[发明专利]一种零重力模拟系统及其使用方法

摘要

本发明涉及一种零重力模拟系统，具体技术方案如下：包括底座、球形气浮轴承、气罐、反射镜、第一吊索绳、激光器和光检测组件、第一组气浮轴承、第二组气浮轴承、平衡电机、起重电机、离合器、制动器、扭矩传感器、配重、气浮导轨、无摩擦气缸、大直径卷筒、小直径卷筒、滑轮、第二吊索绳、待测工件平台；本发明的零重力模拟系统结构紧凑，可提供六自由度的模拟，克服了一般气浮式微重力设备无法进行垂直方向自由度模拟的缺点，也增加了悬吊式微重力设备在三旋转自由度上的模拟。

主权项

一种零重力模拟系统，其特征在于它包括底座(1)、球形气浮轴承(2)、气罐(3)、反射镜(4)、第一吊索绳(5)、激光器和光检测组件(6)、第一组气浮轴承(7)、第二组气浮轴承(8)、平衡电机(9)、起重电机(10)、离合器(11)、制动器(12)、扭矩传感器(13)、配重(14)、气浮导轨(15)、无摩擦气缸(16)、大直径卷筒(17)、小直径卷筒(18)、滑轮(19)、第二吊索绳(20)、待测工件平台(21)；所述大直径卷筒(1)的一端面与小直径卷筒(18)的一端面同轴连接；大直径卷筒(17)另一端的轴和小直径卷筒(18)另一端的轴通过第二组气浮轴承(8)转动安装在底座(1)上，平衡电机(9)的输出轴与扭矩传感器(13)的一端传动连接，起重电机(10)的输出轴与大扭矩传感器(10‑1)的一端传动连接，扭矩传感器(13)的另一端和大扭矩传感器(10‑1)的另一端都通过离合器(11)、制动器(12)与小直径卷筒(18)的转轴传动连接，第一吊索绳(5)缠绕在大直径卷筒(17)的绳槽内，第二吊索绳(20)缠绕在小直径卷筒(18)的绳槽内；气浮导轨(15)垂直安装在底座(1)，配重(14)滑动安装在气浮导轨(15)上，配重(14)吊接在第二吊索绳(20)的下端上；第一吊索绳(5)切线出大直径卷筒(17)后通过滑轮(19)变向垂直吊接待测工件平台(21)；无摩擦气缸(16)的基座安装在底座(1)上，滑轮(19)通过第一组气浮轴承(7)转动安装在底座(1)上；无摩擦气缸(16)的活塞杆端头上的滑轮(16‑1)转动顶在大直径卷筒(17)与滑轮(19之)间的第一吊索绳(5)上，无摩擦气缸(16)用于模拟低刚度弹簧的作用；反射镜(4)安装在滑轮(19)与待测工件平台(21)之间的第一吊索绳(5)上，激光器和光检测组件(6)安装在底座(1)上，使激光器和光检测组件(6)发射出的激光能通过反射镜(4)反射回到激光器和光检测组件(6)的光检测窗口；气罐(3)安装在待测工件平台(21)的下端，待测工件(22)水平设置在球形气浮轴承(2)的上端面上，球形气浮轴承(2)的下端面设置在待测工件平台(21)上，气罐(3)为球形气浮轴承(2)供气使其悬浮；所述大直径卷筒(17)的直径大于小直径卷筒(18)的直径。所述平衡电机(9)的型号为C041；起重电机(10)的型号为C090；第一组气浮轴承(7)中和第二组气浮轴承(8)中各轴承的型号为S304002；扭矩传感器(13)的型号为T20WN；大扭矩传感器10‑1的型号为LDN‑08D‑2000Nm；所述无摩擦气缸(16)的型号为SCSA6378S0+KTC‑125。