一種氣浮模擬器姿態平臺輔助調平及臺體支撐裝置的制作方法

本發明涉及一種模擬航天器的空間姿態運動領域，特別是一種氣浮模擬器姿態平臺輔助調平及臺體支撐裝置。

背景技術：

氣浮運動模擬器可以用來模擬衛星等航天器的空間姿態運動，包括姿態旋轉運動和軌道平移運動。

現有的氣浮模擬器姿態平臺，都是通過球面氣浮軸承通高壓氣體，通過高壓氣膜將氣浮模擬器在臺平臺和平動平臺隔離開。在仿真模擬試驗結束后，由于氣浮模擬器質量較大、結構復雜，并不將氣浮模擬器姿態平臺和平動平臺分離，將球面氣浮軸承卸除載荷。如果要將氣浮模擬器姿態平臺和平動平臺分離，還要借助于其他工具，比如吊車、吊帶等工具，多人協助完成吊裝。

技術實現要素：

本發明的目的在于克服現有技術的上述不足，提供一種氣浮模擬器姿態平臺輔助調平及臺體支撐裝置，方便、快速的將氣浮模擬器的姿態平臺和平動平臺物理隔開，使球面氣浮軸承卸除載荷，停止工作。

本發明的上述目的是通過如下技術方案予以實現的：

一種氣浮模擬器姿態平臺輔助調平及臺體支撐裝置，包括姿態平臺、升降裝置、支撐裝置、平動平臺和萬向腳輪；其中平動平臺設置在最下端，升降裝置豎直固定安裝在平動平臺上表面的中心位置；姿態平臺固定安裝在升降裝置的上端；支撐裝置環繞設置在升降裝置和平動平臺的周圍，且支撐裝置的頂端與姿態平臺的下表面接觸，支撐裝置的底端通過固定安裝的萬向腳輪與地面接觸。

在上述的一種氣浮模擬器姿態平臺輔助調平及臺體支撐裝置，所述的姿態平臺與升降裝置之間設置有球面氣浮軸承，姿態平臺以球面氣浮軸承為支撐點，進行轉動或擺動。

在上述的一種氣浮模擬器姿態平臺輔助調平及臺體支撐裝置，所述的支撐裝置的安裝過程為：將姿態平臺調平，升降裝置上升并帶動姿態平臺一同上升，將支撐裝置移動至姿態平臺的下端并圍繞升降裝置均勻分布，升降裝置帶動姿態平臺下降，直至姿態平臺的底面與支撐裝置的頂端接觸；升降裝置繼續下降，直至升降裝置的頂端與球面氣浮軸承脫離。

在上述的一種氣浮模擬器姿態平臺輔助調平及臺體支撐裝置，所述的支撐裝置包括兩個豎直方向截面為半圓形的對稱部分，兩個對稱部分可以拆分；安裝時，兩個對稱部分對稱的從平動平臺兩側靠近并對接，組成支撐裝置。

在上述的一種氣浮模擬器姿態平臺輔助調平及臺體支撐裝置，所述的支撐裝置的兩個對稱部分，每部分均包括n個支撐支架，n為大于等于3的正整數，n個支撐支架豎直方向均勻分布成半圓形形狀，各支撐支架之間固定連接。

在上述的一種氣浮模擬器姿態平臺輔助調平及臺體支撐裝置，所述支撐支架為彎折結構，上端豎直桿部分長L1為300-350mm；中部的水平直桿部分長L4為780-900mm；下端豎直桿部分長L2為500-540mm；兩個相對支撐支架頂端間距離L3為400-420mm；兩個相對支撐支架底端間距離L5為1200-1300mm。

在上述的一種氣浮模擬器姿態平臺輔助調平及臺體支撐裝置，所述每個支撐支架的頂端固定安裝有鎖定裝置，鎖定裝置的截面為L形結構；所述姿態平臺水平中心位置設置有通孔，姿態平臺與支撐裝置接觸時，通孔的內邊卡在鎖定裝置L形的拐角處，2n個支撐支架沿環狀均勻分布，實現對姿態平臺的環繞鎖定。

在上述的一種氣浮模擬器姿態平臺輔助調平及臺體支撐裝置，所述鎖定裝置與姿態平臺之間設置有L形緩沖墊，所述緩沖墊的厚度h為8-10mm，高度L6為25-25mm。

在上述的一種氣浮模擬器姿態平臺輔助調平及臺體支撐裝置，所述姿態平臺與支撐裝置之間沿姿態平臺下底面均有設置有3個重力傳感器，重力傳感器固定安裝在姿態平臺底面與緩沖墊之間。

本發明與現有技術相比具有如下優點：

(1)本發明中的氣浮模擬器姿態平臺輔助調平及臺體支撐裝置采用空心式框架結構設計，連接采用焊接和螺栓連接相結合方式，使支撐裝置連接可靠，確保支撐裝置上設備安全可靠。

(2)本發明采用環繞式鎖定方式將姿態運動平臺穩定固定在裝置上，利用氣浮運動模擬器平動平臺上的升降柱進行升降動作，將姿態運動平臺和平移運動平臺分離，使球面氣浮軸承卸除載荷。

(3)本發明中的氣浮模擬器姿態平臺輔助調平及臺體支撐裝置采用分體式結構，左右對稱裝置一分為二，兩部分裝置通過螺栓穩固連接。需要工作時，將兩部分裝置直接拼接在一起，不需要借助外界工具或較多人力，一個工作人員可以輕松完成球面氣浮軸承的卸載工作。

(4)在支撐裝置上和模擬器相接觸的部位，對稱布置重力傳感器，以120度圓周均布，來測量氣浮運動模擬器姿態平臺的總質量和質量特性，計算姿態平臺的三維復擺周期，指導氣浮模擬器姿態平臺進行調平工作。

附圖說明

圖1為本發明氣浮模擬器姿態平臺輔助調平及臺體支撐裝置示意圖；

圖2為本發明球面氣浮軸承與姿態平臺和升降裝置位置關系示意圖；

圖3為本發明升降裝置上升時刻示意圖；

圖4為本發明支撐裝置安裝示意圖；

圖5為本發明升降裝置下降示意圖；

圖6為本發明球面氣浮軸承與升降裝置脫離示意圖；

圖7為本發明支撐裝置示意圖；

圖8為本發明支撐裝置正視圖；

圖9為本發明支撐裝置俯視圖；

圖10為本發明鎖定裝置、緩沖墊、重力傳感器示意圖；

圖11為本發明重力傳感器分布示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步詳細的描述：

利用本發明中的氣浮模擬器姿態平臺輔助調平及臺體支撐裝置，可以方便、快速的將氣浮模擬器的姿態平臺和平動平臺物理隔開，使球面氣浮軸承卸除載荷，停止工作。同時，本發明中的氣浮模擬器姿態平臺輔助調平及臺體支撐裝置還在支撐部位設計有三個重力傳感器，傳感器以120度圓周均布在四周，用來測量氣浮模擬器姿態平臺的質量特性，計算姿態平臺的三維復擺周期，指導氣浮模擬器姿態平臺進行調平工作。

如圖1所示為氣浮模擬器姿態平臺輔助調平及臺體支撐裝置示意圖，由圖可知，包括姿態平臺1、升降裝置2、支撐裝置3、平動平臺4和萬向腳輪5；其中平動平臺4設置在最下端，升降裝置2豎直固定安裝在平動平臺4上表面的中心位置；姿態平臺1固定安裝在升降裝置2的上端；支撐裝置3環繞設置在升降裝置2和平動平臺4的周圍，且支撐裝置3的頂端與姿態平臺1的下表面接觸，支撐裝置3的底端通過固定安裝的萬向腳輪5與地面接觸。

如圖2所示為球面氣浮軸承與姿態平臺和升降裝置位置關系示意圖，由圖可知，所述的姿態平臺1與升降裝置2之間設置有球面氣浮軸承6，姿態平臺1以球面氣浮軸承6為支撐點，進行轉動或擺動。

如圖3-6所示為支撐裝置的安裝過程示意圖，由圖可知，支撐裝置3的安裝過程為：將姿態平臺1調平，升降裝置2上升并帶動姿態平臺1一同上升，將支撐裝置3移動至姿態平臺1的下端并圍繞升降裝置2均勻分布，升降裝置2帶動姿態平臺1下降，直至姿態平臺1的底面與支撐裝置3的頂端接觸；升降裝置2繼續下降，直至升降裝置2的頂端與球面氣浮軸承6脫離。

如圖7-圖9所示為支撐裝置示意圖，由圖可知，支撐裝置3包括兩個豎直方向截面為半圓形的對稱部分，兩個對稱部分可以拆分；安裝時，兩個對稱部分對稱的從平動平臺4兩側靠近并對接，組成支撐裝置3。

支撐裝置3的兩個對稱部分，每部分均包括n個支撐支架，n為大于等于3的正整數，n個支撐支架豎直方向均勻分布成半圓形形狀，各支撐支架之間固定連接。

所述支撐支架為彎折結構，上端豎直桿部分長L1為300-350mm；中部的水平直桿部分長L4為780-900mm；下端豎直桿部分長L2為500-540mm，目的是使氣浮模擬器輔助調平及臺體的支撐裝置3能夠避讓開氣浮模擬器的平動平臺4的軸向空間；兩個相對支撐支架頂端間距離L3為400-420mm，大于氣浮模擬器下面板中心孔的直徑；兩個相對支撐支架底端間距離L5為1200-1300mm，目的是使氣浮模擬器輔助調平及臺體支撐裝置能夠避讓開氣浮模擬器的平動平臺的徑向空間，同時不能大于氣浮模擬器停放工位1500X1500的工作空間。

如圖10所示為鎖定裝置、緩沖墊、重力傳感器示意圖，由圖可知，每個支撐支架的頂端固定安裝有鎖定裝置7，鎖定裝置7的截面為L形結構；所述姿態平臺1水平中心位置設置有通孔，姿態平臺1與支撐裝置3接觸時，通孔的內邊卡在鎖定裝置7L形的拐角處，2n個支撐支架沿環狀均勻分布，實現對姿態平臺1的環繞鎖定。

所述鎖定裝置7與姿態平臺1之間設置有L形緩沖墊8，所述緩沖墊8的厚度h為8-10mm，用來防止模擬器和環繞式鎖定裝置產生硬性接觸，損壞模擬器本體；高度L6為25-25mm，由8個環繞式鎖定裝置圍成一個圓形，對模擬器本體形成穩定可靠的環繞式限位作用，使模擬器放置在支撐裝置上后，在轉移的過程中不會掉落產生危險。

如圖11所示為重力傳感器分布示意圖，如圖所示，姿態平臺1與支撐裝置3之間沿姿態平臺1下底面均有設置有3個重力傳感器9，重力傳感器9固定安裝在姿態平臺1底面與緩沖墊8之間。

1氣浮模擬器姿態平臺輔助調平及臺體支撐裝置底部裝有低位重載萬向腳輪，可以在地面上自由靈活移動。平時不需要工作時，氣浮模擬器姿態平臺輔助調平及臺體支撐裝置可以一分為二，各自獨立運動，停放在固定區域內。

2當需要氣浮模擬器姿態平臺輔助調平及臺體支撐裝置進行工作時，將氣浮模擬器姿態平臺輔助調平及臺體支撐裝置轉移到氣浮模擬器工作位置，調節氣浮模擬器上的升降裝置，使升降裝置的升降柱向上運動，升高氣浮模擬器姿態平臺，使姿態平臺臺體的最下沿高于氣浮模擬器姿態平臺輔助調平及臺體支撐裝置的最高點。

3在球面氣浮軸承正常供氣工作的情況下，使氣浮模擬器姿態平臺的姿態保持在水平位置，使下一步氣浮模擬器姿態平臺輔助調平及臺體支撐裝置進入氣浮模擬器下方進行工作。

4將氣浮模擬器姿態平臺輔助調平及臺體支撐裝置一分為二，分別將其位置調整到氣浮模擬器姿態平臺正下方。

5位置調整結束后，用螺栓將兩部分裝置穩固連接在一起。

6調節氣浮模擬器上的升降裝置，使升降裝置的升降柱向下緩慢運動，在向下移動的過程中，同時調整氣浮模擬器姿態平臺輔助調平及臺體支撐裝置的位置，使環繞式鎖定裝置正好落入到氣浮模擬器姿態平臺的中空位置，使姿態平臺穩定可靠的鎖定在裝置上。

7繼續使升降裝置的升降柱向下緩慢運動，這時，氣浮模擬器的平動平臺和姿態運動平臺會分離開，使位于姿態平臺上的球面氣浮軸承的球頭和位于平動平臺上的球面氣浮軸承的球窩分離，這就成功使球面氣浮軸承卸除載荷。

8利用裝置上的三個以120度圓周均布的重力傳感器可以測量氣浮模擬器姿態平臺的質量特性，計算姿態平臺的三維復擺周期，指導氣浮模擬器姿態平臺進行調平工作。

9在氣浮模擬器姿態平臺調平前，由于姿態平臺上的質量分布不均勻，姿態平臺的實際質心位置距離球面氣浮軸承球心位置比較遠，如果直接進行質心調節，難度較大。這時，可以利用裝置上三個以120度圓周均布的重力傳感器進行輔助調平，調節姿態平臺上的不同位置的質心調平單元，使三個重力傳感器上的重力示數相等。這時，姿態平臺的實際質心位置在水平方向已經非常靠近球面氣浮軸承的球心位置。這時，再進行質心位置的精密調節就非常方便。

本發明說明書中未作詳細描述的內容屬本領域技術人員的公知技術。