[发明专利]一种模拟微重力环境物件搬运训练的装置及其摩擦力矩补偿方法

权利要求书

1.一种模拟微重力环境物件搬运训练的装置，其特征在于：包括用于悬吊的主支撑杆、设置在主支撑杆下端的滑轮平台、设置在滑轮平台一侧的电机制动器和摩擦力补偿电机、设置在滑轮平台中的滑轮、设置在滑轮平台另一侧的滑轮平台配重块、设置在滑轮上的钢丝绳，滑轮所在的轴通过联轴器与电机制动器输出轴连接，摩擦力补偿电机上设置有编码器，钢丝绳的一端设置有模拟负载配重块和把手配重块、另一端设置有模拟负载，模拟负载上设置有多维力传感器，多维力传感器连接有把手，摩擦力补偿电机用于产生抵消滑轮轴摩擦力矩的电机补偿力矩，根据模拟负载质量的不同改变电机补偿力矩的大小，消除重力对上下运动操作力的影响；首先为电机制动器通电，使电机制动器离开制动状态，然后为多维力传感器和摩擦力补偿电机和编码器通电，并等待其稳定，训练平台启动；训练开始前微调模拟负载和训练平台初始位置，使之满足训练环境，同时为电机控制器输入模拟负载质量，使摩擦力补偿电机产生的补偿力矩满足本次训练要求；然后宇航员进入工作空间，根据训练内容操作训练平台；训练完成后，宇航员首先将模拟负载和滑轮平台置于训练开始时的初始位置，然后离开作业空间；宇航员离开后令电机制动器处于制动状态并断电；最后关闭多维力传感器、摩擦力补偿电机、编码器并断电。

2.根据权利要求1所述的一种模拟微重力环境物件搬运训练的装置，其特征在于：模拟负载、模拟负载配重块的大小及质量相同。

3.一种依据权利要求1或2所述的模拟微重力环境物件搬运训练的装置的摩擦力矩补偿方法，其特征在于：控制摩擦力补偿电机输出正弦颤动力矩使滑轮产生微小的摆动而始终处于动态，消除静摩擦力；在运动过程中，控制摩擦力补偿电机的电流量，间接控制摩擦力补偿电机输出补偿力矩，补偿力矩抵消了滑轮轴承的动摩擦力矩，消除了动摩擦力矩对滑轮转动的影响，消除系统摩擦力对训练操作力的影响，只保留物体的惯性力。