[发明专利]空间微干扰力矩环境地面模拟系统安全保护装置

说明书

本发明的目的在于提供一种空间微干扰力矩环境地面模拟系统安全保护装置，包括旋转平台、气浮台立柱和仪表平台，本装置还包括三个千斤顶单元、倾倒保护限位伸缩机构、三个定位球窝和喷气推力单元，每个千斤顶单元包括基座、千斤顶体、定位球、电动推杆、减速器和电机，电动推杆与千斤顶体连接，电动推杆上端固定有定位球，气浮台立柱四周固定连接有倾倒保护限位伸缩机构，仪表平台下表面固定有三个定位球窝，每个定位球窝的位置与一个定位球的位置相配合，喷气推力单元固定安装于仪表平台上；通过电动推杆同步或异步实现仪表平台的升降，通过调整倾倒保护限位伸缩机构的伸出长度限定仪表平台的允许倾倒角度。本发明操作方便，安全可靠。

技术领域

本发明涉及仿真技术，具体涉及一种空间微干扰力矩环境地面模拟系统安全保护装置。

背景技术

航天器在太空中运行时处于一种微干扰力矩环境中，航天器特殊的运行环境要求在研制过程中进行充分的地面仿真试验。基于三轴气浮台构建的微干扰力矩环境地面模拟系统是一种十分有效的仿真手段，三轴气浮台依靠压缩空气在气浮轴承与轴承座之间形成气膜，使台体浮起，从而实现近似无摩擦的相对运动条件，以模拟卫星在大气层外空间所受干扰力矩很小的力学环境。作为卫星运动模拟器，采用球面气浮轴承支持的三轴气浮台，不但能模拟卫星三轴方向的姿态运动，还能模拟卫星三轴姿态耦合动力学。通过气浮台进行全物理仿真具有重要意义，它是方案论证和功能验证不可缺少的工具。仿真实践证明，利用气浮台进行卫星地面仿真不仅对卫星姿态控制系统验证有着重要作用，而且能够显著提高卫星的效费比，降低风险，缩短研发周期。

为了确保基于三轴气浮台构建的微干扰力矩环境地面模拟系统各类设备在仿真试验中的安全，需要设计完善的安全保护措施。目前关于这类基于气浮台构建的仿真系统的保护方法的文献较为少见，经文献检索，李季苏、牟小刚、孙维德、杨天安、李通生等在论文“大型卫星三轴气浮台全物理仿真系统”(见《控制工程》，2001年，第三期，页码：736-741)中给出了三轴气浮台全物理仿真系统的实现，但是并没有提出气浮台防倒台保护方法；许剑等在论文“五自由度气浮仿真试验台样机的研制及其关键技术的研究”(博士论文)中虽然提出了为了保证试验时的平台安全，添加了一套机械限位保护机构，但是却并没有给出具体的保护机构的实现方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种空间微干扰力矩环境地面模拟系统安全保护装置。

本发明采用以下技术方案予以实现：一种空间微干扰力矩环境地面模拟系统安全保护装置，包括旋转平台(1)、气浮台立柱(12)和仪表平台(9)，气浮台 立柱(12)固定安装旋转平台(1)上，仪表平台(9)通过气浮球安装在气浮台立柱(12)的气浮球轴承上，其特点是：还包括三个千斤顶单元、倾倒保护限位伸缩机构(8)、三个定位球窝(10)和喷气推力单元(11)，每个千斤顶单元包括基座(2)、千斤顶体(3)、定位球(4)、电动推杆(5)、减速器(6)和电机(7)，三个基座(2)平均分布在以气浮台立柱为中心的旋转平台(1)的圆平面上，每个千斤顶体(3)固定连接于一个基座(2)上，电动推杆(5)与千斤顶体(3)连接，电动推杆(5)上端固定有定位球(4)，气浮台立柱(12)四周固定连接有倾倒保护限位伸缩机构(8)，仪表平台(9)下表面固定有三个定位球窝(10)，每个定位球窝(10)的位置与一个定位球(4)的位置相配合，喷气推力单元(11)固定安装于仪表平台(9)上；通过电动推杆(5)同步或异步实现仪表平台(9)的升降，通过调整倾倒保护限位伸缩机构(8)的伸出长度限定仪表平台的允许倾倒角度；当仪表平台(9)处于特殊情况需要快速保护时，通过电动推杆(5)将仪表平台(9)顶起；当仪表平台(9)有倒台趋势时，通过喷气推力单元(11)将仪表平台(9)进行姿态调整。

本发明还具有如下技术特征：

1、所述倾倒保护限位伸缩机构(8)有6组，均匀分布在气浮台立柱圆周上；所述喷气推力单元(11)共有6组喷气推力器，均匀分布在仪表平台的各个方向上。