[发明专利]一种用于太阳翼悬浮测试的空间姿态控制及运动系统及其方法

说明书

本发明公开了一种用于太阳翼悬浮测试的空间姿态控制及运动系统及其方法。系统包括上平台、下平台、升降平台系统和气浮槽；上平台和下平台的中间区域设有上下对应的开口，上下平台的两个开口通过气浮槽壁面相连，气浮槽壁面所围的区域构成所述的气浮槽；所述的升降平台系统由多圈围绕气浮槽布置的分级升降机构组成；每圈分级升降机构包含若干个相互独立的升降平台。本装置采用气浮技术实现太阳翼的悬浮和姿态调整，采用局部分级升降，将悬浮和姿态调整分区，在空间上对太阳翼实现凹形包裹，解决了单面平台无法精确彻底的姿态调整难题，并且自由度更高，调整范围更大。

技术领域

本发明属于太阳翼测试控制领域，具体涉及一种用于太阳翼悬浮测试的空间姿态控制及运动系统及其方法。

背景技术

随着载人航天航空事业的发展，航天器的结构日益复杂，航天器所能执行的任务也越发多样化。太阳翼是卫星或航天探测器的主要能量来源，对其性能、运动姿态的测试对航天器的运动性能存在着极大的影响。

太空环境是一种无重力无阻力环境，然而在地面进行测试时，重力的影响使得太阳翼无法真实模拟太空环境中的姿态变化和各项性能。为了在地面端对太阳翼进行模拟，需要构造微重力或无重力的环境，而主要的思路是利用设备或测试平台平衡太阳翼的重力。目前，其主要手段如下：1.吊丝配重平衡法；2.水浮法；3.气浮法；4.自由落体法；5.抛物线飞行法等等。

吊丝配重平衡法是一种传统的平衡太阳翼重力的方法，其结构简单，操作方便，但机械接触而产生应力集中，破坏应有的振动特性和实际的运动状态。气浮法是一种利用喷气气压使太阳翼悬浮的方法，然而现有关于气浮测试平台的报道较少，而且传统的单面平台的气浮测试平台只能实现太阳翼的悬浮，无法精确彻底对太阳翼的姿态进行调整。

在进行太阳翼地面测试中，无论是进行运动轨迹试验，还是对接操作试验，都需要调整其工作空间的位置和姿态，以适应不同的需求，现有技术中无法很好的解决该问题。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种用于太阳翼悬浮测试的空间姿态控制及运动系统及其方法，本系统采用局部分级升降，将悬浮和姿态调整分区，在空间上对太阳翼实现凹形包裹，解决了单面平台无法精确彻底的姿态调整难题，并且自由度更高，调整范围更大。

本申请的实施例公开了一种用于太阳翼悬浮测试的空间姿态控制及运动系统，包括上平台、下平台、升降平台系统和气浮槽；上平台位于下平台的上方，上平台和下平台的中间区域设有上下对应的开口，上下平台的两个开口通过气浮槽壁面相连，气浮槽壁面所围的区域构成所述的气浮槽；

所述的升降平台系统由多圈围绕气浮槽布置的分级升降机构组成；每圈分级升降机构包含若干个相互独立的升降平台；所述的升降平台底部通过分级升降缸固定在下平台上；上平台上开设有供升降平台升降的开窗，所述开窗的形状与升降平台的形状一致；

所述的升降平台上布置有多个变向喷气阀。

优选的，所述的气浮槽内设有变向板层；所述的变向板层由若干变向板平行排列组成，变向板层水平布置；所述的变向板两端固定在气浮槽壁面上，变向板为可转动的平板。

优选的，所述的气浮槽内有上下两层变向板层；上下两层变向板层中的变向板排列方向相互垂直。

优选的，所述的每圈分级升降机构均包含4个相互独立的升降平台，外圈分级升降机构包围内圈分级升降机构，最内圈分级升降机构包围气浮槽。

优选的，所述的喷气阀包括柔性导管、固定喷嘴、记忆合金组件、激光传感器、丝杆、挡板、进气孔、底座；所述的柔性导管底部与底座相连通，底座设有进气孔，进气孔内设有丝杆和用于控制进气孔开度的挡板，挡板套设在丝杆上可随丝杆转动而升降；柔性导管顶部套设有固定喷嘴，固定喷嘴的外壁面上布置有激光传感器；固定喷嘴与底座之间的柔性导管外壁面上布置有所述的记忆合金组件。