[发明专利]一种微重力环境地面气浮模拟机构、系统及其工作方法

权利要求书

1.一种微重力环境地面气浮模拟机构，其特征在于，包括：气浮装置、底台随动机构；底台随动机构包含：底台、导轨、电机、测距传感器；其中，气浮装置上安装有空间机构或者模拟件；工作时，气浮装置浮于底台随动机构的底台上表面，空间机构或者模拟件运动带动气浮装置运动，底台随动机构跟随气浮装置运动，保持气浮装置底部位于底台上表面中心位置；

测距传感器用于实时测量气浮装置相对于底台的位置信息，并将位置信息反馈给驱动控制系统；

所述的电机为蜗轮减速电机，其安装在底台下部，输出轴安装有驱动齿轮；两根导轨由多段拼接而成，沿径向平行布置，形成一条双列轨道；内侧导轨外沿装有齿条；四个滑座安装于底台的底部，每两个滑座与一根导轨配合使用；蜗轮减速电机的输出轴安装的驱动齿轮与导轨内侧外沿上安装的齿条相互作用，驱使底台沿导轨运动。

2.根据权利要求1所述的微重力环境地面气浮模拟机构，其特征在于，上述的气浮装置与外在的气源连接。

3.根据权利要求1所述的微重力环境地面气浮模拟机构，其特征在于，所述的底台随动机构的底台上表面比气浮装置下表面的尺寸大，底台上表面相对于气浮装置下表面之间的空间由气浮装置上安装的空间机构或者模拟件的运动和底台随动机构的跟随能力确定。

4.一种微重力环境地面气浮模拟系统，其特征在于，包括：气浮模拟机构、驱动控制系统、气浮单元控制系统、人机交互和显示系统；该气浮模拟机构包括：气浮装置、底台随动机构；底台随动机构包含：底台、导轨、电机、测距传感器；其中，气浮装置上安装有空间机构或者模拟件；工作时，气浮装置浮于底台随动机构的底台上表面，空间机构或者模拟件运动带动气浮装置运动，底台随动机构跟随气浮装置运动，保持气浮装置底部位于底台上表面中心位置；驱动控制系统与底台随动机构的测距传感器和电机相连，用于驱动控制电机运动；气浮单元控制系统用于气浮装置的气浮控制，调节外在气源的气压、流速；人机交互和显示系统用于启动、停止、随动及相关指令的输入、底台随动机构状态及气浮状态的显示，发送指令到驱动控制系统按指令控制底台随动机构，并进行显示；

测距传感器用于实时测量气浮装置相对于底台的位置信息，并将位置信息反馈给驱动控制系统；

所述的电机为蜗轮减速电机，其安装在底台下部，输出轴安装有驱动齿轮；两根导轨由多段拼接而成，沿径向平行布置，形成一条双列轨道；内侧导轨外沿装有齿条；四个滑座安装于底台的底部，每两个滑座与一根导轨配合使用；蜗轮减速电机的输出轴安装的驱动齿轮与导轨内侧外沿上安装的齿条相互作用，驱使底台沿导轨运动。

5.根据权利要求4所述的微重力环境地面气浮模拟系统，其特征在于，所述的底台随动机构的底台上表面比气浮装置下表面的尺寸大，底台上表面相对于气浮装置下表面之间的空间由气浮装置上安装的空间机构或者模拟件的运动和底台随动机构的跟随能力确定。

6.一种微重力环境地面气浮模拟系统的工作方法，其特征在于，包括如下：

通过气浮单元控制系统启动气浮模拟机构中气浮装置的气浮控制，使装有空间机构或者模拟件的气浮装置浮于底台随动机构的底台之上；

通过驱动控制系统启动底台随动机构，空间机构或者模拟件运动带动气浮装置运动；

底台随动机构上的测距传感器实时测量气浮装置的位置，并将位置信息反馈给驱动控制系统，驱动控制系统控制电机的转速驱动底台沿导轨跟随气浮装置运动，保持气浮装置底部位于底台上表面中心位置；

其中，底台随动机构采用了环形导轨；

所述的电机为蜗轮减速电机，其安装在底台下部，输出轴安装有驱动齿轮；两根导轨由多段拼接而成，沿径向平行布置，形成一条双列轨道；内侧导轨外沿装有齿条；四个滑座安装于底台的底部，每两个滑座与一根导轨配合使用；蜗轮减速电机的输出轴安装的驱动齿轮与导轨内侧外沿上安装的齿条相互作用，驱使底台沿导轨运动。