[发明专利]一种重力平衡单轨吊挂装置

说明书

技术领域

本发明涉及航天实验的重力平衡系统，具体地说是一种月表探测器地面实验系统的重力平衡单轨吊挂装置。

背景技术

为了使月面探测器能在月球表面顺利完成探测任务，需要在地表模拟月面低重力环境，这就要求月面探测器在地球表面实验时，对其进行重力平衡。重力平衡系统要求月表探测器在俯仰、侧倾等姿态变化时，不能引入附加的力矩而改变探测器的受力状态；因此，重力平衡系统吊挂装置的吊挂作用力作用点必须在探测器质心上。但是探测器的质心在探测器内部，在不改变探测器原有结构的情况下很难使吊挂力的作用点通过质心。

发明内容

为了解决上述吊挂力作用点很难通过探测器质心的问题，本发明的目的在于提供一种重力平衡单轨吊挂装置。该重力平衡单轨吊挂装置在不改变系统原有结构的基础上，能够始终保证吊挂力的作用点通过系统质心。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明包括吊绳、滑动装置、导轨及夹具，其中导轨通过支撑杆可转动地与安装在重力平衡系统上的夹具相连接，在导轨上连接有可沿导轨滑动的滑动装置，所述吊绳的一端连接在重力平衡系统上，另一端与滑动装置相连。

其中：所述滑动装置包括滑块及滚轮，其中滚轮通过滚轮轴可转动地安装在滑块上，滑块通过滚轮沿导轨滑动；所述吊绳的另一端连接在滑块上；滑块沿其高度方向的截面为倒置的“凹”形，导轨位于该“凹”形的开口端，在“凹”形开口端的两侧分别设有可在导轨内滑动的滚轮；所述导轨与支撑杆的一端相连，支撑杆的另一端通过转动副与夹具可相对转动地连接；转动副的转心通过重力平衡系统的质心；支撑杆为中空结构；所述导轨为弧形，弧形的导轨的运动轨迹为弧线，该弧线的圆心与重力平衡系统的质心重合。

本发明的优点与积极效果为：

1.本发明采用弧形滑动导轨装置，能在不改变原有重力平衡系统结构的基础上，使吊挂力的作用点在重力平衡系统做任何状态变化时，都作用在重力平衡系统的质心上。

2.在重力平衡系统表面安装夹具就可将本发明的单轨吊挂装置安装在系统上，而无需在系统质心安装夹具。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1的左视图；

其中：1为吊绳，2为滑动装置，3为导轨，4为滑块，5为滚轮，6为支撑杆，7为夹具，8为转动副。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详述。

如图1、图2所示，本发明包括吊绳1、滑动装置2、导轨3及夹具7，其中滑动装置2包括滑块4及滚轮5。导轨3的下方与一根支撑杆6的一端相连，支撑杆6的另一端通过转动副8可转动地与安装在重力平衡系统上的夹具7连接；该转动副8的转心通过重力平衡系统的质心，转动副8可为转动杆或铰链。导轨3的两端分别连接了两根支撑杆6，该两根支撑杆6的另一端分别连接至中间的支撑杆上。本发明的支撑杆6为中空结构，减轻了装置的自重。滑块4沿其高度方向的截面为倒置的“凹”形，导轨3位于该“凹”形的开口端，在“凹”形开口端的两侧分别设有滚轮5，滚轮5通过滚轮轴安装在滑块4上，滑块4通过滚轮5沿导轨3滑动。吊绳1的一端连接在重力平衡系统上，另一端与滑动装置2的滑块4固接。导轨3为弧形，弧形的导轨3的运动轨迹为弧线，该弧线的圆心与重力平衡系统的质心重合。

本发明的工作原理为：

在重力平衡系统运动时，吊绳1保持竖直，吊绳1的另一端固定在滑块4上，滑块4通过滚轮5沿着弧形的导轨3滑动；同时，弧形的导轨3和其上的滑动装置2绕着转动副8运动，导轨3的圆心与重力平衡系统的质心重合，转动副8的转心过重力平衡系统的质心，这样，探测器在运动中发生状态变化时，吊绳1始终保持竖直，吊绳1的作用点始终作用在弧形的导轨3上、并沿弧形的导轨3通过其圆心，也就始终通过重力平衡系统的质心，即保证了在不改变系统原有结构的基础上使吊挂力始终过重力平衡系统质心。