[发明专利]一种体感微低重力模拟装置的主动补偿组件及模拟装置

权利要求书

1.一种体感微低重力模拟装置的主动补偿组件，所述体感微低重力模拟装置包括支撑框架、调节组件、重力平衡组件、缓冲组件及传动组件，所述重力平衡组件至少包括具有一个自由度的平行四边形结构，所述平行四边形结构包括第一平行四边形结构和第二平行四边形结构，所述第二平行四边形的一端与所述支撑框架相连接，所述第二平行四边形结构的另一端通过第一立杆与所述第一平行四边形结构相连接，其特征在于，所述支撑框架独立所述重力平衡组件设置，且所述支撑框架内设置有调节组件和沿竖直方向的所述缓冲组件，所述缓冲组件包括第一缓冲组件和第二缓冲组件，且所述第一缓冲组件的底部和第二缓冲组件的底部分别与所述支撑框架的底部固定连接，所述第一缓冲组件的顶部和所述第二缓冲组件的顶部分别与所述传动组件的一端固定连接，所述传动组件的另一端沿竖直方向向上延伸穿过调节组件的安装通孔，并绕过换向结构沿重力平衡组件的延伸方向向前延伸，使所述第一缓冲组件和所述第二缓冲组件分别与所述第一平行四边形结构和所述第二平行四边形结构远离支撑框架一侧的立杆固定连接，所述体感微低重力模拟装置还包括主动补偿组件，所述主动补偿组件设置在所述平行四边形结构的至少一个关节点，向所述重力平衡组件提供与所述体感微低重力模拟装置产生的附加力矩方向相反的补偿力矩；

所述第一缓冲组件和所述第二缓冲组件均包括弹簧；

所述附加力矩包括弹簧的重力力矩、模拟装置的摩擦力矩、位移产生的惯性力矩；

所述重力力矩根据所述平行四边形结构的关节点的角位移信息确定；所述惯性力矩根据所述平行四边形结构的关节点的角速度信息和角加速度信息确定；所述摩擦力矩根据所述平行四边形结构的关节点的正压力信息确定；

所述重力力矩的公式为，其中，χ₁、χ₂为两弹簧的弹性系数，g为重力加速度；Z₁₁、Z₁₂为两平行四边形关节点的转角，m_k1、m_k2为两弹簧的质量，l₁、l₂为两平行四边形结构的杆长度，d₁、d₂为两弹簧上端连接点距两平行四边形结构关节点的距离；

其中，所述关节点设置为所述平行四边形结构相邻连接杆的连接处。

2.根据权利要求1所述的一种体感微低重力模拟装置的主动补偿组件，其特征在于，所述平行四边形的连接杆与所述关节点的周向相连接，相邻连接杆以所述关节点为轴相互转动。

3.根据权利要求2所述的一种体感微低重力模拟装置的主动补偿组件，其特征在于，所述关节点设置为转动轴承，所述关节点的中心与所述轴承轴心重合。

4.根据权利要求3所述的一种体感微低重力模拟装置的主动补偿组件，其特征在于，所述主动补偿组件包括第一主动补偿组件和第二主动补偿组件，所述平行四边形结构还包括与所述第一立杆平行的第二立杆，所述第二立杆沿竖直方向设置在所述第二平行四边形的一侧且靠近所述支撑框架，所述第一主动补偿组件设置在所述第一立杆的一个关节点处；所述第二主动补偿组件设置在所述第二立杆的一个关节点处。

5.根据权利要求3所述的一种体感微低重力模拟装置的主动补偿组件，其特征在于，所述主动补偿组件包括：

驱动构件，所述驱动构件的驱动轴与所述轴承的轴心相配合，所述驱动轴带动所述轴承反向旋转，向所述关节点输出反向补偿力矩。