[实用新型]模拟太空无阻力的磁悬浮伸缩杆

说明书

本实用新型公开了一种模拟太空无阻力的磁悬浮伸缩杆。磁悬浮伸缩杆包括杆套和杆，杆套内设有空腔和通孔；空腔内壁沿环向设置有第一电磁铁组和径向距离传感器组；杆套内部底端设有第二电磁铁和测量杆轴向位移的距离传感器；杆的粗径段外壁环向分布有第一永磁体，底部设有第二永磁体，粗径段与空腔壁面之间留有空隙；通孔内壁上设有用于锁定所述细径段轴向运动的卡爪组件。本实用新型可以通过第一电磁铁组和径向距离传感器组的配合实现杆的悬浮，从而模拟太空中无重力的环境。并且可实现悬浮、轴向运动和运动状态的锁定等多种功能，运行稳定灵活。

技术领域

本实用新型属于伸缩机构领域，具体涉及一种模拟太空无重力的自调节悬浮伸缩杆。

背景技术

太空中由于是无重力的环境，因此航天器上的机械伸缩组件在做轴向伸缩运动时是无摩擦力的，可认为伸缩组件做悬浮状态的轴向运动。

在航天器部件的地面测试试验中，往往要求机械部件的环境需和太空中相一致，否则测试试验的结果无法直接应用于太空环境。但由于重力的存在，地面环境中，伸缩杆和杆套在圆周表面会产生接触。

为了模拟伸缩杆悬浮状态，在地面测试中实现局部无重力环境。本实用新型提出一种基于磁悬浮技术的自调节悬浮伸缩杆，以达到无接触伸缩，避免了两杆做轴向运动时因接触产生力。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种尽可能避免杆和杆套产生接触，从而模拟太空无阻力的磁悬浮伸缩杆。

本实用新型的方案如下：

本申请的实施例公开了一种模拟太空无阻力的磁悬浮伸缩杆，其包括杆套和杆，杆套内设有空腔，杆套一端的端面向内开设有与空腔连通的通孔；空腔内壁沿环向设置有第一电磁铁组和径向距离传感器组；杆套内部底端设有第二电磁铁和测量杆轴向位移的距离传感器；

所述的杆包括相连的粗径段和细径段，粗径段始终套设在杆套内，细径段可通过通孔部分伸出杆套，粗径段外壁周向分布有第一永磁体，底部设有第二永磁体，粗径段外径小于杆套内径，粗径段与空腔壁面之间留有空隙；所述的通孔内壁上设有用于锁定所述细径段轴向运动的卡爪组件。

优选的，所述的粗径段的两端端面设有缓冲垫。

优选的，所述的通孔内壁上环向均匀设置有多个卡槽，每个卡槽内均设置有一个卡爪，多个卡爪组成卡爪组件。

优选的，所述的第一电磁铁组由在同一周向方向均匀分布的至少三个第一电磁铁组成；每个第一电磁铁均独立供电。

优选的，所述的径向距离传感器组由在同一周向方向均匀分布的至少三个径向距离传感器组成。

优选的，第一电磁铁组内的电磁铁数量与径向距离传感器组内径向距离传感器的数量相同，第一电磁铁与径向距离传感器一一对应安装。

本实用新型通过与径向距离传感器的检测信号可以获知杆的偏移趋势，通过对应位置的第一铁磁铁铁组的通电电流大小的调节，可以产生不同的磁力，使杆与杆套保持同心，从而使杆与杆套间不产生物理接触，并可保持悬浮状态。进一步，本实用新型可以通过杆套底部的第二电磁铁的电流大小和方向的调整，使杆发生轴向伸缩，卡爪可夹紧细径段实现杆的定位锁定。

附图说明

图1为本实用新型伸缩杆剖面示意图；

图2为杆套内壁示意图；

图3为杆剖面图；

图4为卡爪解锁状态示意图；

图5为卡爪锁定状态示意图；

图6为伸缩杆外部结构示意图。

具体实施方式