[发明专利]平面三自由度仿真气浮台及其操作方法

说明书

本发明提供一种平面三自由度仿真气浮台及其操作方法，平面三自由度仿真气浮台包括负载支撑单元、螺旋微调单元、高压储气系统和低压供气系统；所述负载支撑单元包括玻璃纤维载荷平面、碳纤维第一底板、碳纤维第二底板、矩形壳体、水平碳纤维管、装配组合件、斜碳纤维管和竖直碳纤维管；所述螺旋微调单元包括平面气浮轴承、球头螺杆和螺母。优点为：本发明提供的平面三自由度仿真气浮台，实现两个平动加一个转动的三自由度运动；体积小，结构紧凑，采用复合材料和三角形对称构型，整体结构轻，负载能力大；本发明采用可更换载荷平面设计，只需将待验证的卫星利用工装固定到气浮台的玻璃纤维载荷平面即可进行仿真实验，提高气浮台的通用性。

技术领域

本发明属于航天应用技术领域，具体涉及一种平面三自由度仿真气浮台及其操作方法。

背景技术

在航天领域，对空间飞行器入轨前进行有效的地面仿真实验是十分有必要的，目前主要采用的方法是利用多自由度的气浮台进行微重力模拟。具体的，气浮台广泛应用于精密仪器、空间飞行器等航天设备的物理仿真试验中，是物理仿真系统的核心设备，其工作原理为：气浮台依靠压缩空气，在气浮轴承与轴承座之间形成气膜，从而使气浮台浮起，实现近似无摩擦的相对运动条件，由此模拟卫星在太空中所受干扰力矩很小的力学环境。

现有技术中的气浮台，主要具有以下问题：(1)传统的卫星三轴仿真气浮台提供三个转动自由度，一般称为AP平台，不能单独验证试验载荷的平面移动自由度；(2)传统的气浮台，与空间飞行器一体化设计，因此，气浮台不能拆开单独使用，每种型号的空间飞行器均需要设计一套专门的实验气浮台进行仿真，由此导致气浮台的通用性较差；(3)传统的气浮台，往往体积较大，再受到储气量限制，造成仿真时间较短。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种平面三自由度仿真气浮台及其操作方法，可有效解决上述问题。

本发明采用的技术方案如下：

本发明提供一种平面三自由度仿真气浮台，包括负载支撑单元(100)、螺旋微调单元(200)、高压储气系统(300)和低压供气系统(400)；

所述负载支撑单元(100)包括玻璃纤维载荷平面(101)、碳纤维第一底板(102)、碳纤维第二底板(103)、矩形壳体(104)、水平碳纤维管(105)、装配组合件(106)、斜碳纤维管(107)和竖直碳纤维管(108)；

所述碳纤维第一底板(102)为等边三角形形状，具有三个角点，每个所述角点的上方固定安装所述矩形壳体(104)；所述碳纤维第二底板(103)具有三个呈等边三角形布局的顶角，所述碳纤维第二底板(103)设置于各个所述矩形壳体(104)的上方，并且，所述碳纤维第二底板(103)的每个顶角位置均与所述矩形壳体(104)固定；在所述碳纤维第一底板(102)和所述碳纤维第二底板(103)之间，设置三个呈三角形布局的水平碳纤维管(105)，每个所述水平碳纤维管(105)的一端与所述矩形壳体(104)的侧面固定，每个所述水平碳纤维管(105)的另一端指向三角形中心位置，在所述三角形中心位置设置所述装配组合件(106)，通过所述装配组合件(106)，将三个所述水平碳纤维管(105)的另一端组装固定；

所述玻璃纤维载荷平面(101)水平设置于所述碳纤维第二底板(103)的上方，在所述玻璃纤维载荷平面(101)和所述碳纤维第二底板(103)之间，分散设置三个呈三角形布局的斜碳纤维管(107)，每个所述斜碳纤维管(107)的底部与所述矩形壳体(104)的顶面固定，每个所述斜碳纤维管(107)的顶面与所述玻璃纤维载荷平面(101)固定，并且，所述斜碳纤维管(107)为斜45°碳纤维管；在所述玻璃纤维载荷平面(101)和所述碳纤维第二底板(103)之间，还固定两根所述竖直碳纤维管(108)；