[发明专利]空间微重力模拟实验系统

权利要求书

1.一种空间微重力模拟实验系统，包括：

外围框架，其包括上层平台、下层平台和支柱；

调平系统，其包括粗调平机构和精调平机构两个部分；

水平面内被动调节机构，其包括X方向被动调节机构、Y方向被动调节机构和支撑板；

Z方向主动重力补偿系统，其包括电机、减速器、力矩测试仪、丝杠、导轨、滚珠滑块和滑轨；

回转被动调整机构，其能够保证实验对象在受到回转力作用时跟随力矩转动；

俯仰偏转主动调整系统，其包括上支撑板、绳驱动装置、中心固定杆、吊绳和下支撑板。

2.根据权利要求1所述的空间微重力模拟实验系统，其特征在于，所述上层平台用来放置所述水平面内被动调节机构，所述下层平台上布置了扶手，以模拟空间站舱外扶手的尺寸和排列方式；所述支柱用于连接上下层平台，同时支撑所述上层平台。

3.根据权利要求1所述的空间微重力模拟实验系统，其特征在于，所述粗调平机构用于补偿地面的平面度误差，克服地面的不平度；所述精调平机构用于补偿机构的加工、安装误差。

4.根据权利要求1所述的空间微重力模拟实验系统，其特征在于，所述X、Y方向被动调节机构分别由直线导轨和滚珠滑块组成；X方向导轨安装在Y方向滑块上，所述支撑板安装在X方向滑块上，因此支撑板可以在X和Y方向被动滑行。

5.根据权利要求1所述的空间微重力模拟实验系统，其特征在于，所述Z方向主动重力补偿系统根据力矩测试仪测得的力矩T，计算得到当前滚珠丝杠系统所受拉力，当通过测量和计算得到的拉力与事先测量的实验对象的重力不同时，Z方向主动重力补偿系统通过电机转动来补偿实验对象所受外力。

6.根据权利要求1所述的空间微重力模拟实验系统，其特征在于，所述回转被动调整机构具有用于连接吊杆和上支撑板的止推轴承。

7.根据权利要求1所述的空间微重力模拟实验系统，其特征在于，所述下支撑板与实验对象连接，所述中心固定杆与所述下支撑板之间通过球关节连接；

所述中心固定杆将实验对象受到的水平方向力传到所述水平面内被动调节机构，保证水平面内被动调节机构正常工作；并且，将实验对象受到的Z方向的力，传导到Z方向主动重力补偿系统，保证Z方向主动重力补偿系统运行，同时保证俯仰偏转主动调整系统不受X、Y和Z方向上外力的干扰；

所述俯仰偏转主动调整系统的绳驱动转置安装在所述上支撑板上，通过所述绳驱动装置调整吊绳的长度；所述绳驱动装置中装有拉力传感器，用于测量吊绳的张力；所述实验对象上装有陀螺仪和关节位置控制器，所述绳驱动装置根据理论张力与测量到的实际张力的差值，调节各个吊绳的长度。