[发明专利]一种随动重力卸载悬吊装置

说明书

本发明公开的一种随动重力卸载悬吊装置，属于空间镜片地面微重力模拟实验领域。本发明包括两自由度悬吊支架和可调节悬吊装置。两自由度悬吊支架包括悬吊支架、水平转动导轨和水平滑动导轨。可调节悬吊装置包括定滑轮、动滑轮、连接绳、配重块和空间镜片。根据空间镜片地面模拟组装拼接的运动过程，重力卸载的配重块随动式沿着水平转动导轨和水平滑动导轨运动实现水平方向上两自由度运动，运动范围大，适应组装过程，重力卸载的精度高，微重力模拟的效果更接近空间镜片在轨组装工作的真实状态。本发明能满足不同数量重力卸载点和不同重力位置的空间镜片微重力模拟要求，能适应不同尺寸的空间镜片，能随空间镜片的组装拼接过程良好随动，适应性好。

技术领域

本发明涉及一种随动重力卸载悬吊装置，尤其涉及一种用于空间镜片地面微重力模拟实验的随动重力卸载悬吊装置，属于空间镜片地面微重力模拟实验领域。

背景技术

随着航天任务的大型化与复杂化，卫星趋向于携带更多且更大型的有效载荷，例如由空间镜片组成的高级大口径空间望远镜，其功能要求也越来越严格。因此，用于空间镜片在模拟组装过程中地面微重力模拟所需要的实验装置就显得愈发重要。目前，对于空间镜片地面微重力模拟实验主要分为：被动式随动重力卸载悬吊和主动式随动重力卸载悬吊。主动式随动重力卸载悬吊存在带宽高、快速性好，但也存在构型复杂、响应速度慢和控制算法复杂等问题；被动式随动重力卸载悬吊装置构型简单、无须复杂控制算法即可实现空间镜片微重力模拟并随组装过程随动，重力卸载精度高。其中，配重被动式随动重力卸载悬吊由于竖直方向行程大、结构简单、重力卸载精度高，应用较为广泛。

然而，由于空间镜片在地面模拟组装的运动较复杂，尺寸范围也较大，在进行空间镜片地面微重力模拟实验时，现有空间镜片配重被动式随动重力卸载悬吊装置通常只能沿着单一固定导轨移动，并且对空间镜片组装过程中的控制较为复杂，重力卸载精度不高。此外，现有空间镜片配重被动式随动重力卸载悬吊装置的适应性不好，不能同时实现空间镜片随组装过程随动和完成完整望远镜的组装拼接任务等等，有很多尚未得到很好解决的问题存在，因此，对空间镜片地面模拟组装拼接过程中的微重力模拟装置还有更高要求。

发明内容

本发明公开的一种随动重力卸载悬吊装置要解决的技术问题是：提供一种用于空间镜片地面微重力模拟实验的随动重力卸载悬吊装置，根据空间镜片地面模拟组装拼接的运动过程，重力卸载的配重块能够随动式沿着水平转动导轨和水平滑动导轨运动实现水平方向上两自由度运动，运动范围大，适应组装过程，而不是沿不规则或单一固定的轨道运动，重力卸载的精度高，微重力模拟的效果更接近空间镜片在轨组装工作的真实状态。本发明能满足不同数量重力卸载点和不同重力位置的空间镜片微重力模拟要求，也能适应不同尺寸的空间镜片，同时能随空间镜片的组装拼接过程良好随动，适应性好。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的。

本发明公开的一种随动重力卸载悬吊装置，包括两自由度悬吊支架和可调节悬吊装置，其中，两自由度悬吊支架包括悬吊支架、支柱固定件、竖直支柱、水平转动导轨、水平滑动导轨、滚动轴承；可调节悬吊装置包括定滑轮、动滑轮、柔性连接绳、配重块、空间镜片。地面微重力模拟实验对象为空间镜片。配重块用于对空间镜片的重力卸载。悬吊支架用于支撑和保护整个重力卸载装置。水平转动导轨和水平滑动导轨产生水平方向的两自由度，经过导轨中的滚动轴承实现空间镜片随组装过程在水平方向无摩擦转动和滑动。水平滑动导轨下端经过滑块与定滑轮相连，柔性连接绳穿过定滑轮，一端与配重块相连，一端与动滑轮相连，从而实现以一半空间镜片质量的配重块质量完成重力卸载。动滑轮下端与空间镜片上的重力卸载点相连，调整配重块的质量和水平转动导轨在悬吊支架上的位置布局，完成对整个空间镜片随组装过程的重力卸载。

作为优选，所述悬吊支架选用工业铝型材。工业铝型材加工方便、应用广泛，制作成本低，而且坚固可靠，可作为高强度工作的设备架，能够提高随动重力卸载悬吊装置的负载能力。