[发明专利]三自由度半物理仿真系统及其工作方法

权利要求书

1.三自由度半物理仿真系统，其特征在于：其包括：支撑架、三轴气浮台、限位保护装置、试验平台（1）、转接板（2）、自动调平系统、姿态控制系统；

所述三轴气浮台安装在支撑架上；所述三轴气浮台包括气浮支撑座、气浮半球（3），气浮支撑座提供高压气体润滑使得气浮半球在气浮支撑座的球窝中自由翻滚和转动；所述姿态控制系统安装在试验平台上，试验平台放置在转接板上，转接板安放在气浮半球上方；限位保护装置具有限位圆环，限位圆环在转接板的下方且环绕气浮半球，通过限位圆环的动作来避免试验平台偏转超出设定角度；自动调平系统包括自动调平装置（4）和调平装置控制盒（5），所述自动调平装置位于试验平台侧下方，所述调平装置控制盒安装在试验平台上，自动调平装置通过电机控制器（41）来控制伺服电机（42）转动，并带动滑块（43）上的砝码（44）移动，达到配平的目的，同时调平装置控制盒内有倾角仪，来检测试验平台摆动的角度；

所述支撑架包括支撑腿柱、支撑平板；所述支撑腿柱安装在支撑平板下方，采用可调节支撑腿柱，来调整支撑架的高度；

所述限位保护装置为气动限位保护装置，限位圆环上带圆弧凸环，下方连着4根升降支撑杆，每根升降杆上下导向，滑动于直线轴承上，直线轴承固定在支撑架平台上；其中2根升降支撑杆的下方连接轴承座，传动轴穿过滚针轴承，以轴承挡块限位固定轴承内圈，另2根升降支撑杆下方悬空；所述装置的气缸支撑底板两侧用气缸底板连接板连接固定于支撑架平台上；气缸用前后两个气缸安装支架固定在气缸支撑底板上，气缸的伸出杆的一端连接在凸轮连接杆上，凸轮连接杆的两端连接凸轮；所述凸轮呈前高后低状，2根升降杆连接的2个滚针轴承滚动于凸轮的异形工作面上。

2.根据权利要求1所述的三自由度半物理仿真系统，其特征在于：所述圆弧凸环的内凹位安装硅胶垫圈。

3.根据权利要求2所述的三自由度半物理仿真系统，其特征在于：凸轮下方接触于凸轮滑条。

4.根据权利要求1所述的三自由度半物理仿真系统的工作方法，其特征在于：其包括以下步骤：

（Ⅰ）将需要进行三轴试验的装置放置于气浮台上，设定 4个平衡臂滑轨都调节到轨道的中间0刻度位置，在滑块上加装100g重量的砝码；

（Ⅱ）等量增加四个平衡臂上砝码，直到气浮平台进入第一状态：不倒翁状态，气浮台重心位于球体的下方，此时拨动气浮台能在拨动的方向来回摆动；然后调节气浮平台上的配重块，将显示的横滚角与俯仰角的范围调节到±2°以内；等量减少四个平衡臂上砝码，直到气浮平台无法维持第一状态；

（Ⅲ）开启自动调平系统，自动调平系统根据姿态不断地调整平衡臂上的四个滑块的位置，直到横滚角与俯仰角的范围调节到±0.05°以内；

（Ⅳ）同时减少4个平衡臂底端砝码与平衡臂滑块的砝码，砝码重量由大到小、继续步骤（III），如果无法实现±0.05°，则调整减少的砝码重量，直到完成平衡；

（Ⅴ）最终减少的砝码重量为1g,且无法完成自动调平，则将减少的砝码加入，继续步骤（III）；

（Ⅵ）设定将平衡滑块同时往上移动一定的距离，继续步骤（III）；

（Ⅶ）继续步骤（VI），直到4个滑块有一个或多个处于限制位置，则此时完成调平。