[发明专利]一种磁气悬浮吊挂装置

说明书

本发明公开的一种磁气悬浮吊挂装置，属于地面微重力模拟实验领域。本发明包括磁悬浮板、使磁悬浮气足和吊绳三部分，地面微重力模拟实验对象为悬吊目标装置。磁悬浮板与磁悬浮气足产生用于使磁悬浮气足吸附在磁悬浮板表面的磁吸力。当高压气体进入磁悬浮气足后，磁悬浮气足底部与磁悬浮板表面产生的高压气膜使磁悬浮气足实现悬浮消除摩擦，从而使磁悬浮气足沿着磁悬浮板表面无摩擦多方向悬浮移动。悬吊式磁悬浮气足与悬吊目标装置通过柔性吊绳相连，或者悬吊式磁悬浮气足与悬吊目标装置直接相连。磁悬浮气足随着悬吊目标装置的运动在磁悬浮板上实现随动式移动。本发明适用于不同的尺寸的实验对象，尤其是对于大尺寸的桁架类结构也能满足其需求。

技术领域

本发明涉及一种用于地面微重力模拟实验的吊挂式磁气悬浮装置，属于地面微重力模拟实验领域。

背景技术

随着航天技术的不断发展，各类航天器更新换代越来越频繁，对航天器的功能要求也越来越多。因此，各类航天器地面微重力模拟所需要的实验装置就显得愈发重要。其中，采用气浮法模拟微重力应用较为广泛，然而，现有的气浮实验平台大多为水平平台支撑式气浮装置，例如英国南安普顿大学研制的一套五自由度气浮仿真实验系统，它的总体是由多个气浮台与一个大的光滑水平平台组成，气浮台上可以安装推进装置，并沿着光滑平台做自由移动。这样的支撑式气浮装置的尺寸范围很受限，而且支撑式气浮装置不能够满足部分航天器，例如桁架式可展开天线等这一类杆件结构较多，且尺寸较大的地面气浮模拟实验。因此，航天领域急需具有高精度、高可靠性的悬浮式地面微重力模拟吊挂装置。

发明内容

本发明公开的一种磁气悬浮吊挂装置要解决的技术问题是：提供一种用于地面微重力模拟实验的吊挂式磁气悬浮装置，磁悬浮板的尺寸能够根据需求制定，因此适用于不同的尺寸的实验对象，尤其是对于大尺寸的桁架类结构也能满足其需求。另外，磁悬浮气足的数量和布局也可调，满足各类形状规则与不规则物体的吊挂，而且多种吊挂方式也能适应不同使用情况，并有效保证模拟试验的精度和准确性。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的。

本发明公开的一种磁气悬浮吊挂装置，包括磁悬浮板、使磁悬浮气足和吊绳三部分，地面微重力模拟实验对象为悬吊目标装置。磁悬浮板与磁悬浮气足产生用于使磁悬浮气足吸附在磁悬浮板表面的磁吸力。当高压气体进入磁悬浮气足后，磁悬浮气足底部与磁悬浮板表面产生的高压气膜使磁悬浮气足实现悬浮消除摩擦，从而使磁悬浮气足沿着磁悬浮板表面无摩擦多方向悬浮移动。悬吊式磁悬浮气足与悬吊目标装置通过柔性吊绳相连，或者悬吊式磁悬浮气足与悬吊目标装置直接相连。磁悬浮气足随着悬吊目标装置的运动在磁悬浮板上实现随动式移动。

作为优选，所述磁悬浮板选用钢板，并对钢板表面做光滑处理。钢板能与磁性材料产生磁吸力，钢的应用广泛，制作成本低，而且钢制材料的整体刚度较大，能够提高装置的负载能力。

作为优选，磁悬浮气足选择为磁气复合式磁悬浮气足，包括吊环、套轴、出气口、磁块、进气口。所述磁块用于使所述的磁气复合式磁悬浮气足产生磁吸力。出气口与磁块通过组装后由套轴紧密套连固定，套轴上安装吊环。所述套轴、出气口、磁块、进气口形成用于容纳高压气体的空间。出气口是由密集的微小气孔组成的，高压气体通过进气口进入容纳高压气体的空间后，经由出气口上的密集气孔在磁气复合式磁悬浮气足底面与磁悬浮板接触面之间产生高压气膜，通过高压气膜消除磁气复合式磁悬浮气足底面与磁悬浮板接触面之间的摩擦，实现无摩擦悬浮。

为了便于加工和组装，并提高磁气复合式磁悬浮气足的气密性，作为优选，套轴、出气口、磁块、进气口紧密组成一个同心圆柱体。

作为优选，根据不同的使用需求，通过调节出气口处的微小气孔的尺寸、形状、数量实现适应不同实验对气浮的要求。出气口和磁块采用不同尺寸、形状与安装位置，吊环的不同数量与位置布局也能适应不同的悬吊目标装置的安装、运动、载荷的需求，满足各类使用场合，增大适用范围。

所述悬吊目标装置包括空间天线、微小卫星、空间飞行器。