[发明专利]多维微振动模拟器

说明书

本发明提供一种多维微振动模拟器，包括对置的下平台组件和上平台组件，以及位于上平台组件和下平台组件之间的粗级调节单元和精级调节单元。其中，粗级调节单元包括均布于下平台组件的多个粗级驱动组件和连接粗级驱动组件与上平台组件的多个粗级支腿；精级调节单元包括均布于下平台组件的多个精级驱动组件和连接精级驱动组件与上平台组件的多个精级支腿。通过粗级驱动组件产生大的输出力，完成大量级和粗分辨率的控制；精级驱动组件产生小的输出力，完成更小分辨率的控制。因此本申请中通过采用两个Steward平台并联的形式和结合粗级驱动与精级驱动的方式，实现对同一个上平台的六个自由度的控制，可实现多维度实现大量程、高分辨率的微振动输出。

技术领域

本发明涉及航天技术领域，尤其涉及一种多维微振动模拟器。

背景技术

空间微振动具有幅值小、频带分布宽、形式复杂等特点，会影响超大型空间光学装备的指向稳定性和面型精度。超大型空间光学装备对微振动的要求非常高，因此必须在其关键技术攻关和方案设计阶段开展大量微振动试验工作，充分掌握微振动对大型空间光学装备成像质量影响的机理，进而研究相应的技术策略克服微振动对超大型空间光学装备成像质量的不利影响，提高观测精度。超大型空间光学装备对微振动环境适应性的研究需要有能模拟空间微振动环境的振源设备。

大型光学装备需要经历的微振动量级一般为1μg～100mg。目前国内已有的传统微振动模拟器都是基于Steward(六自由度并联机构)的结构形式，输出量级一般为0.1mg～100mg，不能满足超大型空间光学设备对振源量级的要求。受支腿输出力和分辨率的约束，常规的steward平台能实现大量级微振动的输出，但其分辨率较低，当要求更高的分辨率时，微振动的量级就会降低，难以同时实现大量级和高分辨率的微振动模拟。为此需要开展新型微振动模拟设备的研究，满足超大型光学装备在在轨微振动环境下的成像试验中对振源的需求。

发明内容

本发明的目的在于提出一种多维微振动模拟器，所述多维振动模拟器既能实现大量级的微振动输出，又能实现高分辨率的微振动输出。

本申请提出一种多维微振动模拟器，包括：下平台组件；上平台组件，与所述下平台组件相对设置；粗级调节单元，所述粗级调节单元设置于所述下平台组件和所述上平台组件之间，并包括均布于所述下平台组件的多个粗级驱动组件和连接所述粗级驱动组件与所述上平台组件的多个粗级支腿；精级调节单元，所述精级调节单元设置于所述下平台组件和所述上平台组件之间，并包括均布于所述下平台组件的多个精级驱动组件和连接所述精级驱动组件与所述上平台组件的多个精级支腿；其中所述多维微振动模拟器通过所述粗级驱动组件实现大量级的微振输出和粗分辨率的控制，并通过所述精级驱动组件实现小量级微振输出和精分辨率的控制，采用粗精级组合驱动方式实现大量程、高分辨率的微振动扰动输出。

在本申请的一些实施例中，所述粗级调节单元包括三个粗级驱动组件和六个粗级支腿，各所述粗级驱动组件包括两个所述粗级驱动件，每个所述粗级支腿的两端分别连接所述上平台组件和对应的所述粗级驱动件；

所述精级调节单元包括三个精级驱动组件和六个精级支腿，每个所述精级驱动组件对应一个所述粗级驱动组件设置，且位于该所述粗级驱动组件朝向所述下平台组件中心的一侧，各所述精级驱动组件包括两个所述精级驱动件，每个所述精级支腿的两端分别连接所述上平台组件和对应的所述精级驱动件。

在本申请的一些实施例中，所述粗级驱动件包括粗级驱动外壳、第一音圈电机、第一输出轴、粗级弹簧片、粗级弹簧内压环和粗级弹簧外压环；所述第一音圈电机设置于所述粗级驱动外壳内且与所述下平台组件同轴配合；所述第一输出轴贯穿设置于所述第一音圈电机的中心并联动于所述第一音圈电机，所述第一输出轴靠近所述上平台组件的一端连接所述粗级支腿，所述粗级弹簧片包括第一弹簧片、第二弹簧片和第三弹簧片，其均套设于所述第一输出轴；