[发明专利]多吊挂点配合运动的二维无摩擦气浮吊挂装置

说明书

技术领域

本发明涉及气浮装置，尤其是一种二维无摩擦运动的气浮吊挂装置。

背景技术

太阳翼由数块太阳电池板和一个连接架相互铰接组成,它们依靠压紧机构收拢折叠于卫星本体侧壁上。当卫星入轨后,最后展成一个平面的太阳电池阵,为卫星在轨道上工作提供主要的电源。太阳翼地面展开试验装置，是在地面上模拟太空中太阳帆板展开试验的通用设备之一，通过吊挂装置与太阳板或者连接架相连，为太阳翼提供与真实展开条件类似的零重力、两自由度运动模拟条件，模拟实现卫星太阳翼的展开，可分析太阳翼展开时间，展开后状态等。

由于重力和摩擦阻力等因素影响,在地面上模拟太空中太阳帆板展开试验是极其困难的, 且代价高昂。

经资料显示，在地面试验过程中,太阳翼采用了导轨小车在横向导轨和纵向导轨上移动来实现地面展开试验,该试验装置由支撑结构、纵向导轨、横向导轨、摇臂架、悬挂单元组成。太阳翼的外板、中板、内板初始状态压紧在模拟墙上，悬挂单元的作用力通过各太阳基板的质心，通过有滚轮的小车和横向导轨相连接，横向小车可在横向导轨上滑动,横向导轨通过带有滚轮的小车即纵向小车可在纵向导轨上滑动。太阳翼帆板展开的过程中，各悬挂点沿纵向横向做不规则曲线运动，但是上述零重力展开试验装置的横向纵向导轨均为带滚轮的小车，因而无法消除摩擦力的影响，在模拟太阳翼帆板展开过程中对其运动产生力的影响，因此这种设计存在很多的缺陷。

由于气浮导轨具有摩擦阻力小、运动精度高、清洁无污染等特点，因而气浮导轨代替常用导轨在实现无摩擦运动装置中得到广泛应用。气浮导轨由气浮轴和气浮套组成，气浮套与气浮轴之间的气隙要求为微米级，因此气浮轴的同轴度加工精度要求非常高。另一方面，由于受到重力作用，对气浮轴材料的弯曲刚度要求很高。随着运动件移动距离的增加，气浮轴的长度增加，因为气浮轴是细长杆件，要保证气浮轴长度全长与气浮套之间的间隙，加工难度很大。因此，气浮导轨常能应用在短距离无摩擦运动装置中。因而专利申请号为201010165973.2的“用于长距离的无摩擦气浮导轨”公开了一种利用常规直线导轨技术，通过主动控制普通直线导轨滑块运动，保证大范围运动时直线导轨的精度，并结合小范围气浮导轨技术，保证承导件运动时始终在气浮导轨范围内，，从而跟随承导件运动，实现长距离的无摩擦直线运动的装置。同样，专利申请号为201010165536.0 的“用于超长距离跟随吊点运动轨迹的无摩擦气浮装置”、专利申请号为201010165255.5的“不受气管扰动影响的超长距离跟随吊点一维运动轨迹的气浮装置”、专利申请号为201010165602.4的“不受气管扰动影响的长距离气浮直线导轨”、专利申请号为201010165658.X的“不受气管扰动力影响的超长距离跟随吊点运动轨迹的气浮装置”也都巧妙地将轴向长距离无摩擦移动嫁接到一般精度的滑块导轨组件上，即可实现气浮套在极短气浮轴随运动件的大位移移动。但是，这些方案只能实现一维的无摩擦平动，无法追踪太阳翼悬挂点的平面运动。

专利申请号为201010165949.9 的“不受气管扰动影响的组合气浮装置”公布了一种双层气浮装置，这是一种通过多层叠加可实现各类无摩擦运动的装置，但是由于气浮轴是细长杆件，在长距离场合下气浮轴几乎无法加工，因此这种设计为短行程气浮装置。申请号为201010166032.0的“二维平面气浮导轨零重力吊架”公开了一种横向使用一根长气浮导轨，纵向上利用电机驱动直线长导轨配合小范围气浮导轨，从而实现二维无摩擦平动。但是由于横向气浮导轨加工难度的限制，无法进行横向大位移的随动运动，难以达到横向长距离传输，存在一定的缺陷。

另一方面，太阳翼是由多块太阳板相互铰接而成，每块太阳板都有一个吊挂点，在太阳翼模拟展开的过程中，需要对每块太阳板提供吊挂支撑和轨迹追随。这样就需要多个吊挂点同时进行二维内平面运动，且不相互干涉，因此有很大的难度。

发明内容

为了克服已有二维气浮装置的无法实现大位移长距离随动运动、吊挂点单一的不足，本发明提供一种实现大位移长距离随动运动且多吊挂点配合运动的二维无摩擦气浮吊挂装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：