[发明专利]基于气浮球与轴颈轴承一体化的双超卫星平台试验装置

说明书

本发明提供了一种基于气浮球与轴颈轴承一体化的双超卫星平台试验装置属于航天器物理仿真领域，通过气浮球轴承实现载荷舱载物台的Rx、Ry和Rz自由度运动，平台舱Z向转动框架、平台舱X向转动框架和平台舱Y向转动框架通过气浮轴颈轴承实现平台舱载物台的Rx、Ry和Rz自由度运动，并可进一步实现载荷舱载物台与平台舱载物台的共球心运动，通过X向平动气浮导轨和Y向气浮导轨的复合公用的一体化组合构型，可实现载荷舱载物台与平台舱载物台X和Y向运动，具有稳定可靠、结构简单、集成度高，以及大转动角度等优点，可用于双超卫星平台的姿态模拟、大摆角机动特性和动中成像地面验证。

技术领域

本发明涉及航天器物理仿真领域，具体地，涉及一种基于气浮球与轴颈轴承一体化的双超卫星平台试验装置。

背景技术

伴随着科技的迅速发展，航天对地观测遥感任务逐渐朝高空间分辨率和高效率方向发展，而观测遥感的高空间分辨率和高效率主要取决于卫星载荷的指向精度、稳定性和敏捷机动性能。在传统的卫星平台中，大型太阳帆板等挠性附件以及飞轮、陀螺、驱动机构等活动部件，是影响卫星载荷姿态指向精度、稳定度和敏捷机动性能的主要原因。

传统卫星设计中，载荷舱与平台舱固连，其姿态跟随卫星平台进行控制，载荷舱的姿态精度主要取决于卫星平台的姿态控制精度，而卫星平台上的大型挠性附件又间接影响载荷舱的控制精度。因此采用载荷与平台固连的方式难以同时实现载荷姿态的超高稳定度、超高指向精度、超高敏捷性能。为了提高卫星载荷的指向精度和稳定性，进行有效的振动隔离和抑制，通过采用将平台与载荷进行物理分离的双体卫星形式，进而实现了载荷的高运动精度和运动速度，已成为下一代卫星平台的热点技术之一。为了实现对双体卫星平台的在轨性能验证，进行模拟失重及微干扰力矩空间环境的地面仿真实验就变得尤为重要，因此，需要提供满足运动要求的地面物理仿真地面测试系统。专利文献CN106467175A提出了一种双五自由度气浮主从式非接触双超卫星地面原理验证系统，在两个气浮台上分别放置载荷舱与平台舱，通过载荷舱与平台舱之间的磁浮机构进行实现两者的物理隔离与驱动控制。但该装置仅能在偏摆自由度方向上验证机动特性，对于俯仰方向，受磁浮机构中定子与动子的间隙以及垂向运动限制，无法在此自由度上进行试验验证。在翻滚方向，则需要载荷舱及所在气浮台的整理大范围运动，运动惯量大，且气管线缆等问题而难以完成。专利文献CN106516182A中提出一种双五自由度气浮主从非接触内含式双超卫星地面原理验证方法，通过载荷舱与平台舱的共球心运动，完成双体卫星在三个转动自由度上的指向精度、稳定性和敏捷机动试验验证。但该装置由于采用双五自由度气浮台的内含式构型，大角度机动测试造成外部五自由度气浮台中的气浮球轴承尺寸过大，且构成窄球环带气浮支撑结构，进而导致大型气浮球轴承加工难度极大，且气浮工作特性差。因此需要设计一种适应于验证双体卫星指向精度、稳定性和敏捷机动性能的新型物理仿真地面测试装置。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于气浮球与轴颈轴承一体化的双超卫星平台试验装置。

根据本发明提供的一种基于气浮球与轴颈轴承一体化的双超卫星平台试验装置，包括载荷舱试验平台、平台舱试验平台、平动台；

所述平动台包括平台舱平移台、载荷舱平移台；

所述平台舱试验平台包括平台舱载物台、平台舱平移支撑板；

所述平台舱平移支撑板设置在平台舱平移台上方，与平台舱平移台紧固连接；

所述载荷舱试验平台包括载荷舱载物台、载荷舱支撑杆；

所述载荷舱试验平台竖直垂向设置在平动台上方，平台舱载物台与载荷舱载物台通过磁浮机构连接，平台舱载物台跟随载荷舱载物台运动；

载荷舱支撑杆的垂向下部连接载荷舱平移台；

平台舱平移台与载荷舱平移台相连接。

优选地，所述磁浮机构包括磁浮机构磁钢、磁浮机构线圈；