆周面分别与第一轨道梁(10)的左右侧面的上方位置相贴紧,两个水平轮(13)位于同一个水平面内;
所述每根三级承重梁(33)的下方还设有至少一个水平轮组,所述水平轮组包括两个沿竖直方向设置的轴和两个沿水平方向设置的水平轮(13),每个轴的上端固定在三级承重梁(33)的下方,所述两个水平轮(13)分别以可绕轴转动的方式设置在两个轴的下端,两个水平轮(13)分别位于二级轨道梁(31)的两侧且其中心连线与二级轨道梁(31)相垂直,所述两个水平轮(13)的外圆周面分别与二级轨道梁(31)的左右侧面的上方位置相贴紧,两个水平轮(13)位于同一个水平面内。
3.根据权利要求1或2所述的空间随动系统,其特征在于:所述每根一级承重梁(2)的两端处分别固定有一个挡轨器(15),第一轨道梁(10)位于两个挡轨器(15)之间,所述挡轨器(15)包括挡板(151)和两块支板(152),两块支板(152)固定在一级承重梁(2)上且都与一级承重梁(2)平行,挡板(151)固定在两块支板(152)的靠近第一轨道梁(10)的侧面上,所述挡板(151)上固定设有一垫片(153);
所述二级主梁(19)的两端处也分别固定有一个挡轨器(15),二级轨道梁(31)位于两个挡轨器(15)之间,所述挡轨器(15)包括挡板和两块支板,两块支板固定在二级主梁(19)上且都与二级主梁(19)平行,挡板固定在两块支板的靠近二级轨道梁(31)的侧面上,所述挡板上固定设有一垫片。
4.根据权利要求3所述的空间随动系统,其特征在于:所述每根一级承重梁(2)的下方固定设有至少一个轨道夹板(16),所述轨道夹板(16)为一块下端开有槽口的板,所述第二轨道梁(14)位于槽口内,轨道夹板(16)的上端固定在一级承重梁(2)的下方;
所述二级端梁(20)下方的轮支架(24)上也固定设有一轨道夹板(16),所述轨道夹板(16)为一块下端开有槽口的板,所述第一轨道梁(10)位于槽口内;
所述三级承重梁(33)下方的轮支架上还固定有一轨道夹板,所述轨道夹板为一块下端开有槽口的板,所述二级轨道梁(31)位于槽口内。
5.根据权利要求4所述的空间随动系统,其特征在于:所有第一从动车轮(7)的内外侧面中至少一个相同侧面上设有垂直于第一从动车轮(7)外圆周面的轮缘(8),所有第二从动车轮(22)的内外侧面中至少一个相同侧面上设有垂直于第二从动车轮(22)外圆周面的轮缘,所有第三从动车轮(36)的内外侧面中至少一个相同侧面上设有垂直于第三从动车轮(36)外圆周面的轮缘。
6.根据权利要求5所述的空间随动系统,其特征在于:所述一级承重梁(2)和二级主梁(19)的外侧都设有一平台(4),一级主梁(3)的两侧分别设有一平台(4)。
7.根据权利要求6所述的空间随动系统,其特征在于:所述第一、二电机(44、45)均连接有编码器,第一、二制动器(46、49)均为双卡钳盘式制动器,各垂直牵引绳(39)在第一卷筒(42)上单层排列。
8.根据权利要求7所述的空间随动系统,其特征在于:所述动力装置(57)包括两根X向导轨(58)、两个X向横架(59)、X向伺服电机(62)、两根Y向导轨(66)、两根Y向横架(70)、Y向伺服电机(72),两根X向导轨(58)在同一平面上平行布置,在上述两根X向导轨(58)之间固定有两个X向横架(59),两根Y向导轨(66)在同一平面上平行布置,在上述两根Y向导轨(66)之间固定有两个Y向横架(70),在上述两个X向横架(59)上分别装有一个X向轴承座(60),在上述两个X向轴承座(60)内装有一X向丝杠(61),在上述X向丝杠(61)上装有一X向丝杠螺母(64),在上述X向丝杠(61)的端部装有一X向伺服电机(62),X向伺服电机(62)带动X向丝杠(61)旋转,使得X向丝杠螺母(64)沿着X向丝杠(61)直线移动,在两根X向导轨(58)的下端分别装有一根与之平行的X向滑轨(63),在上述X向滑轨(63)上分别装有两个X向滑块(67);在X向丝杠螺母(64)的下端固定有X向连接架(65)的一端,X向连接架(65)的另一端固定在上述两根Y向导轨(66)的中央,每个Y向导轨(66)均固定在两根X向导轨(58)下端的一个X向滑块(67)上;在上述两个Y向横架(70)上分别装有一个Y向轴承座(71),在上述两个Y向轴承座(71)内装有一Y向丝杠(69),在上述Y向丝杠(69)上装有一Y向丝杠螺母(73),在上述Y向丝杠(69)的端部装有一Y向伺服电机(72),Y向伺服电机(72)带动Y向丝杠(69)旋转,使得Y向丝杠螺母(73)沿着Y向丝杠(69)直线移动,在两根Y向导轨(66)的下端分别装有一根与之平行的Y向滑轨(74),在上述Y向滑轨(74)上分别装有两个Y向滑块(68),在Y向丝杠螺母(73)和两个Y向滑块(68)的下方安装有用来悬挂目标飞行器(40)的悬挂架。
9.根据权利要求8所述的空间随动系统,其特征在于:所述X向导轨(58)与Y向导轨(66)都为工字型且相互垂直。
10.根据权利要求9所述的空间随动系统,其特征在于:所述换向器(82)的第一端口、第二端口、第三端口和第四端口在换向器(82)上彼此相隔90°。
11.根据权利要求10所述的空间随动系统,其特征在于:所述空间随动恒张力宏微
控制系统还包括偏测量装置(78)和控制器,所述偏角测量装置(78)装在靠近第二卷筒(86)的第一机座(75)上,其用于测量第二卷筒(86)出绳端的拉绳(89)张力,带拉力传感器的吊具(88)和偏角测量装置(78)检测到的信号传输给控制器,控制器根据上述检测到的信号与设定的数值进行比较后,将修正后的信号传输给大伺服电机(76)和小伺服电机(77),实现对拉绳(89)张力的精确控制。
12.根据权利要求11所述的空间随动系统,其特征在于:所述大伺服电机(76)给第二卷筒(86)提供的动力与小伺服电机(77)给第二卷筒(86)提供的动力之比为9:1至7:1。
13.根据权利要求12所述的空间随动系统,其特征在于:所述空间随动恒张力宏微控制系统还包括防跳绳装置(87),防跳绳装置(87)装在第二卷筒(86)上,其用于防止拉绳(89)从第二卷筒(86)中脱离。
14.根据权利要求13所述的空间随动系统,其特征在于:所述地面驱动装置(100)还包括分别安装在卷筒组件(94)的水平牵引绳的相对两侧的压绳装置(98)和排绳装置(99),所述排绳装置(99)包括第一滑道(103)、排绳支架(105)、滑轮(106)、第二滑道(109)、直线轴承(102)、链轮(114)、丝杠(113)和丝杠螺母(112),第一滑道(103)通过直线轴承(102)穿过排绳支架(105)的上端,第二滑道(109)通过直线轴承(102)穿过排绳支架(105)的下端,丝杠(113)上装有丝杠螺母(112),在丝杠螺母(112)的外侧装有直线轴承(102),上述装有丝杠螺母(112)和直线轴承(102)的丝杠(113)穿过排绳支架(105),丝杠(113)位于第一滑道(103)和第二滑道(109)之间,第一滑道(103)、第二滑道(109)和丝杠(113)彼此平行布置且在同一平面上,在排绳支架(105)上还装有滑轮轴(108),滑轮轴(108)的轴线与第一滑道(103)垂直,在滑轮轴(108)上装有滑轮(106),在丝杠(113)的一端装有链轮(114),该链轮(114)带动丝杠(113)旋转。
15.根据权利要求14所述的空间随动系统,其特征在于:在所述第一滑道(103)、第二滑道(109)和丝杠(113)的左端固定有左挡架(111),在所述第一滑道(103)、第二滑道(109)和丝杠(113)的右端固定有右挡架(104)。
16.根据权利要求15所述的空间随动系统,其特征在于:所述滑轮(106)通过滑轮轴承(107)装在滑轮轴(108)上,所述滑轮轴(108)装在第二滑道(109)和丝杠(113)之间的排绳支架(105)上。
17.根据权利要求16所述的空间随动系统,其特征在于:所述直线轴承(102)的两端装有轴承挡板(101)。
18.根据权利要求17所述的空间随动系统,其特征在于:在靠近滑轮(106)圆周的排绳支架(105)上装有挡绳板(110)。

说明书全文

空间随动系统

技术领域

[0001] 本发明涉及一种地面试验设备,特别是涉及一种用于在微重环境下对飞行器进行飞行试验的设备。

背景技术

[0002] 在现有技术中,没有关于对飞行器在微重力环境下进行飞行测试的设备。

发明内容

[0003] 本发明要解决的技术问题是提供一种模拟微重力环境下对飞行器进行飞行测试的空间随动系统。
[0004] 本发明空间随动系统,包括两个固定在地面上的竖直支架和一个平支架,水平支架的两端分别固定在两个竖直支架上,所述水平支架上设有沿水平支架长边方向平行布置的两个第二轨道梁,第二轨道梁的上方设有高速重载行车齿轮同步传动系统,高速重载行车齿轮同步传动系统的上方设有垂直随动系统,垂直随动系统通过垂直牵引绳吊装有空间浮动式快速随动装置,空间浮动式快速随动装置的下方安装有空间随动恒张力宏微控制系统,空间随动恒张力宏微控制系统的下方安装有目标飞行器,空间浮动式快速随动装置通过水平牵引绳分别与地面上的六个空间姿态稳定系统相连接;
[0005] 所述高速重载行车齿轮同步传动系统,包括一级底座、设置在一级底座上的二级底座及设置在二级底座上的小车;
[0006] 所述一级底座为框架结构,其包括两个相互平行的一级承重梁及连接两个一级承重梁的两个一级主梁,所述每根一级承重梁下方固定设有至少一套第一驱动装置和至少一个驱动车轮,每根一级承重梁的下方还固定设有至少一个第一从动车轮,所述两根一级承重梁下方的驱动车轮和第一从动车轮分别位于两个第二轨道梁上,所有驱动车轮的内外侧面中至少一个相同侧面上设有垂直于驱动车轮外圆周面的轮缘,所述每根一级承重梁的上方固定设有与一级承重梁同向的第一条形支座,第一条形支座的顶部固定设有与第一条形支座同向的第一轨道梁,第一条形支座的外侧面上固定设有一根与第一轨道梁同向的第一齿条
[0007] 所述二级底座为框架结构,其包括两根相互平行的二级主梁及分别位于二级主梁端头处的两根二级端梁,所述每根二级端梁上设有至少一套第二驱动装置,每根二级端梁下方的两端处分别设有一个第二从动车轮;
[0008] 所述第二驱动装置包括设置在二级端梁上方的电机和减速机以及设置在二级端梁下方的支座和轮支架,所述支座包括上下两半部,上下两半部通过铰接连接在一起,支座下半部通过滑和滑轨与轮支架连在一起,即支座下半部的底端设有滑块,轮支架的顶端设有滑轨,所述滑轨的布置方向与二级端梁相垂直,所述轮支架的外侧设有驱动轴,内侧设有背轮轴,所述驱动轴和背轮轴分别以可绕自身转动的方式设置在轮支架上,驱动轴的下端设有驱动齿轮,背轮轴的下端设有背轮,所述减速机的输出轴通过半联轴器与万向轴的上端相连,万向轴的下端通过半联轴器与驱动轴的上端相连;
[0009] 所述二级主梁的上方固定设有一与二级主梁同向的第二条形支座,第二条形支座的顶部固定设有一与第二条形支座同向的二级轨道梁,第二条形支座的外侧面上固定设有一根与第二条形支座同向的第二齿条;
[0010] 所述小车为框架结构,其包括两根相互平行的三级承重梁及分别位于三级承重梁端头处的两根三级端梁,所述每根三级承重梁上设有至少一套第三驱动装置,每根三级承重梁下方的两端处分别设有一个第三从动车轮;
[0011] 所述第三驱动装置与第二驱动装置的结构相同,其包括设置在三级承重梁上方的电机和减速机以及设置在三级承重梁下方的支座和轮支架,所述支座包括上下两半部,上下两半部通过铰接连接在一起,支座下半部通过滑块和滑轨与轮支架连在一起,即支座下半部的底端设有滑块,轮支架的顶端设有滑轨,所述滑轨的布置方向与三级承重梁相垂直,所述轮支架的外侧设有驱动轴,内侧设有背轮轴,所述驱动轴和背轮轴分别以可绕自身转动的方式设置在轮支架上,驱动轴的下端设有驱动齿轮,背轮轴的下端设有背轮,所述减速机的输出轴通过半联轴器与万向轴的上端相连,万向轴的下端通过半联轴器与驱动轴的上端相连;
[0012] 所述二级底座的两根二级端梁下方的第二从动车轮分别位于两个第一轨道梁上,两根二级端梁下方的驱动齿轮分别与两个第一条形支座上的第一齿条相啮合,两根二级端梁下方的背轮分别与两个第一条形支座的内侧壁相贴紧;
[0013] 所述小车的两根三级承重梁下方的第三从动车轮分别位于两个二级轨道梁上,两根三级承重梁下方的驱动齿轮分别与两个第二条形支座上的第二齿条相啮合,两根三级承重梁下方的背轮分别与两个第二条形支座的内侧壁相贴紧;
[0014] 所述垂直随动系统包括第四驱动装置、第一卷筒、垂直牵引绳,第一卷筒固定于中心轴上,所述中心轴和第四驱动装置都固定在小车上,所述第四驱动装置包括第一、第二电机,第一电机依次通过第一制动器、第一减速机、第一联轴器连接中心轴的左端,第二电机依次通过第二制动器、第二减速机、第二联轴器连接中心轴的右端,六根垂直牵引绳沿第一卷筒的长度方向依次排列,并且各垂直牵引绳均缠绕在第一卷筒上,第一卷筒两侧分别设有三个支撑轮组,每个支撑轮组均包括一个水平定滑轮及第一、第二垂直定滑轮,各垂直牵引绳绕过第一卷筒后再分别绕过一组支撑轮后下垂,各垂直牵引绳依次绕过水平定滑轮、第一垂直定滑轮、第二垂直定滑轮,所述六根垂直牵引绳的下垂点分别位于一正六边形六个边框的交点处;
[0015] 所述空间浮动式快速随动装置包括浮动盘、六个摆动轮组、六根水平牵引绳和动力装置,浮动盘为正六边形,在正六边形的相隔的三个边框的每个边框的外侧均装有两个摆动轮组,六根水平牵引绳穿过各自的摆动轮组后分别与地面上的六个空间姿态稳定系统相连接,对浮动盘施加水平力,垂直牵引绳的下端固定在浮动盘的二边框的交点处,对浮动盘施加垂直力,浮动盘的底部装有动力装置;
[0016] 所述空间随动恒张力宏微控制系统包括第一机座、大伺服电机、小伺服电机、姿态固定装置、第三联轴器、第三制动器、换向器、第四联轴器、第五联轴器、第一减速器、第二卷筒、带拉力传感器的吊具和拉绳,所述第一机座的上端安装在动力装置的下方,下端装有姿态固定装置,姿态固定装置用于保持目标飞行器的初始姿态,在第一机座还装有大伺服电机、小伺服电机、第三联轴器、第三制动器、换向器、第四联轴器、第五联轴器、第一减速器和第二卷筒,其中:大伺服电机通过第三联轴器与换向器的第一端口相连,第三制动器与换向器的第二端口相连,小伺服电机通过第四联轴器与换向器的第三端口相连,第五联轴器的一端与换向器的第四端口相连,第五联轴器的另一端通过第一减速器与第二卷筒相连,在第二卷筒上装有拉绳,拉绳的一端固定在带拉力传感器的吊具的上端,带拉力传感器的吊具的下端装有目标飞行器;
[0017] 所述空间姿态稳定系统包括六个地面驱动装置,所述六个地面驱动装置均匀地布置在以两个竖直支架间连线的中心为圆心的圆周上,每个地面驱动装置包括第二机座、伺服电机、第四制动器、第二减速器、卷筒组件、摆轮组件、立柱和转向轮组件,在第二机座上依次装有伺服电机、第四制动器、第二减速器和卷筒组件,它们之间通过连轴器依次相连,在卷筒组件上卷有水平牵引绳,立柱装在距卷筒组件有一间隔的垂直于第二机座的地面上,在立柱的下端装有转向轮组件,在立柱的上端装有摆轮组件,从卷筒组件出来的水平牵引绳经过转向轮组件进入摆轮组件,经过摆轮组件后缠绕在浮动盘的摆动轮组上。
[0018] 本发明空间随动系统,其中所述每根一级承重梁的下方设有至少一个水平轮组,所述水平轮组包括两个沿竖直方向设置的轴和两个沿水平方向设置的水平轮,每个轴的上端固定在一级承重梁的下方,所述两个水平轮分别以可绕轴转动的方式设置在两个轴的下端,两个水平轮分别位于第二轨道梁的两侧且其中心连线与第二轨道梁相垂直,所述两个水平轮的外圆周面分别与第二轨道梁的左右侧面的上方位置相贴紧,两个水平轮位于同一个水平面内;
[0019] 所述每根二级端梁的下方也设有至少一个水平轮组,所述水平轮组包括两个沿竖直方向设置的轴和两个沿水平方向设置的水平轮,每个轴的上端固定在二级端梁的下方,所述两个水平轮分别以可绕轴转动的方式设置在两个轴的下端,两个水平轮分别位于第一轨道梁的两侧且其中心连线与第一轨道梁相垂直,所述两个水平轮的外圆周面分别与第一轨道梁的左右侧面的上方位置相贴紧,两个水平轮位于同一个水平面内;
[0020] 所述每根三级承重梁的下方还设有至少一个水平轮组,所述水平轮组包括两个沿竖直方向设置的轴和两个沿水平方向设置的水平轮,每个轴的上端固定在三级承重梁的下方,所述两个水平轮分别以可绕轴转动的方式设置在两个轴的下端,两个水平轮分别位于二级轨道梁的两侧且其中心连线与二级轨道梁相垂直,所述两个水平轮的外圆周面分别与二级轨道梁的左右侧面的上方位置相贴紧,两个水平轮位于同一个水平面内。
[0021] 本发明空间随动系统,其中所述每根一级承重梁的两端处分别固定有一个挡轨器,第一轨道梁位于两个挡轨器之间,所述挡轨器包括挡板和两块支板,两块支板固定在一级承重梁上且都与一级承重梁平行,挡板固定在两块支板的靠近第一轨道梁的侧面上,所述挡板上固定设有一垫片
[0022] 所述二级主梁的两端处也分别固定有一个挡轨器,二级轨道梁位于两个挡轨器之间,所述挡轨器包括挡板和两块支板,两块支板固定在二级主梁上且都与二级主梁平行,挡板固定在两块支板的靠近二级轨道梁的侧面上,所述挡板上固定设有一垫片。
[0023] 本发明空间随动系统,其中所述每根一级承重梁的下方固定设有至少一个轨道夹板,所述轨道夹板为一块下端开有槽口的板,所述第二轨道梁位于槽口内,轨道夹板的上端固定在一级承重梁的下方;
[0024] 所述二级端梁下方的轮支架上也固定设有一轨道夹板,所述轨道夹板为一块下端开有槽口的板,所述第一轨道梁位于槽口内;
[0025] 所述三级承重梁下方的轮支架上还固定有一轨道夹板,所述轨道夹板为一块下端开有槽口的板,所述二级轨道梁位于槽口内。
[0026] 本发明空间随动系统,其中所有第一从动车轮的内外侧面中至少一个相同侧面上设有垂直于第一从动车轮外圆周面的轮缘,所有第二从动车轮的内外侧面中至少一个相同侧面上设有垂直于第二从动车轮外圆周面的轮缘,所有第三从动车轮的内外侧面中至少一个相同侧面上设有垂直于第三从动车轮外圆周面的轮缘。
[0027] 本发明空间随动系统,其中所述一级承重梁和二级主梁的外侧都设有一平台,一级主梁的两侧分别设有一平台。
[0028] 本发明空间随动系统,其中所述第一、二电机均连接有编码器,第一、二制动器均为双卡钳盘式制动器,各垂直牵引绳在第一卷筒上单层排列。
[0029] 本发明空间随动系统,其中所述动力装置包括两根X向导轨、两个X向横架、X向伺服电机、两根Y向导轨、两根Y向横架、Y向伺服电机,两根X向导轨在同一平面上平行布置,在上述两根X向导轨之间固定有两个X向横架,两根Y向导轨在同一平面上平行布置,在上述两根Y向导轨之间固定有两个Y向横架,在上述两个X向横架上分别装有一个X向轴承座,在上述两个X向轴承座内装有一X向丝杠,在上述X向丝杠上装有一X向丝杠螺母,在上述X向丝杠的端部装有一X向伺服电机,X向伺服电机带动X向丝杠旋转,使得X向丝杠螺母沿着X向丝杠直线移动,在两根X向导轨的下端分别装有一根与之平行的X向滑轨,在上述X向滑轨上分别装有两个X向滑块;在X向丝杠螺母的下端固定有X向连接架的一端,X向连接架的另一端固定在上述两根Y向导轨的中央,每个Y向导轨均固定在两根X向导轨下端的一个X向滑块上;在上述两个Y向横架上分别装有一个Y向轴承座,在上述两个Y向轴承座内装有一Y向丝杠,在上述Y向丝杠上装有一Y向丝杠螺母,在上述Y向丝杠的端部装有一Y向伺服电机,Y向伺服电机带动Y向丝杠旋转,使得Y向丝杠螺母沿着Y向丝杠直线移动,在两根Y向导轨的下端分别装有一根与之平行的Y向滑轨,在上述Y向滑轨上分别装有两个Y向滑块,在Y向丝杠螺母和两个Y向滑块的下方安装有用来悬挂目标飞行器的悬挂架。
[0030] 本发明空间随动系统,其中所述X向导轨与Y向导轨都为工字型且相互垂直。
[0031] 本发明空间随动系统,其中所述换向器的第一端口、第二端口、第三端口和第四端口在换向器上彼此相隔90°。
[0032] 本发明空间随动系统,其中所述空间随动恒张力宏微控制系统还包括偏测量装置和控制器,所述偏角测量装置装在靠近第二卷筒的第一机座上,其用于测量第二卷筒出绳端的拉绳张力,带拉力传感器的吊具和偏角测量装置检测到的信号传输给控制器,控制器根据上述检测到的信号与设定的数值进行比较后,将修正后的信号传输给大伺服电机和小伺服电机,实现对拉绳张力的精确控制。
[0033] 本发明空间随动系统,其中所述大伺服电机给第二卷筒提供的动力与小伺服电机给第二卷筒提供的动力之比为9:1至7:1。
[0034] 本发明空间随动系统,其中所述空间随动恒张力宏微控制系统还包括防跳绳装置,防跳绳装置装在第二卷筒上,其用于防止拉绳从第二卷筒中脱离。
[0035] 本发明空间随动系统,其中所述地面驱动装置还包括分别安装在卷筒组件的水平牵引绳的相对两侧的压绳装置和排绳装置,所述排绳装置包括第一滑道、排绳支架、滑轮、第二滑道、直线轴承、链轮、丝杠和丝杠螺母,第一滑道通过直线轴承穿过排绳支架的上端,第二滑道通过直线轴承穿过排绳支架的下端,丝杠上装有丝杠螺母,在丝杠螺母的外侧装有直线轴承,上述装有丝杠螺母和直线轴承的丝杠穿过排绳支架,丝杠位于第一滑道和第二滑道之间,第一滑道、第二滑道和丝杠彼此平行布置且在同一平面上,在排绳支架上还装有滑轮轴,滑轮轴的轴线与第一滑道垂直,在滑轮轴上装有滑轮,在丝杠的一端装有链轮,该链轮带动丝杠旋转。
[0036] 本发明空间随动系统,其中在所述第一滑道、第二滑道和丝杠的左端固定有左挡架,在所述第一滑道、第二滑道和丝杠的右端固定有右挡架。
[0037] 本发明空间随动系统,其中所述所述滑轮通过滑轮轴承装在滑轮轴上,所述滑轮轴装在第二滑道和丝杠之间的排绳支架上。
[0038] 本发明空间随动系统,其中所述直线轴承的两端装有轴承挡板。
[0039] 本发明空间随动系统,其中在靠近滑轮圆周的排绳支架上装有挡绳板。
[0040] 本发明空间随动系统与现有技术不同之处在于本发明主要用于空间飞行器在微重力环境下的飞行试验。本发明包括两个固定在地面上的竖直支架和一个水平支架,水平支架的两端分别固定在两个竖直支架上,所述水平支架上设有沿水平支架长边方向平行布置的两个第二轨道梁,第二轨道梁的上方设有高速重载行车齿轮同步传动系统,高速重载行车齿轮同步传动系统的上方设有垂直随动系统,垂直随动系统通过垂直牵引绳吊装有空间浮动式快速随动装置,空间浮动式快速随动装置的下方安装有空间随动恒张力宏微控制系统,空间随动恒张力宏微控制系统的下方安装有目标飞行器,空间浮动式快速随动装置通过水平牵引绳分别与地面上的六个空间姿态稳定系统相连接。试验准备阶段,通过本发明牵引目标飞行器到达试验高度,并保持飞行器的初始位姿。试验开始时,目标飞行器以较大加速度进行运动,本发明中的高速重载行车齿轮同步传动系统跟随目标飞行器做水平方向的运动,而地面上的空间姿态稳定系统则用来消除目标飞行器在水平方向运动的惯性;垂直随动系统、空间浮动式快速随动装置和空间随动恒张力宏微控制系统则通过控制装置跟随目标飞行器做竖直方向的运动。这样本发明就能够模拟在微重力环境下对目标飞行器的飞行试验。
[0041] 本发明空间随动系统中一级承重梁、二级端梁及三级承重梁的下方都设有至少一个水平轮组,水平轮组中的两个水平轮将轨道梁卡在两个水平轮之间,这样当一级底座、二级底座及小车在轨道梁上就会运行得更加平稳。
[0042] 本发明空间随动系统中每根一级承重梁、二级主梁的两端处都分别固定有一个挡轨器,这样当二级底座在第一轨道梁上运动及小车在二级轨道梁上运动时,二级底座及小车就不会冲出轨道,而被挡轨器阻挡在轨道梁上,更加安全。
[0043] 本发明空间随动系统中每根一级承重梁的下方固定设有至少一个轨道夹板,二级端梁及三级承重梁下方的轮支架上都设有一轨道夹板,由于轨道夹板对轨道梁的夹持作用,一级底座、二级底座及小车在运行过程中就不会剧烈摆动,从而运行得更加平稳。
[0044] 下面结合附图对本发明作进一步说明。

附图说明

[0045] 图1为本发明空间随动系统的结构图;
[0046] 图2为本发明空间随动系统中一级底座的立体图;
[0047] 图3为图2中①处的局部放大图;
[0048] 图4为本发明空间随动系统中一级底座的俯视图;
[0049] 图5为本发明空间随动系统中一级底座的主视图;
[0050] 图6为沿图4中A-A线的剖视图;
[0051] 图7为沿图4中B-B线的剖视图;
[0052] 图8为本发明空间随动系统中水平轮组的结构图;
[0053] 图9为图5中②处的局部放大图;
[0054] 图10为沿图9中C-C线的剖视图;
[0055] 图11为图5中③处的局部放大图;
[0056] 图12为沿图11中D-D线的剖视图;
[0057] 图13为图5中④处的局部放大图;
[0058] 图14为图5中④处的局部放大图的右视图;
[0059] 图15为图6中⑤处的局部放大图;
[0060] 图16为图5中⑥处的局部放大图;
[0061] 图17为本发明空间随动系统中二级底座的立体图;
[0062] 图18为本发明空间随动系统中二级底座的俯视图;
[0063] 图19为本发明空间随动系统中二级底座的主视图;
[0064] 图20为图19中⑦处的局部放大图;
[0065] 图21为本发明空间随动系统中二级底座的左视图;
[0066] 图22为沿图18中E-E线的剖视图;
[0067] 图23为沿图18中F-F线的剖视图;
[0068] 图24为沿图18中G-G线的剖视图;
[0069] 图25为图24的右视图;
[0070] 图26为图21中⑧处的局部放大图;
[0071] 图27为本发明空间随动系统中小车的俯视图;
[0072] 图28为本发明空间随动系统中小车的主视图;
[0073] 图29为本发明空间随动系统中小车的左视图;
[0074] 图30为图27中⑨处的局部放大图;
[0075] 图31为图29中⑩处的局部放大图;
[0076] 图32为本发明空间随动系统中垂直随动系统的立体图;
[0077] 图33为本发明空间随动系统中垂直随动系统的俯视图;
[0078] 图34为本发明空间随动系统中空间浮动式快速随动装置的仰视图;
[0079] 图35为图34中动力装置的正向剖面放大图;
[0080] 图36为图34中动力装置的侧向放大图,为了清楚起见,拆除了Y向导轨以及装在Y向导轨上的其他装置;
[0081] 图37为图35中H-H线的剖面侧向放大图,为了清楚起见,拆除了X向导轨以及装在X向导轨上的其他装置;
[0082] 图38为本发明中的空间随动恒张力宏微控制系统的主视图;
[0083] 图39为本发明中的空间随动恒张力宏微控制系统的右视图;
[0084] 图40为本发明中的空间随动恒张力宏微控制系统的俯视图;
[0085] 图41为图38中沿I-I线的剖视图;
[0086] 图42为本发明中空间姿态稳定系统的主视图;
[0087] 图43为本发明中空间姿态稳定系统的俯视图;
[0088] 图44为图42中地面驱动装置的主视图;
[0089] 图45为图42中地面驱动装置的俯视图;
[0090] 图46为本发明中排绳装置的主视图;
[0091] 图47为沿图46中J-J线的剖视图。

具体实施方式

[0092] 如图1所示,本发明空间随动系统包括两个固定在地面上的竖直支架37和一个水平支架38,水平支架38的两端分别固定在两个竖直支架37上,所述水平支架38上设有沿水平支架38长边方向平行布置的两个第二轨道梁14,第二轨道梁14的上方设有高速重载行车齿轮同步传动系统,高速重载行车齿轮同步传动系统的上方设有垂直随动系统,垂直随动系统通过垂直牵引绳39吊装有空间浮动式快速随动装置,空间浮动式快速随动装置的下方安装有空间随动恒张力宏微控制系统,空间随动恒张力宏微控制系统的下方安装有目标飞行器40,空间浮动式快速随动装置通过水平牵引绳41分别与地面上的六个空间姿态稳定系统相连接。
[0093] 本发明中的高速重载行车齿轮同步传动系统包括一级底座1、设置在一级底座1上的二级底座17及设置在二级底座17上的小车18。
[0094] 如图2所示,并参照图3、4、5、9、10、11所示,一级底座1为框架结构,其包括两个相互平行的一级承重梁2及连接两个一级承重梁2的两个一级主梁3,结合图7所示,所述一级承重梁2的外侧设有一平台4,一级主梁3的两侧分别设有一平台4,结合图6、12、15所示,所述每根一级承重梁2下方固定设有5套第一驱动装置5和5个驱动车轮6,第一驱动装置5和驱动车轮6沿一级承重梁2均匀布置,每根一级承重梁2的下方还固定设有4个第一从动车轮7,第一从动车轮7沿一级承重梁2均匀布置且与驱动车轮6交错排列,所述驱动车轮6和第一从动车轮7的内侧面上都设有垂直于车轮外圆周面的轮缘8,所述每根一级承重梁2的上方固定设有一与一级承重梁2同向的第一条形支座9,第一条形支座9的顶部固定设有一与第一条形支座9同向的第一轨道梁10,第一条形支座9的外侧面上固定设有一根与第一轨道梁10同向的第一齿条11。
[0095] 如图8所示,并参照图16所示,每根一级承重梁2的下方设有两个水平轮组,所述水平轮组包括两个沿竖直方向设置的轴12和两个沿水平方向设置的水平轮13,每个轴12的上端固定在一级承重梁2的下方,所述两个水平轮13分别以可绕轴12转动的方式设置在两个轴12的下端,两个水平轮13分别位于第二轨道梁14的两侧且其中心连线与第二轨道梁14相垂直,所述第二轨道梁14的横截面呈工字形,从上到下依次为轨头轨腰轨底,所述两个水平轮13的外圆周面分别与第二轨道梁14的轨头的左右侧面相贴紧,两个水平轮13位于同一个水平面内。
[0096] 所述每根一级承重梁2的两端处分别固定有一个挡轨器15,第一轨道梁10位于两个挡轨器15之间,所述挡轨器15包括挡板151和两块支板152,两块支板152固定在一级承重梁2上且都与一级承重梁2平行,挡板151固定在两块支板152的靠近第一轨道梁10的侧面上,所述挡板151上固定设有一垫片153。
[0097] 如图13所示,并参照图14所示,每根一级承重梁2的下方固定设有至少一个轨道夹板16,所述轨道夹板16为一块下端开有槽口的板,所述第二轨道梁14位于槽口内,轨道夹板16的上端固定在一级承重梁2的下方。
[0098] 如图17所示,并参照图18、19、20、21、22、23、26所示,所述二级底座17为框架结构,其包括两根相互平行的二级主梁19及分别位于二级主梁19端头处的两根二级端梁20,所述二级主梁19的外侧设有一平台4,所述每根二级端梁20上设有一套第二驱动装置21,每根二级端梁20下方的两端处分别设有一个第二从动车轮22。
[0099] 结合图24、25所示,所述第二驱动装置21包括设置在二级端梁20上方的电机和减速机以及设置在二级端梁20下方的支座23和轮支架24,所述支座23包括上下两半部,上下两半部通过铰接连接在一起,支座23下半部通过滑块和滑轨与轮支架24连在一起,即支座23下半部的底端设有滑块,轮支架24的顶端设有滑轨,所述滑轨的布置方向与二级端梁20相垂直,所述轮支架24的外侧设有驱动轴25,内侧设有背轮轴26,所述驱动轴25和背轮轴26分别以可绕自身转动的方式设置在轮支架24上,驱动轴25的下端设有驱动齿轮27,背轮轴26的下端设有背轮28,所述减速机的输出轴通过半联轴器与万向轴29的上端相连,万向轴29的下端通过半联轴器与驱动轴25的上端相连。
[0100] 所述二级主梁19的上方固定设有一与二级主梁19同向的第二条形支座30,第二条形支座30的顶部固定设有一与第二条形支座30同向的二级轨道梁31,第二条形支座30的外侧面上固定设有一根与第二条形支座30同向的第二齿条32。
[0101] 如图27所示,并参照图28、29、30、31所示,所述小车18为框架结构,其包括两根相互平行的三级承重梁33及分别位于三级承重梁33端头处的两根三级端梁34,所述每根三级承重梁33上设有一套第三驱动装置35,每根三级承重梁33下方的两端处分别设有一个第三从动车轮36。
[0102] 所述第三驱动装置35与第二驱动装置21结构相同,包括设置在三级承重梁33上方的电机和减速机以及设置在三级承重梁33下方的支座和轮支架,所述支座包括上下两半部,上下两半部通过铰接连接在一起,支座下半部通过滑块和滑轨与轮支架连在一起,即支座下半部的底端设有滑块,轮支架的顶端设有滑轨,所述滑轨的布置方向与三级承重梁33相垂直,所述轮支架的外侧设有驱动轴,内侧设有背轮轴,所述驱动轴和背轮轴分别以可绕自身转动的方式设置在轮支架上,驱动轴的下端设有驱动齿轮,背轮轴的下端设有背轮,所述减速机的输出轴通过半联轴器与万向轴的上端相连,万向轴的下端通过半联轴器与驱动轴的上端相连。所述小车18的两个三级承重梁33下方的第三从动车轮36分别位于两个二级轨道梁31上,两根三级承重梁33下方的驱动齿轮分别与两个第二条形支座30上的第二齿条32相啮合,两根三级承重梁33下方的背轮分别与两个第二条形支座30的内侧壁相贴紧。
[0103] 所述每根二级端梁20的下方也设有两个水平轮组,所述水平轮组包括两个沿竖直方向设置的轴和两个沿水平方向设置的水平轮13,每个轴的上端固定在二级端梁20的下方,所述两个水平轮13分别以可绕轴转动的方式设置在两个轴的下端,两个水平轮13分别位于第一轨道梁10的两侧且其中心连线与第一轨道梁10相垂直,所述两个水平轮13的外圆周面分别与第一轨道梁10的左右侧面的上方位置相贴紧,两个水平轮13位于同一个水平面内。
[0104] 所述每根三级承重梁33的下方还设有两个水平轮组,所述水平轮组包括两个沿竖直方向设置的轴和两个沿水平方向设置的水平轮13,每个轴的上端固定在三级承重梁33的下方,所述两个水平轮13分别以可绕轴转动的方式设置在两个轴的下端,两个水平轮
13分别位于二级轨道梁31的两侧且其中心连线与二级轨道梁31相垂直,所述两个水平轮
13的外圆周面分别与二级轨道梁31的左右侧面的上方位置相贴紧,两个水平轮13位于同一个水平面内。
[0105] 所述二级主梁19的两端处也分别固定有一个挡轨器15,二级轨道梁31位于两个挡轨器15之间,所述挡轨器15包括挡板和两块支板,两块支板固定在二级主梁19上且都与二级主梁19平行,挡板固定在两块支板的靠近二级轨道梁31的侧面上,所述挡板上固定设有一垫片。
[0106] 所述二级端梁20下方的轮支架24上也固定设有一轨道夹板16,所述轨道夹板16为一块下端开有槽口的板,所述第一轨道梁10位于槽口内。
[0107] 所述三级承重梁33下方的轮支架上还固定有一轨道夹板16,所述轨道夹板16为一块下端开有槽口的板,所述二级轨道梁31位于槽口内。
[0108] 所述第二从动车轮22的内侧面上设有垂直于第二从动车轮22外圆周面的轮缘,第三从动车轮36的内侧面上设有垂直于第三从动车轮36外圆周面的轮缘。
[0109] 下面介绍一下高速重载行车齿轮同步传动系统的工作过程:一级承重梁2下面的第一驱动装置5通过齿轮传动而带动驱动车轮6向前运动,第一从动车轮7在驱动车轮6的作用下也向前运动。由于驱动车轮6和第一从动车轮7的内侧面上设有垂直于车轮外圆周面的轮缘8,这样整个一级底座1就不会因为在运行过程中的左右摆动而脱轨。再加上设置在一级承重梁2下方的水平轮组和轨道夹板16,整个一级底座1就能平稳地运行在第二轨道梁14上。一级底座1中的一级承重梁2的上方还设有与一级承重梁2同向的第一条形支座9,第一条形支座9的顶部固定设有一与第一条形支座9同向的第一轨道梁10,第一条形支座9的外侧面上固定设有一根与第一轨道梁10同向的第一齿条11。正是基于一级底座1能够在第二轨道梁14上平稳地运行,所以就能够在一级底座1的一级承重梁2上方继续设置二级底座17,即二级底座17中的二级端梁20下方的驱动齿轮27与一级承重梁2上的第一齿条11相啮合,第二驱动装置21带动驱动齿轮27转动,从而使二级底座17能够在一级底座1上运动。而小车18又在二级底座17上运动,即小车的两根三级承重梁33下方的第三从动车轮36分别位于两个二级轨道梁31上,两根三级承重梁33下方的驱动齿轮分别与两个第二条形支座30上的第二齿条32相啮合,两根三级承重梁33下方的背轮分别与两个第二条形支座30的内侧壁相贴紧,并且小车18的运动方向与二级底座17的运动方向相垂直。这样,高速重载行车齿轮同步传动系统就能够满足目标飞行器40在水平方向上的快速随动试验。
[0110] 如图32、33所示,本发明中的垂直随动系统包括第四驱动装置、第一卷筒42、垂直牵引绳39,第一卷筒42固定于中心轴上,第四驱动装置包括第一、第二电机44、45,第一、第二电机44、45均为大功率伺服电机,电机功率达845kw,第一、第二电机44、45均连接有编码器,第一电机44依次通过第一制动器46、第一减速机47、第一联轴器48连接中心轴的左端,第二电机45依次通过第二制动器49、第二减速机50、第二联轴器51连接中心轴的右端,第一、第二制动器46、49均为双卡钳盘式制动器,六根垂直牵引绳39沿第一卷筒42的长度方向依次排列,并且各垂直牵引绳39均缠绕在第一卷筒42上,各垂直牵引绳39在第一卷筒上单层排列,第一卷筒直径达1400mm,第一卷筒两侧分别设有三组支撑轮组,每组支撑轮组均包括一个水平定滑轮52及第一、第二垂直定滑轮53、54,各垂直牵引绳绕过第一卷筒后再分别绕过一组支撑轮组后下垂,各垂直牵引绳依次绕过支撑轮组的水平定滑轮52、第一垂直定滑轮53、第二垂直定滑轮54,六根垂直牵引绳的下垂点分别位于一正六边形六个边框的交点处。
[0111] 试验时,整个垂直随动系统安装于高速重载行车齿轮同步传动系统的上方,目标飞行器40安装于浮动盘55的下方,浮动盘55为正六边形,六根垂直牵引绳下端分别固定于浮动盘55的六个交点处,开启第一、第二电机,将浮动盘55吊起,与空间随动系统的其他装置一起模拟目标飞行器40在微重力环境下的飞行状况。
[0112] 如图34所示,本发明中的空间浮动式快速随动装置包括浮动盘55、六个摆动轮组56、六根水平牵引绳41和动力装置57,浮动盘55为正六边形,在正六边形的相隔的三个边框的每个边框的外侧均装有两个摆动轮组56,一根水平牵引绳41穿过各自的摆动轮组56后固定在水平支架上,对浮动盘55施加水平力,水平牵引绳41的拉力方向与其所在的浮动盘55边框垂直。垂直牵引绳39的一端固定在浮动盘55的二边框的交点处,垂直牵引绳39另一端固定在垂直支架上,对浮动盘55施加垂直力,垂直牵引绳39的拉力方法与浮动盘55所在平面垂直。浮动盘55的底部装有动力装置57。一个浮动盘55,通过六个均匀布置的吊点悬浮于空中,当浮动盘55的空间座标位置发生变化时,摆动轮组56能跟随摆动,调整水平牵引绳41对浮动盘55施加水平力的方向,从而控制空间浮动式快速随动装置的水平刚度
[0113] 如图35和图36所示,动力装置57包括:两根X向导轨58、两个X向横架59和X向伺服电机62,X向导轨58为工字型钢,两根X向导轨58在同一平面上平行布置,在上述两根X向导轨58之间固定有两个X向横架59,两根Y向导轨66在同一平面上平行布置,在上述两个X向轴承座60内装有一X向丝杠61,在上述X向丝杠61上装有一X向丝杠螺母64,在上述X向丝杠61的端部装有一X向伺服电机62,X向伺服电机62带动X向丝杠61旋转,使得X向丝杠螺母64沿着X向丝杠61直线移动,在两根X向导轨58的下端分别装有一根与之平行的X向滑轨63,在上述X向滑轨63上分别装有两个X向滑块67,X向滑块67在两根X向滑轨63上对称布置;在X向丝杠螺母64的下端固定有X向连接架65的一端。
[0114] 如图35和图37所示,动力装置57还包括:两根Y向导轨66、两根Y向横架70和Y向伺服电机72,Y向导轨66为工字型钢,在上述两根Y向导轨66之间固定有两个Y向横架70,在上述两个X向横架59上分别装有一个X向轴承座60,在上述两个Y向横架70上分别装有一个Y向轴承座71,在上述两个Y向轴承座71内装有一Y向丝杠69,在上述Y向丝杠69上装有一Y向丝杠螺母73,在上述Y向丝杠69的端部装有一Y向伺服电机72,Y向伺服电机72带动Y向丝杠69旋转,使得Y向丝杠螺母73沿着Y向丝杠69直线移动,在两根Y向导轨66的下端分别装有一根与之平行的Y向滑轨74,在上述Y向滑轨74上分别装有两个Y向滑块68,Y向滑块68在两根Y向滑轨66上对称布置。X向连接架65的另一端固定在上述两根Y向导轨66的中央,每个Y向导轨66均固定在两根X向导轨58下端的一个X向滑块67上。X向导轨58与Y向导轨66相互垂直。
[0115] 在Y向丝杠螺母73和两个Y向滑块68的下方装有目标飞行器40的悬挂架(图中未画出),目标飞行器40装在悬挂架上,X轴快速随动单元采用高精度滚珠丝杠+导轨的组合方式,在Y轴快速随动单元叠挂在X轴快速随动单元之下,Y轴快速随动单元也采用高精度滚珠丝杠+导轨的组合方式。如果将目标飞行器40吊挂于Y轴快速随动单元的螺母座下,通过对两套随动单元进行同步控制,即可实现目标飞行器40沿X和Y两个方向高精度的水平快速随动。当X及Y轴快速随动单元动作时,电缆拖动装置有助于将电缆引导致指定位置。
[0116] 如图38所示,并参照图39、40、41所示,本发明中的空间随动恒张力宏微控制系统包括第一机座75、大伺服电机76、小伺服电机77、姿态固定装置79、第三联轴器80、第三制动器81、换向器82.、第四联轴器83、第五联轴器84、第一减速器85、第二卷筒86、带拉力传感器的吊具88和拉绳89,在第一机座75的下端装有姿态固定装置79,姿态固定装置79用于保持目标飞行器40的初始姿态,在第一机座75还装有大伺服电机76、小伺服电机77、第三联轴器80、第三制动器81、换向器82、第四联轴器83、第五联轴器84、第一减速器85和第二卷筒86,其中:大伺服电机76通过第三联轴器80与换向器82的第一端口相连,第三制动器81与换向器82的第二端口相连,小伺服电机77通过第四联轴器83与换向器82的第三端口相连,第五联轴器84的一端与换向器82的第四端口相连,第五联轴器84的另一端通过第一减速器85与第二卷筒86相连,大伺服电机76给第二卷筒86提供的动力与小伺服电机77给第二卷筒86提供的动力之比为9:1至7:1。如图41所示,换向器82的第一端口、第二端口、第三端口和第四端口在换向器82上彼此相隔90°。在第二卷筒86上装有拉绳89,拉绳89的一端固定在带拉力传感器的吊具88的上端,带拉力传感器的吊具88的下端装有目标飞行器40。
[0117] 如图39所示,空间随动恒张力宏微控制系统还包括:偏角测量装置78,偏角测量装置78装在靠近第二卷筒86的第一机座75上,它用于测量第二卷筒86出绳端的拉绳89张力。
[0118] 空间随动恒张力宏微控制系统还包括:控制器(图中未画出),带拉力传感器的吊具88和偏角测量装置78检测到的信号传输给控制器,控制器根据上述检测到的信号与设定的数值进行比较后,将修正后的信号传输给大伺服电机76和小伺服电机77,实现对拉绳89张力的精确控制。
[0119] 如图39所示,空间随动恒张力宏微控制系统还包括:防跳绳装置87,防跳绳装置87装在第二卷筒86,它用于防止拉绳89从第二卷筒86中脱离。
[0120] 空间随动恒张力宏微控制系统的工作原理:第一机座75是整套系统的安装基础,姿态固定装置79安装在第一机座下端,随动试验开始前,通过该装置保持目标飞行器40(图中未画出)的初始姿态。大伺服电机76与小伺服电机77分别通过第三联轴器80、第四联轴器83与换向器82相连,换向器82将大伺服电机76与小伺服电机77的动力汇总后经第五联轴器84输出给第一减速器85,第一减速器85输出端安装有第二卷筒86,第二卷筒86上方设置有防跳绳装置87,第二卷筒86筒体上缠绕着拉绳89,第二卷筒86出绳端设置有偏角测量装置78,拉绳89末端安装了带拉力传感器的吊具88,并通过带拉力传感器的吊具88与目标飞行器40相连。系统开始工作时,首先松开第三制动器81,并同时启动大伺服电机76和小伺服电机77,控制器接收了带拉力传感器的吊具88和偏角测量装置78输送的信号后,与设定数值进行比对形成一个反馈信号,实时控制大伺服电机76和小伺服电机77转速及输出力矩,保持拉绳89施加给目标飞行器40的拉力为恒定值。
[0121] 如图42所示,并参照图43所示,本发明中的空间姿态稳定系统包括六个地面驱动装置100,所述六个地面驱动装置100均匀地布置在以两个竖直支架37间连线的中心为圆心的圆周上,结合图44、45所示,每个地面驱动装置100包括第二机座90、伺服电机91、第四制动器92、第二减速器93、卷筒组件94、摆轮组件95、立柱96、转向轮组件97、压绳装置98和排绳装置99,在第二机座90上依次装有伺服电机91、第四制动器92、第二减速器93和卷筒组件94,它们之间通过连轴器依次相连,在卷筒组件94上卷有水平牵引绳41,压绳装置98和排绳装置99装在卷筒组件94的水平牵引绳41的相对的两侧,它们彼此间隔180度。立柱96装在距卷筒组件94有一间隔的垂直于第二机座90的地面上,在立柱96的下端装有转向轮组件97,在立柱96的上端装有摆轮组件95,从卷筒组件94出来的水平牵引绳41经过转向轮组件97进入摆轮组件95,经过摆轮组件95后缠绕在浮动盘55的摆动轮组上。
[0122] 空间姿态稳定系统由六套完全相同的地面驱动装置100构成,其工作原理如下:第二机座90是整套系统的安装基础,伺服电机91、第四制动器92、第二减速器93及卷筒组件94等由左至右依次安装在第二机座90上,并通过联轴器传递扭矩及转速。卷筒支座的一侧安装有压绳装置98,用于防止因卷筒高速旋转而导致的水平牵引绳脱槽故障。卷筒支座的另一侧安装有排绳装置99,保证水平牵引绳在收放过程中,始终有序地排列在卷筒表面,不出现乱绳等故障。卷筒右侧设置有固定于地面的立柱96,转向轮组件97及摆轮组件
95均各自独立安装在立柱的侧面及顶部,水平牵引绳经排绳装置水平导出卷筒后,首先经过转向滑轮改变走向,垂直向上爬升至立柱顶部,再经摆轮的引导指向空中的浮动盘55。
[0123] 空间姿态稳定系统主要用于目标飞行器40在微重力环境下的飞行试验。本系统由六套完全相同的地面驱动装置100组成,地面驱动装置100均通过一根水平牵引绳41与空中的浮动盘55的六个牵引点相连,并分别在这六个牵引点施加牵引力。空间姿态稳定系统实时调整六根水平牵引绳41中的张力,并通过收放水平牵引绳41的动作维持空中浮动盘55的水平姿态,防止浮动盘55的扭转和倾覆。
[0124] 如图46所示,并参照图47所示,所述排绳装置99包括第一滑道103、排绳支架105、滑轮106、第二滑道109、直线轴承102、链轮114、丝杠113和丝杠螺母112,第一滑道
103通过直线轴承102穿过排绳支架105的上端,第二滑道109通过直线轴承102穿过排绳支架105的下端,丝杠113上装有丝杠螺母112,在丝杠螺母112的外侧装有直线轴承102,上述装有丝杠螺母112和直线轴承102的丝杠113穿过排绳支架105,丝杠113位于第一滑道103和第二滑道109之间,第一滑道103、第二滑道109和丝杠113彼此平行布置且在同一平面上,在第一滑道103、第二滑道109和丝杠113的左端固定有左挡架111,在第一滑道103、第二滑道109和丝杠113的右端固定有右挡架104,直线轴承102的两端装有轴承挡板101。在排绳支架105上还装有滑轮轴108,滑轮轴108装在第二滑道109和丝杠113之间的排绳支架105上,滑轮轴108的轴线与第一滑道103垂直,在滑轮轴108上装有滑轮
106,滑轮106通过滑轮轴承107装在滑轮轴108上。在丝杠113的一端装有链轮114,该链轮114带动丝杠113旋转。在靠近滑轮106圆周的排绳支架105上装有挡绳板110,用于将高速载重的水平牵引绳通过滑轮106排出。
[0125] 排绳装置99的工作原理:左挡架104和右挡架111固定于卷扬机座(图中未画出)上,第一滑道103、第二滑道109和丝杠113安装在左挡架104和右挡架111上,丝杠113通过链轮114和链条(图中未画出)与卷筒相连,卷筒的转动带动链轮114的转动,链轮114的旋转速度与丝杠113螺距和水平牵引绳直径匹配,保证卷筒旋转一圈,丝杠螺母112水平移动一个水平牵引绳直径的距离(卷筒绳槽间距)。丝杠螺母112与排绳支架105固定,滑轮轴108与排绳支架105固定,丝杠113在链轮114的带动下旋转,丝杠113带动丝杠螺母112在丝杠113上直线移动,并且带动排绳支架105沿着第一滑道103和第二滑道109移动,水平牵引绳通过滑轮106被排出,实现水平牵引绳与卷筒之间缠绕的0倾角,保证高速状态下水平牵引绳缠绕的安全顺畅可靠。
[0126] 以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述,并非对本发明的范围进行限定,在不脱离本发明设计精神的前提下,本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进,均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
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