[发明专利]磁吊综合补偿自由基座空间任务跨尺度验证装置

摘要

本发明提出的磁吊综合补偿自由基座空间任务跨尺度验证装置包括自由基座系统、吊丝综合机电补偿系统、磁悬浮系统、实验航天器系统、协调控制系统、通信系统与控制中心，利用跨尺度等效理论和相似理论将空间目标的轨道运动变换成地面自由基座期望的相似运动，进一步通过自由基座精确跟踪期望的相似运动，从而实现运动学等效；利用吊丝悬吊补偿与磁悬浮相结合的混杂重力补偿方法实现空间微重力运动环境再现，进而实现空间任务的地面再现，完成空间任务地面的完整过程验证。

主权项

1.磁吊综合补偿自由基座空间任务跨尺度验证装置，其特征是：验证装置包括自由基座系统、吊丝综合机电补偿系统、磁悬浮系统、实验航天器系统、协调控制系统、通信系统与控制中心；所述实验航天系统包括航天器本体、航天器位姿测量模块、数据通信模块与数据采集存储模块；装置利用跨尺度等效理论和相似理论将空间目标的轨道运动变换成地面自由基座期望的相似运动，进一步通过自由基座精确跟踪期望的相似运动，从而实现运动学等效；利用吊丝悬吊补偿与磁悬浮相结合的混杂重力补偿方法实现空间微重力运动环境再现，进而实现空间任务的地面再现，完成空间任务地面的完整过程验证；所述自由基座系统包括基座主体、全向轮及驱动电机、摄像头、激光测距仪、距离传感器、多目标任务通信模块与数据采集控制模块；基座主体的两侧各安装有一组全向轮及驱动电机，激光测距仪与摄像头安装在基座主体的同侧，距离传感器分布在基座主体的四周，数据采集控制模块处理自由基座系统中传感器所得到的信息，对自由基座进行定位并发出控制信息；基座主体内部固定有自由基座系统的采集控制模块、吊丝综合机电补偿系统的采集控制模块、磁悬浮系统的信号发生器、采集控制模块与实验航天器系统的数据通信模块、数据采集控制模块与协调控制模块；所述吊丝综合机电补偿系统包括倒L型支撑框、X向伺服电机、水平X向机构、Y向伺服电机、水平Y向机构、竖直方向气缸机构、吊丝、无约束悬挂机构、S型张力传感器、二维倾角传感器与数据采集控制模块；吊丝综合机电补偿系统安装在自由基座系统上，倒L型支撑框上安装吊丝综合机电补偿系统的其余结构，水平X向机构与之直接接触并与X向伺服电机相连，在电机的驱动下，可沿水平X方向运动；水平Y向机构安装在水平X向机构上并与Y向伺服电机相连，在电机的驱动下可沿水平Y向运动；竖直方向气缸机构安装在水平Y向机构上，其下端通过吊丝连接有无约束悬挂机构置，气缸转置的活塞杆在气缸气压的控制下可沿竖直方向运动，从而带动安装在其下端的无约束悬挂机构运动；二维倾角传感器安装在吊丝上，S型张力传感器安装在吊丝与活塞杆之间。