[实用新型]九自由度运动模拟系统

说明书

技术领域

本实用新型属于航空航天运动模拟技术领域，尤其是涉及一种交汇对接半物理仿真试验的九自由度运动模拟系统。

背景技术

九自由度运动模拟系统一般用于模拟两个航空器或航天器之间的相对运动规律、验证导航制导控制算法的正确性、高效性、标定相关传感器的测量精度。

目前航空航天领域内的九自由度为“6+3”的自由度分配形式，即其中一个模拟器只具备三轴姿态三个自由度的运动能力，另一个模拟器具备三轴姿态和三轴直线六自由度的运动能力。这种自由度匹配方式从逻辑上更趋于表达对两体相对自由度的模拟。但是将过多自由度堆叠在一个模拟器上时，必将引入较多的误差项，使其不易达到较高的相对位姿精度。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种九自由度运动模拟系统，以解决现有九自由度系统精度不高的问题，同时，在满足相同功能的条件下降低了系统构建的制造规模，降低制造难度，提高了系统的可行性和经济性。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种九自由度运动模拟系统，包括横向直线移动机构、竖向直线移动机构、纵向直线移动机构以及横向移动平台机构、竖向移动平台机构、纵向移动平台机构，三个方向的直线移动机构正交，横向移动平台机构在横向直线移动机构上直线移动，竖向移动平台机构在竖向直线移动机构上直线移动，纵向移动平台机构在纵向直线移动机构上直线移动，且纵向直线移动机构设 置在横向移动平台机构上，在竖向移动平台机构上设有追踪台系统；在纵向移动平台机构上设有目标台系统；

进一步的，追踪台系统包括设置在竖向移动平台机构上的追踪台基座机构，追踪台基座机构上设有能自由转动的追踪台外环框架，在追踪台外环框架上设有能自由转动的追踪台中环框架，且追踪台中环框架的转动轴垂直于追踪台外环框架转动轴，在追踪台中环框架上设有能自由转动的追踪台负载机构，追踪台负载机构的追踪台内环转轴与追踪台外环框架的转动轴、追踪台中环框架的转动轴在空间上互相垂直；

进一步的，目标台系统包括设置在纵向移动平台机构上的目标台增高机构和设置在其上的目标台基座机构以及设置在目标台基座机构上的自由转动的目标台外环框架，在目标台外环框架上设有能自由转动的目标台中环框架，在目标台中环框架的目标台内环轴上设有目标台负载系统；

追踪台部分有三个方向上的转动自由度，直线移动系统上有三个方向上的平移自由度，目标台部分有三个方向的转动自由度，即在追踪台整个系统上具有三个转动自由度和两个平移自由度，在目标台整个系统上具有三个转动自由度和一个平移自由度，上述即所谓的“5+4”自由的分配方式；

进一步的，横向直线移动机构包括横向导轨组件，横向导轨组件包括横向结构平台、横向丝杠支座和横向丝杠，横向移动平台机构包括横向丝杠螺母、横向驱动电机和横向移动平台；横向结构平台固定在地基上，横向丝杠支座固定在横向结构平台上，横向丝杠安装在横向丝杠支座上，横向驱动电机安装在横向移动平台上上，横向丝杠螺母安装在横向驱动电机上，横向丝杠螺母与横向丝杠配合形成螺纹副；

进一步的，还包括横向滑块和横向导轨，横向导轨安装在横向结构平台上，横向滑块安装在横向导轨上且能沿导轨方向直线移动，横向滑块固定安 装在横向移动平台上；

进一步的，竖向直线移动机构包括竖向导轨组件，竖向导轨组件包括竖向结构平台、竖向驱动电机、驱动带轮、同步带、随动带轮、轴承、轴承支座和竖向丝杠；竖向移动平台机构包括竖向移动平台和竖向丝杠螺母；竖向结构平台固定安装在横向移动平台上，随横向移动平台在横向上运动，竖向驱动电机、轴承支座均固定在竖向结构平台上；驱动带轮固定在竖向驱动电机的转动轴上，随动带轮固定在竖向丝杠的顶端，驱动带轮与随动带轮通过同步带连接，竖向丝杠两端通过轴承设置在轴承支座内，竖向丝杠螺母固定在竖向移动平台上，竖向移动平台用于安装追踪台系机构；

进一步的，还包括竖向导轨、竖向滑块；竖向导轨固定在竖向结构平台上，竖向滑块固定在竖向移动平台上，竖向滑块安装在竖向导轨上，可沿竖向导轨方向直线移动；