[发明专利]一种气浮式全角度多层次零重力卸载系统

说明书

本发明提供了一种气浮式全角度多层次零重力卸载系统，包括支撑架上设置的调平机构，调平机构能够带动气浮主轴系统线性位移，且气浮主轴系统下端通过悬吊单元固定连接至柔性太阳翼的翼架上，气浮主轴系统是太阳翼浮动悬挂支架，调平机构一侧设置中心对准单元，且中心对准单元用于检测太阳翼的展开状态，气浮主轴系统包括气浮轴及其外围转动套接的若干气浮滑轨，每个气浮滑轨的一端均通过一个悬吊单元固定连接至太阳翼的翼架上。本发明所述的一种气浮式全角度多层次零重力卸载系统，该系统卸载过程中全被动，旋转过程中各组气浮轴承保持极低干扰力矩,无气管干扰、各悬吊点可到达指定环形区域内任意位置，区域半径覆盖范围可调、空间布局紧凑。

技术领域

本发明属于航天实验设备领域，尤其是涉及一种气浮式全角度多层次零重力卸载系统。

背景技术

随着我国航天技术的不断发展，包括深空探测、火星探测、月球探测等众多型号任务，其搭载的航天器产品试验要求越来越高，以圆形柔性太阳翼为代表，在其保证足够的展开刚度的同时，轻质量及展开精度要求也进一步提高。后续轻型化精细化的航天器产品结构愈加复杂，展开精度也随之升高，展开运动轨迹特殊的情况亦层出不穷。后续的航天器产品更需要在地面进行一系列精准的零重力展开试验，保证其在轨的正常工作状态。同时对零重力卸载装置的跟随速度、质量、惯量等要求也逐步提高。

受制于供气管路的影响，现有极坐标式、双摇臂式悬吊类零重力卸载装置均以机械回转轴承加机械滑车、滑轮或以气浮回转轴承加机械滑车、滑轮进行结合，但对于包括圆形柔性太阳翼在内的精细化轻量化的航天器产品却无法适用。轻量化的航天器产品对其卸载装置的要求更高，主要包括纯被动跟随的响应速度、卸载装置对航天器产品的附加惯量、卸载装置对航天器产品的干扰力矩等。以圆形柔性太阳翼零重力卸载为例，其翼体为柔性结构，自身质量较小，允许受干扰余量极低。此外，在其地面展开试验过程中，其依然具备复杂展开结构的常见零重力卸载问题，即其质心的运动轨迹为非既定不规律曲线。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种气浮式全角度多层次零重力卸载系统，以解决现有技术不足，以满足多种轻型化航天器产品地面零重力展开的试验验证需求。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种气浮式全角度多层次零重力卸载系统，包括支撑架上设置的调平机构，调平机构能够带动气浮主轴系统线性位移，且气浮主轴系统下端通过悬吊单元固定连接至柔性太阳翼的翼架上，气浮主轴系统是太阳翼浮动悬挂支架，调平机构一侧设置中心对准单元，且中心对准单元用于检测太阳翼的展开状态，气浮主轴系统包括气浮轴及其外围转动套接的若干气浮滑轨，若干气浮滑轨沿气浮轴的轴向均布，每个气浮滑轨对应设置一个配重轴，且每个配重轴的一端转动套接至气浮轴的外围，每个气浮滑轨的一端均通过一个悬吊单元固定连接至太阳翼的翼架上。

进一步的，所述线性运动组件包括Y向线性模组及其上固定安装的X向线性模组，X向线性模组通过随动转盘转动套接至气浮主轴系统的一端，Y向线性模组用于X向线性模组的Y向位移，X向线性模组用于气浮主轴系统的X向线性位移。

进一步的，所述气浮轴包括上端盖、下端盖、芯轴、第一外轴组件和第二外轴组件，芯轴外围由上至下分别套接第一外轴组件和第二外轴组件，且第一外轴组件的一端固定连接至第二外轴组件的一端，第一外轴组件包括第一定子及其外围转动套接的第一转子，第一外轴组件的第一定子上端通过上端盖固定套接至芯轴外围，第二外轴组件的第一定子下端通过下端盖固定套接至芯轴外围，第一外轴组件的第一定子通过一个定位销固定连接至第二外轴组件的第一定子，芯轴是中空管体结构，且芯轴的侧壁设有若干第一通孔，第一定子的侧壁设有第二通孔，第一定子外围和第二定子内圈设有第一间隙，上端盖上安装注气管，注气管向芯轴内填充高压介质。