[发明专利]一种基于无线传输的三自由度空间模拟器

说明书

技术领域

本发明涉及一种航空航天领域模拟设备，特别是一种使用于航空航天设备模拟微重力和微干扰的实验环境装置。

背景技术

目前随着航空航天事业的蓬勃发展，航天器的不断研发，空间模拟仿真试验是在航天器发射太空之前必不可少的一环，空间模拟仿真的结果很大部分取决于空间模拟器在模拟太空微重力微干扰的性能。目前，大多数的空间模拟器采用有线传输的方式，给模拟器带来了干扰。

发明内容

本发明的目的是为了解决空间仿真试验设备中干扰较大的问题，本发明提供一种基于无线传输的三自由度空间模拟器。

本发明的一种基于无线传输的三自由度空间模拟器，

所述三自由度空间模拟器包括基座、X轴光栅尺、气浮导轨、5个高压气瓶、X轴通信控制模块、气浮横梁、下板、旋转轴通信控制模块、反作用飞轮、上板、旋转轴、3个调压阀、6个带有电磁阀的喷嘴、气浮套、Y轴光栅尺、圆光栅尺和Y轴通信控制模块；

基座的顶面上设有两条互相平行的气浮槽，气浮横梁设置在基座上，气浮横梁的两端的底部分别固定有气浮导轨，且两个气浮导轨分别设置在基座的两条气浮槽内，所述气浮横梁顶部的两端分别设置一个高压气瓶，所述两个高压气瓶分别用于驱动两个浮导轨形成气浮面，X轴光栅尺设置在基座上，且与气浮槽平行对齐设置；X轴通信控制模块设置在靠近X轴光栅尺的气浮导轨上；

气浮套在气浮横梁的中部，下板设置在气浮套的顶部，下板的中心位置与旋转轴的固定端固定连接，所述下板上设置有2个高压气瓶、2个调压阀、4个带电磁阀的喷嘴和Y轴通信控制模块，所述2个高压气瓶分别设置在旋转轴的两侧；且所述2个高压气瓶的出气口分别与所述2个调压阀的进气口连通；所述2个调压阀的出气口同时与所述4个带电磁阀的喷嘴的进气口连通；所述4个带电磁阀的喷嘴的位置关于下板的中心位置且均匀分布；

Y轴光栅尺固定在气浮横梁上，所述Y轴光栅尺与气浮横梁的长度方向平行；

旋转轴的旋转端与上板的中心位置固定连接，所述上板的底面上固定由1个高压气瓶、旋转轴通信控制模块、蓄电池、1个调压阀和2个带有电磁阀的喷嘴，所述高压气瓶的出气口与所述调压阀的进气口连通，该调压阀的出气口同时与所述2个带有电磁阀的喷嘴的进气口连通；所述2个带有电磁阀的喷嘴的位置关于上板的中心位置呈镜像对称；反作用飞轮和圆光栅尺固定在上板的顶面上，该反作用飞轮的转轴、所述圆光栅尺中心轴线和旋转轴的中心轴线均重合；

X轴光栅尺的X轴检测信号输出端与X轴通信控制模块的X轴检测信号输入端连接，

Y轴光栅尺的Y轴检测信号输出端与Y轴通信控制模块的Y轴检测信号输入端连接，

圆光栅尺的旋转轴检测信号输出端与Y轴通信控制模块的旋转轴检测信号输入端连接；

反作用飞轮的力矩速率信号输出端与旋转轴通信控制模块的力矩速率信号输入端连接；

Y轴通信控制模块的喷气控制信号输出端与位于下板的4个带有电磁阀的喷嘴的喷气控制信号输入端连接，

旋转轴通信控制模块的喷气控制信号输出端与位于上板的2个带有电磁阀的喷嘴的喷气控制信号输入端连接；

旋转轴通信控制模块的力矩速率控制信号输出端与反作用飞轮的力矩速率控制信号输入端连接；

所述三自由度空间模拟器通过无线模块与上位机进行通讯；

所述X轴通信控制模块包括X轴控制器和第一无线模块；

所述Y轴通信控制模块包括Y轴控制器和第二无线模块；

所述旋转轴通信控制模块包括旋转轴控制器和第三无线模块；

所述X轴控制器通过第一无线模块向上位机发送X轴位置数据；

所述Y轴控制器通过第二无线模块向上位机发送Y轴位置数据；

上位机通过第二无线模块向Y轴控制器发送喷嘴喷气控制指令；

所述旋转轴控制器通过第三无线模块向上位机发送反作用飞轮的力矩速率数据；

上位机通过第三无线模块向旋转轴控制器发送反作用飞轮的力矩速率控制指令和喷嘴喷气指令。

本发明的优点在于，

（1）干扰性小

本发明通过无线模块连接上位机和空间模拟器上的通信控制模块，同时空间模拟器可以自带蓄电池和高压气瓶，使整个空间模拟器与外界无任何有形的接触。极大的减少了外界给空间仿真带来的干扰。

（2）通用性强

本发明装载能力大于100kg，且采用平面设计，满足大多数航天器仿真的需要。

（3）结构简单、维护方便