空間隨動系統的製作方法
2023-10-04 19:21:24 1
空間隨動系統的製作方法
【專利摘要】本發明空間隨動系統涉及一種用於在微重力環境下對飛行器進行飛行試驗的設備。其目的是為了提供一種模擬微重力環境下對飛行器進行飛行測試的空間隨動系統。本發明包括兩個豎直支架（37）和一個水平支架（38），水平支架固定在兩個豎直支架上，水平支架上設有兩個第二軌道梁（14），第二軌道梁的上方設有高速重載行車齒輪同步傳動系統，高速重載行車齒輪同步傳動系統上方設有垂直隨動系統，垂直隨動系統通過垂直牽引繩（39）吊裝有空間浮動式快速隨動裝置，空間浮動式快速隨動裝置的下方依次安裝有空間隨動恆張力宏微控制系統、目標飛行器（40），空間浮動式快速隨動裝置通過水平牽引繩（41）與六個空間姿態穩定系統相連。
【專利說明】空間隨動系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種地面試驗設備，特別是涉及一種用於在微重力環境下對飛行器進行飛行試驗的設備。
【背景技術】
[0002]在現有技術中，沒有關於對飛行器在微重力環境下進行飛行測試的設備。
【發明內容】
[0003]本發明要解決的技術問題是提供一種模擬微重力環境下對飛行器進行飛行測試的空間隨動系統。
[0004]本發明空間隨動系統，包括兩個固定在地面上的豎直支架和一個水平支架，水平支架的兩端分別固定在兩個豎直支架上，所述水平支架上設有沿水平支架長邊方向平行布置的兩個第二軌道梁，第二軌道梁的上方設有高速重載行車齒輪同步傳動系統，高速重載行車齒輪同步傳動系統的上方設有垂直隨動系統，垂直隨動系統通過垂直牽引繩吊裝有空間浮動式快速隨動裝置，空間浮動式快速隨動裝置的下方安裝有空間隨動恆張力宏微控制系統，空間隨動恆張力宏微控制系統的下方安裝有目標飛行器，空間浮動式快速隨動裝置通過水平牽引繩分別與地面上的六個空間姿態穩定系統相連接；
[0005]所述高速重載行車齒輪同步傳動系統，包括一級底座、設置在一級底座上的二級底座及設置在二級底座上的小車；
[0006]所述一級底座為框架結構，其包括兩個相互平行的一級承重梁及連接兩個一級承重梁的兩個一級主梁，所述每根一級承重梁下方固定設有至少一套第一驅動裝置和至少一個驅動車輪，每根一級承重梁的下方還固定設有至少一個第一從動車輪，所述兩根一級承重梁下方的驅動車輪和第一從動車輪分別位於兩個第二軌道梁上，所有驅動車輪的內外側面中至少一個相同側面上設有垂直於驅動車輪外圓周面的輪緣，所述每根一級承重梁的上方固定設有與一級承重梁同向的第一條形支座，第一條形支座的頂部固定設有與第一條形支座同向的第一軌道梁，第一條形支座的外側面上固定設有一根與第一軌道梁同向的第一齒條;
[0007]所述二級底座為框架結構，其包括兩根相互平行的二級主梁及分別位於二級主梁端頭處的兩根二級端梁，所述每根二級端梁上設有至少一套第二驅動裝置，每根二級端梁下方的兩端處分別設有一個第二從動車輪；
[0008]所述第二驅動裝置包括設置在二級端梁上方的電機和減速機以及設置在二級端梁下方的支座和輪支架，所述支座包括上下兩半部，上下兩半部通過鉸接連接在一起，支座下半部通過滑塊和滑軌與輪支架連在一起，即支座下半部的底端設有滑塊，輪支架的頂端設有滑軌，所述滑軌的布置方向與二級端梁相垂直，所述輪支架的外側設有驅動軸，內側設有背輪軸，所述驅動軸和背輪軸分別以可繞自身轉動的方式設置在輪支架上，驅動軸的下端設有驅動齒輪，背輪軸的下端設有背輪，所述減速機的輸出軸通過半聯軸器與萬向軸的上端相連，萬向軸的下端通過半聯軸器與驅動軸的上端相連；
[0009]所述二級主梁的上方固定設有一與二級主梁同向的第二條形支座，第二條形支座的頂部固定設有一與第二條形支座同向的二級軌道梁，第二條形支座的外側面上固定設有一根與第二條形支座同向的第二齒條；
[0010]所述小車為框架結構，其包括兩根相互平行的三級承重梁及分別位於三級承重梁端頭處的兩根三級端梁，所述每根三級承重梁上設有至少一套第三驅動裝置，每根三級承重梁下方的兩端處分別設有一個第三從動車輪；
[0011]所述第三驅動裝置與第二驅動裝置的結構相同，其包括設置在三級承重梁上方的電機和減速機以及設置在三級承重梁下方的支座和輪支架，所述支座包括上下兩半部，上下兩半部通過鉸接連接在一起，支座下半部通過滑塊和滑軌與輪支架連在一起，即支座下半部的底端設有滑塊，輪支架的頂端設有滑軌，所述滑軌的布置方向與三級承重梁相垂直，所述輪支架的外側設有驅動軸，內側設有背輪軸，所述驅動軸和背輪軸分別以可繞自身轉動的方式設置在輪支架上，驅動軸的下端設有驅動齒輪，背輪軸的下端設有背輪，所述減速機的輸出軸通過半聯軸器與萬向軸的上端相連，萬向軸的下端通過半聯軸器與驅動軸的上端相連；
[0012]所述二級底座的兩根二級端梁下方的第二從動車輪分別位於兩個第一軌道梁上，兩根二級端梁下方的驅動齒輪分別與兩個第一條形支座上的第一齒條相嚙合，兩根二級端梁下方的背輪分別與兩個第一條形支座的內側壁相貼緊；
[0013]所述小車的兩根三級承重梁下方的第三從動車輪分別位於兩個二級軌道梁上，兩根三級承重梁下方的驅動齒輪分別與兩個第二條形支座上的第二齒條相嚙合，兩根三級承重梁下方的背輪分別與兩個第二條形支座的內側壁相貼緊；
[0014]所述垂直隨動系統包括第四驅動裝置、第一捲筒、垂直牽引繩，第一捲筒固定於中心軸上，所述中心軸和第四驅動裝置都固定在小車上，所述第四驅動裝置包括第一、第二電機，第一電機依次通過第一制動器、第一減速機、第一聯軸器連接中心軸的左端，第二電機依次通過第二制動器、第二減速機、第二聯軸器連接中心軸的右端，六根垂直牽引繩沿第一捲筒的長度方向依次排列，並且各垂直牽引繩均纏繞在第一捲筒上，第一捲筒兩側分別設有三個支撐輪組，每個支撐輪組均包括一個水平定滑輪及第一、第二垂直定滑輪，各垂直牽引繩繞過第一捲筒後再分別繞過一組支撐輪後下垂，各垂直牽引繩依次繞過水平定滑輪、第一垂直定滑輪、第二垂直定滑輪，所述六根垂直牽引繩的下垂點分別位於一正六邊形六個邊框的交點處；
[0015]所述空間浮動式快速隨動裝置包括浮動盤、六個擺動輪組、六根水平牽引繩和動力裝置，浮動盤為正六邊形，在正六邊形的相隔的三個邊框的每個邊框的外側均裝有兩個擺動輪組，六根水平牽引繩穿過各自的擺動輪組後分別與地面上的六個空間姿態穩定系統相連接，對浮動盤施加水平力，垂直牽引繩的下端固定在浮動盤的二邊框的交點處，對浮動盤施加垂直力，浮動盤的底部裝有動力裝置；
[0016]所述空間隨動恆張力宏微控制系統包括第一機座、大伺服電機、小伺服電機、姿態固定裝置、第三聯軸器、第三制動器、換向器、第四聯軸器、第五聯軸器、第一減速器、第二捲筒、帶拉力傳感器的吊具和拉繩，所述第一機座的上端安裝在動力裝置的下方，下端裝有姿態固定裝置，姿態固定裝置用於保持目標飛行器的初始姿態，在第一機座還裝有大伺服電機、小伺服電機、第三聯軸器、第三制動器、換向器、第四聯軸器、第五聯軸器、第一減速器和第二捲筒，其中:大伺服電機通過第三聯軸器與換向器的第一埠相連，第三制動器與換向器的第二埠相連，小伺服電機通過第四聯軸器與換向器的第三埠相連，第五聯軸器的一端與換向器的第四埠相連，第五聯軸器的另一端通過第一減速器與第二捲筒相連，在第二捲筒上裝有拉繩，拉繩的一端固定在帶拉力傳感器的吊具的上端，帶拉力傳感器的吊具的下端裝有目標飛行器；
[0017]所述空間姿態穩定系統包括六個地面驅動裝置，所述六個地面驅動裝置均勻地布置在以兩個豎直支架間連線的中心為圓心的圓周上，每個地面驅動裝置包括第二機座、伺服電機、第四制動器、第二減速器、捲筒組件、擺輪組件、立柱和轉向輪組件，在第二機座上依次裝有伺服電機、第四制動器、第二減速器和捲筒組件，它們之間通過連軸器依次相連，在捲筒組件上卷有水平牽引繩，立柱裝在距捲筒組件有一間隔的垂直於第二機座的地面上，在立柱的下端裝有轉向輪組件，在立柱的上端裝有擺輪組件，從捲筒組件出來的水平牽引繩經過轉向輪組件進入擺輪組件，經過擺輪組件後纏繞在浮動盤的擺動輪組上。
[0018]本發明空間隨動系統，其中所述每根一級承重梁的下方設有至少一個水平輪組，所述水平輪組包括兩個沿豎直方向設置的軸和兩個沿水平方向設置的水平輪，每個軸的上端固定在一級承重梁的下方，所述兩個水平輪分別以可繞軸轉動的方式設置在兩個軸的下端，兩個水平輪分別位於第二軌道梁的兩側且其中心連線與第二軌道梁相垂直，所述兩個水平輪的外圓周面分別與第二軌道梁的左右側面的上方位置相貼緊，兩個水平輪位於同一個水平面內；
[0019]所述每根二級端梁的下方也設有至少一個水平輪組，所述水平輪組包括兩個沿豎直方向設置的軸和兩個沿水平方向設置的水平輪，每個軸的上端固定在二級端梁的下方，所述兩個水平輪分別以可繞軸轉動的方式設置在兩個軸的下端，兩個水平輪分別位於第一軌道梁的兩側且其中心連線與第一軌道梁相垂直，所述兩個水平輪的外圓周面分別與第一軌道梁的左右側面的上方位置相貼緊，兩個水平輪位於同一個水平面內；
[0020]所述每根三級承重梁的下方還設有至少一個水平輪組，所述水平輪組包括兩個沿豎直方向設置的軸和兩個沿水平方向設置的水平輪，每個軸的上端固定在三級承重梁的下方，所述兩個水平輪分別以可繞軸轉動的方式設置在兩個軸的下端，兩個水平輪分別位於二級軌道梁的兩側且其中心連線與二級軌道梁相垂直，所述兩個水平輪的外圓周面分別與二級軌道梁的左右側面的上方位置相貼緊，兩個水平輪位於同一個水平面內。
[0021]本發明空間隨動系統，其中所述每根一級承重梁的兩端處分別固定有一個擋軌器，第一軌道梁位於兩個擋軌器之間，所述擋軌器包括擋板和兩塊支板，兩塊支板固定在一級承重梁上且都與一級承重梁平行，擋板固定在兩塊支板的靠近第一軌道梁的側面上，所述擋板上固定設有一墊片；
[0022]所述二級主梁的兩端處也分別固定有一個擋軌器，二級軌道梁位於兩個擋軌器之間，所述擋軌器包括擋板和兩塊支板，兩塊支板固定在二級主梁上且都與二級主梁平行，擋板固定在兩塊支板的靠近二級軌道梁的側面上，所述擋板上固定設有一墊片。
[0023]本發明空間隨動系統，其中所述每根一級承重梁的下方固定設有至少一個軌道夾板，所述軌道夾板為一塊下端開有槽口的板，所述第二軌道梁位於槽口內，軌道夾板的上端固定在一級承重梁的下方；[0024]所述二級端梁下方的輪支架上也固定設有一軌道夾板，所述軌道夾板為一塊下端開有槽口的板，所述第一軌道梁位於槽口內；
[0025]所述三級承重梁下方的輪支架上還固定有一軌道夾板，所述軌道夾板為一塊下端開有槽口的板，所述二級軌道梁位於槽口內。
[0026]本發明空間隨動系統，其中所有第一從動車輪的內外側面中至少一個相同側面上設有垂直於第一從動車輪外圓周面的輪緣，所有第二從動車輪的內外側面中至少一個相同側面上設有垂直於第二從動車輪外圓周面的輪緣，所有第三從動車輪的內外側面中至少一個相同側面上設有垂直於第三從動車輪外圓周面的輪緣。
[0027]本發明空間隨動系統，其中所述一級承重梁和二級主梁的外側都設有一平臺，一級主梁的兩側分別設有一平臺。
[0028]本發明空間隨動系統，其中所述第一、二電機均連接有編碼器，第一、二制動器均為雙卡鉗盤式制動器，各垂直牽引繩在第一捲筒上單層排列。
[0029]本發明空間隨動系統，其中所述動力裝置包括兩根X嚮導軌、兩個X向橫架、X向伺服電機、兩根Y嚮導軌、兩根Y向橫架、Y向伺服電機，兩根X嚮導軌在同一平面上平行布置，在上述兩根X嚮導軌之間固定有兩個X向橫架，兩根Y嚮導軌在同一平面上平行布置，在上述兩根Y嚮導軌之間固定有兩個Y向橫架，在上述兩個X向橫架上分別裝有一個X向軸承座，在上述兩個X向軸承座內裝有一 X向絲槓，在上述X向絲槓上裝有一 X向絲槓螺母，在上述X向絲槓的端部裝有一 X向伺服電機，X向伺服電機帶動X向絲槓旋轉，使得X向絲槓螺母沿著X向絲槓直線移動，在兩根X嚮導軌的下端分別裝有一根與之平行的X向滑軌，在上述X向滑軌上分別裝有兩個X向滑塊；在X向絲槓螺母的下端固定有X向連接架的一端，X向連接架的另一端固定在上述兩根Y嚮導軌的中央，每個Y嚮導軌均固定在兩根X嚮導軌下端的一個X向滑塊上；在上述兩個Y向橫架上分別裝有一個Y向軸承座，在上述兩個Y向軸承座內裝有一 Y向絲槓，在上述Y向絲槓上裝有一 Y向絲槓螺母，在上述Y向絲槓的端部裝有一 Y向伺服電機，Y向伺服電機帶動Y向絲槓旋轉，使得Y向絲槓螺母沿著Y向絲槓直線移動，在兩根Y嚮導軌的下端分別裝有一根與之平行的Y向滑軌，在上述Y向滑軌上分別裝有兩個Y向滑塊，在Y向絲槓螺母和兩個Y向滑塊的下方安裝有用來懸掛目標飛行器的懸掛架。
[0030]本發明空間隨動系統，其中所述X嚮導軌與Y嚮導軌都為工字型鋼且相互垂直。
[0031]本發明空間隨動系統，其中所述換向器的第一埠、第二埠、第三埠和第四埠在換向器上彼此相隔90°。
[0032]本發明空間隨動系統，其中所述空間隨動恆張力宏微控制系統還包括偏角測量裝置和控制器，所述偏角測量裝置裝在靠近第二捲筒的第一機座上，其用於測量第二捲筒出繩端的拉繩張力，帶拉力傳感器的吊具和偏角測量裝置檢測到的信號傳輸給控制器，控制器根據上述檢測到的信號與設定的數值進行比較後，將修正後的信號傳輸給大伺服電機和小伺服電機，實現對拉繩張力的精確控制。
[0033]本發明空間隨動系統，其中所述大伺服電機給第二捲筒提供的動力與小伺服電機給第二捲筒提供的動力之比為9:1至7:1。
[0034]本發明空間隨動系統，其中所述空間隨動恆張力宏微控制系統還包括防跳繩裝置，防跳繩裝置裝在第二捲筒上，其用於防止拉繩從第二捲筒中脫離。[0035]本發明空間隨動系統，其中所述地面驅動裝置還包括分別安裝在捲筒組件的水平牽引繩的相對兩側的壓繩裝置和排繩裝置，所述排繩裝置包括第一滑道、排繩支架、滑輪、第二滑道、直線軸承、鏈輪、絲槓和絲槓螺母，第一滑道通過直線軸承穿過排繩支架的上端，第二滑道通過直線軸承穿過排繩支架的下端，絲槓上裝有絲槓螺母，在絲槓螺母的外側裝有直線軸承，上述裝有絲槓螺母和直線軸承的絲槓穿過排繩支架，絲槓位於第一滑道和第二滑道之間，第一滑道、第二滑道和絲槓彼此平行布置且在同一平面上，在排繩支架上還裝有滑輪軸，滑輪軸的軸線與第一滑道垂直，在滑輪軸上裝有滑輪，在絲槓的一端裝有鏈輪，該鏈輪帶動絲槓旋轉。
[0036]本發明空間隨動系統，其中在所述第一滑道、第二滑道和絲槓的左端固定有左擋架，在所述第一滑道、第二滑道和絲槓的右端固定有右擋架。
[0037]本發明空間隨動系統，其中所述所述滑輪通過滑輪軸承裝在滑輪軸上，所述滑輪軸裝在第二滑道和絲槓之間的排繩支架上。
[0038]本發明空間隨動系統，其中所述直線軸承的兩端裝有軸承擋板。
[0039]本發明空間隨動系統，其中在靠近滑輪圓周的排繩支架上裝有擋繩板。
[0040]本發明空間隨動系統與現有技術不同之處在於本發明主要用於空間飛行器在微重力環境下的飛行試驗。本發明包括兩個固定在地面上的豎直支架和一個水平支架，水平支架的兩端分別固定在兩個豎直支架上，所述水平支架上設有沿水平支架長邊方向平行布置的兩個第二軌道梁，第二軌道梁的上方設有高速重載行車齒輪同步傳動系統，高速重載行車齒輪同步傳動系統的上方設有垂直隨動系統，垂直隨動系統通過垂直牽引繩吊裝有空間浮動式快速隨動裝置，空間浮動式快速隨動裝置的下方安裝有空間隨動恆張力宏微控制系統，空間隨動恆張力宏微控制系統的下方安裝有目標飛行器，空間浮動式快速隨動裝置通過水平牽引繩分別與地面上的六個空間姿態穩定系統相連接。試驗準備階段，通過本發明牽引目標飛行器到達試驗高度，並保持飛行器的初始位姿。試驗開始時，目標飛行器以較大加速度進行運動，本發明中的高速重載行車齒輪同步傳動系統跟隨目標飛行器做水平方向的運動，而地面上的空間姿態穩定系統則用來消除目標飛行器在水平方向運動的慣性；垂直隨動系統、空間浮動式快速隨動裝置和空間隨動恆張力宏微控制系統則通過控制裝置跟隨目標飛行器做豎直方向的運動。這樣本發明就能夠模擬在微重力環境下對目標飛行器的飛行試驗。
[0041]本發明空間隨動系統中一級承重梁、二級端梁及三級承重梁的下方都設有至少一個水平輪組，水平輪組中的兩個水平輪將軌道梁卡在兩個水平輪之間，這樣當一級底座、二級底座及小車在軌道梁上就會運行得更加平穩。
[0042]本發明空間隨動系統中每根一級承重梁、二級主梁的兩端處都分別固定有一個擋軌器，這樣當二級底座在第一軌道梁上運動及小車在二級軌道梁上運動時，二級底座及小車就不會衝出軌道，而被擋軌器阻擋在軌道梁上，更加安全。
[0043]本發明空間隨動系統中每根一級承重梁的下方固定設有至少一個軌道夾板，二級端梁及三級承重梁下方的輪支架上都設有一軌道夾板，由於軌道夾板對軌道梁的夾持作用，一級底座、二級底座及小車在運行過程中就不會劇烈擺動，從而運行得更加平穩。
[0044]下面結合附圖對本發明作進一步說明。【專利附圖】
【附圖說明】
[0045]圖1為本發明空間隨動系統的結構圖；
[0046]圖2為本發明空間隨動系統中一級底座的立體圖；
[0047]圖3為圖2中①處的局部放大圖；
[0048]圖4為本發明空間隨動系統中一級底座的俯視圖；
[0049]圖5為本發明空間隨動系統中一級底座的主視圖；
[0050]圖6為沿圖4中A-A線的剖視圖；
[0051]圖7為沿圖4中B-B線的剖視圖；
[0052]圖8為本發明空間隨動系統中水平輪組的結構圖；
[0053]圖9為圖5中②處的局部放大圖；
[0054]圖10為沿圖9中C-C線的剖視圖；
[0055]圖11為圖5中③處的局部放大圖；
[0056]圖12為沿圖11中D-D線的剖視圖；
[0057]圖13為圖5中④處的局部放大圖；
[0058]圖14為圖5中④處的局部放大圖的右視圖；
[0059]圖15為圖6中⑤處的局部放大圖；
[0060]圖16為圖5中⑥處的局部放大圖；
[0061]圖17為本發明空間隨動系統中二級底座的立體圖；
[0062]圖18為本發明空間隨動系統中二級底座的俯視圖；
[0063]圖19為本發明空間隨動系統中二級底座的主視圖；
[0064]圖20為圖19中⑦處的局部放大圖；
[0065]圖21為本發明空間隨動系統中二級底座的左視圖；
[0066]圖22為沿圖18中E-E線的剖視圖；
[0067]圖23為沿圖18中F-F線的剖視圖；
[0068]圖24為沿圖18中G-G線的剖視圖；
[0069]圖25為圖24的右視圖；
[0070]圖26為圖21中⑧處的局部放大圖；
[0071]圖27為本發明空間隨動系統中小車的俯視圖；
[0072]圖28為本發明空間隨動系統中小車的主視圖；
[0073]圖29為本發明空間隨動系統中小車的左視圖；
[0074]圖30為圖27中⑨處的局部放大圖；
[0075]圖31為圖29中⑩處的局部放大圖；
[0076]圖32為本發明空間隨動系統中垂直隨動系統的立體圖；
[0077]圖33為本發明空間隨動系統中垂直隨動系統的俯視圖；
[0078]圖34為本發明空間隨動系統中空間浮動式快速隨動裝置的仰視圖；
[0079]圖35為圖34中動力裝置的正向剖面放大圖；
[0080]圖36為圖34中動力裝置的側向放大圖，為了清楚起見，拆除了 Y嚮導軌以及裝在Y嚮導軌上的其他裝置；
[0081]圖37為圖35中H-H線的剖面側向放大圖，為了清楚起見，拆除了 X嚮導軌以及裝在X嚮導軌上的其他裝置；
[0082]圖38為本發明中的空間隨動恆張力宏微控制系統的主視圖；
[0083]圖39為本發明中的空間隨動恆張力宏微控制系統的右視圖；
[0084]圖40為本發明中的空間隨動恆張力宏微控制系統的俯視圖；
[0085]圖41為圖38中沿1-1線的剖視圖；
[0086]圖42為本發明中空間姿態穩定系統的主視圖；
[0087]圖43為本發明中空間姿態穩定系統的俯視圖；
[0088]圖44為圖42中地面驅動裝置的主視圖；
[0089]圖45為圖42中地面驅動裝置的俯視圖；
[0090]圖46為本發明中排繩裝置的主視圖；
[0091]圖47為沿圖46中J-J線的剖視圖。
【具體實施方式】
[0092]如圖1所示，本發明空間隨動系統包括兩個固定在地面上的豎直支架37和一個水平支架38，水平支架38的兩端分別固定在兩個豎直支架37上，所述水平支架38上設有沿水平支架38長邊方向平行布置的兩個第二軌道梁14，第二軌道梁14的上方設有高速重載行車齒輪同步傳動系統，高速重載行車齒輪同步傳動系統的上方設有垂直隨動系統，垂直隨動系統通過垂直牽引繩39吊裝有空間浮動式快速隨動裝置，空間浮動式快速隨動裝置的下方安裝有空間隨動恆張力宏微控制系統，空間隨動恆張力宏微控制系統的下方安裝有目標飛行器40，空間浮動式快速隨動裝置通過水平牽引繩41分別與地面上的六個空間姿態穩定系統相連接。
[0093]本發明中的高速重載行車齒輪同步傳動系統包括一級底座1、設置在一級底座I上的二級底座17及設置在二級底座17上的小車18。
[0094]如圖2所示，並參照圖3、4、5、9、10、11所示，一級底座I為框架結構，其包括兩個相互平行的一級承重梁2及連接兩個一級承重梁2的兩個一級主梁3，結合圖7所示，所述一級承重梁2的外側設有一平臺4，一級主梁3的兩側分別設有一平臺4，結合圖6、12、15所示，所述每根一級承重梁2下方固定設有5套第一驅動裝置5和5個驅動車輪6，第一驅動裝置5和驅動車輪6沿一級承重梁2均勻布置，每根一級承重梁2的下方還固定設有4個第一從動車輪7，第一從動車輪7沿一級承重梁2均勻布置且與驅動車輪6交錯排列，所述驅動車輪6和第一從動車輪7的內側面上都設有垂直於車輪外圓周面的輪緣8，所述每根一級承重梁2的上方固定設有一與一級承重梁2同向的第一條形支座9,第一條形支座9的頂部固定設有一與第一條形支座9同向的第一軌道梁10，第一條形支座9的外側面上固定設有一根與第一軌道梁10同向的第一齒條11。
[0095]如圖8所示，並參照圖16所示，每根一級承重梁2的下方設有兩個水平輪組，所述水平輪組包括兩個沿豎直方向設置的軸12和兩個沿水平方向設置的水平輪13，每個軸12的上端固定在一級承重梁2的下方，所述兩個水平輪13分別以可繞軸12轉動的方式設置在兩個軸12的下端，兩個水平輪13分別位於第二軌道梁14的兩側且其中心連線與第二軌道梁14相垂直，所述第二軌道梁14的橫截面呈工字形，從上到下依次為軌頭、軌腰及軌底，所述兩個水平輪13的外圓周面分別與第二軌道梁14的軌頭的左右側面相貼緊，兩個水平輪13位於同一個水平面內。
[0096]所述每根一級承重梁2的兩端處分別固定有一個擋軌器15，第一軌道梁10位於兩個擋軌器15之間，所述擋軌器15包括擋板151和兩塊支板152，兩塊支板152固定在一級承重梁2上且都與一級承重梁2平行，擋板151固定在兩塊支板152的靠近第一軌道梁10的側面上，所述擋板151上固定設有一墊片153。
[0097]如圖13所示,並參照圖14所示,每根一級承重梁2的下方固定設有至少一個軌道夾板16，所述軌道夾板16為一塊下端開有槽口的板，所述第二軌道梁14位於槽口內，軌道夾板16的上端固定在一級承重梁2的下方。
[0098]如圖17所示，並參照圖18、19、20、21、22、23、26所示，所述二級底座17為框架結
構，其包括兩根相互平行的二級主梁19及分別位於二級主梁19端頭處的兩根二級端梁20，所述二級主梁19的外側設有一平臺4，所述每根二級端梁20上設有一套第二驅動裝置21，每根二級端梁20下方的兩端處分別設有一個第二從動車輪22。
[0099]結合圖24、25所示，所述第二驅動裝置21包括設置在二級端梁20上方的電機和減速機以及設置在二級端梁20下方的支座23和輪支架24，所述支座23包括上下兩半部，上下兩半部通過鉸接連接在一起，支座23下半部通過滑塊和滑軌與輪支架24連在一起，即支座23下半部的底端設有滑塊，輪支架24的頂端設有滑軌，所述滑軌的布置方向與二級端梁20相垂直，所述輪支架24的外側設有驅動軸25，內側設有背輪軸26，所述驅動軸25和背輪軸26分別以可繞自身轉動的方式設置在輪支架24上，驅動軸25的下端設有驅動齒輪27，背輪軸26的下端設有背輪28，所述減速機的輸出軸通過半聯軸器與萬向軸29的上端相連，萬向軸29的下端通過半聯軸器與驅動軸25的上端相連。
[0100]所述二級主梁19的上方固定設有一與二級主梁19同向的第二條形支座30，第二條形支座30的頂部固定設有一與第二條形支座30同向的二級軌道梁31，第二條形支座30的外側面上固定設有一根與第二條形支座30同向的第二齒條32。
[0101]如圖27所示，並參照圖28、29、30、31所示，所述小車18為框架結構，其包括兩根相互平行的三級承重梁33及分別位於三級承重梁33端頭處的兩根三級端梁34，所述每根三級承重梁33上設有一套第三驅動裝置35，每根三級承重梁33下方的兩端處分別設有一個第三從動車輪36。
[0102]所述第三驅動裝置35與第二驅動裝置21結構相同，包括設置在三級承重梁33上方的電機和減速機以及設置在三級承重梁33下方的支座和輪支架，所述支座包括上下兩半部，上下兩半部通過鉸接連接在一起，支座下半部通過滑塊和滑軌與輪支架連在一起，即支座下半部的底端設有滑塊，輪支架的頂端設有滑軌，所述滑軌的布置方向與三級承重梁33相垂直，所述輪支架的外側設有驅動軸，內側設有背輪軸，所述驅動軸和背輪軸分別以可繞自身轉動的方式設置在輪支架上，驅動軸的下端設有驅動齒輪，背輪軸的下端設有背輪，所述減速機的輸出軸通過半聯軸器與萬向軸的上端相連，萬向軸的下端通過半聯軸器與驅動軸的上端相連。所述小車18的兩個三級承重梁33下方的第三從動車輪36分別位於兩個二級軌道梁31上，兩根三級承重梁33下方的驅動齒輪分別與兩個第二條形支座30上的第二齒條32相嚙合，兩根三級承重梁33下方的背輪分別與兩個第二條形支座30的內側壁相貼緊。
[0103]所述每根二級端梁20的下方也設有兩個水平輪組，所述水平輪組包括兩個沿豎直方向設置的軸和兩個沿水平方向設置的水平輪13，每個軸的上端固定在二級端梁20的下方，所述兩個水平輪13分別以可繞軸轉動的方式設置在兩個軸的下端，兩個水平輪13分別位於第一軌道梁10的兩側且其中心連線與第一軌道梁10相垂直，所述兩個水平輪13的外圓周面分別與第一軌道梁10的左右側面的上方位置相貼緊，兩個水平輪13位於同一個水平面內。
[0104]所述每根三級承重梁33的下方還設有兩個水平輪組，所述水平輪組包括兩個沿豎直方向設置的軸和兩個沿水平方向設置的水平輪13，每個軸的上端固定在三級承重梁33的下方，所述兩個水平輪13分別以可繞軸轉動的方式設置在兩個軸的下端，兩個水平輪13分別位於二級軌道梁31的兩側且其中心連線與二級軌道梁31相垂直，所述兩個水平輪
13的外圓周面分別與二級軌道梁31的左右側面的上方位置相貼緊，兩個水平輪13位於同一個水平面內。
[0105]所述二級主梁19的兩端處也分別固定有一個擋軌器15，二級軌道梁31位於兩個擋軌器15之間，所述擋軌器15包括擋板和兩塊支板，兩塊支板固定在二級主梁19上且都與二級主梁19平行，擋板固定在兩塊支板的靠近二級軌道梁31的側面上，所述擋板上固定
設有一墊片。
[0106]所述二級端梁20下方的輪支架24上也固定設有一軌道夾板16，所述軌道夾板16為一塊下端開有槽口的板，所述第一軌道梁10位於槽口內。
[0107]所述三級承重梁33下方的輪支架上還固定有一軌道夾板16，所述軌道夾板16為一塊下端開有槽口的板，所述二級軌道梁31位於槽口內。
[0108]所述第二從動車輪22的內側面上設有垂直於第二從動車輪22外圓周面的輪緣，第三從動車輪36的內側面上設有垂直於第三從動車輪36外圓周面的輪緣。
[0109]下面介紹一下高速重載行車齒輪同步傳動系統的工作過程:一級承重梁2下面的第一驅動裝置5通過齒輪傳動而帶動驅動車輪6向前運動，第一從動車輪7在驅動車輪6的作用下也向前運動。由於驅動車輪6和第一從動車輪7的內側面上設有垂直於車輪外圓周面的輪緣8，這樣整個一級底座I就不會因為在運行過程中的左右擺動而脫軌。再加上設置在一級承重梁2下方的水平輪組和軌道夾板16，整個一級底座I就能平穩地運行在第二軌道梁14上。一級底座I中的一級承重梁2的上方還設有與一級承重梁2同向的第一條形支座9,第一條形支座9的頂部固定設有一與第一條形支座9同向的第一軌道梁10,第一條形支座9的外側面上固定設有一根與第一軌道梁10同向的第一齒條11。正是基於一級底座I能夠在第二軌道梁14上平穩地運行，所以就能夠在一級底座I的一級承重梁2上方繼續設置二級底座17，即二級底座17中的二級端梁20下方的驅動齒輪27與一級承重梁2上的第一齒條11相嚙合，第二驅動裝置21帶動驅動齒輪27轉動，從而使二級底座17能夠在一級底座I上運動。而小車18又在二級底座17上運動，即小車的兩根三級承重梁33下方的第三從動車輪36分別位於兩個二級軌道梁31上，兩根三級承重梁33下方的驅動齒輪分別與兩個第二條形支座30上的第二齒條32相嚙合，兩根三級承重梁33下方的背輪分別與兩個第二條形支座30的內側壁相貼緊，並且小車18的運動方向與二級底座17的運動方向相垂直。這樣，高速重載行車齒輪同步傳動系統就能夠滿足目標飛行器40在水平方向上的快速隨動試驗。
[0110]如圖32、33所示，本發明中的垂直隨動系統包括第四驅動裝置、第一捲筒42、垂直牽引繩39，第一捲筒42固定於中心軸上，第四驅動裝置包括第一、第二電機44、45，第一、第二電機44、45均為大功率伺服電機，電機功率達845kw，第一、第二電機44、45均連接有編碼器，第一電機44依次通過第一制動器46、第一減速機47、第一聯軸器48連接中心軸的左端，第二電機45依次通過第二制動器49、第二減速機50、第二聯軸器51連接中心軸的右端，第一、第二制動器46、49均為雙卡鉗盤式制動器，六根垂直牽引繩39沿第一捲筒42的長度方向依次排列，並且各垂直牽引繩39均纏繞在第一捲筒42上，各垂直牽引繩39在第一捲筒上單層排列，第一捲筒直徑達1400mm，第一捲筒兩側分別設有三組支撐輪組，每組支撐輪組均包括一個水平定滑輪52及第一、第二垂直定滑輪53、54，各垂直牽引繩繞過第一捲筒後再分別繞過一組支撐輪組後下垂，各垂直牽引繩依次繞過支撐輪組的水平定滑輪52、第一垂直定滑輪53、第二垂直定滑輪54，六根垂直牽引繩的下垂點分別位於一正六邊形六個邊框的交點處。
[0111]試驗時，整個垂直隨動系統安裝於高速重載行車齒輪同步傳動系統的上方，目標飛行器40安裝於浮動盤55的下方，浮動盤55為正六邊形，六根垂直牽引繩下端分別固定於浮動盤55的六個交點處,開啟第一、第二電機，將浮動盤55吊起,與空間隨動系統的其他裝置一起模擬目標飛行器40在微重力環境下的飛行狀況。
[0112]如圖34所示，本發明中的空間浮動式快速隨動裝置包括浮動盤55、六個擺動輪組56、六根水平牽引繩41和動力裝置57，浮動盤55為正六邊形，在正六邊形的相隔的三個邊框的每個邊框的外側均裝有兩個擺動輪組56，一根水平牽引繩41穿過各自的擺動輪組56後固定在水平支架上，對浮動盤55施加水平力，水平牽引繩41的拉力方向與其所在的浮動盤55邊框垂直。垂直牽引繩39的一端固定在浮動盤55的二邊框的交點處，垂直牽引繩39另一端固定在垂直支架上，對浮動盤55施加垂直力，垂直牽引繩39的拉力方法與浮動盤55所在平面垂直。浮動盤55的底部裝有動力裝置57。一個浮動盤55，通過六個均勻布置的吊點懸浮於空中，當浮動盤55的空間座標位置發生變化時，擺動輪組56能跟隨擺動，調整水平牽引繩41對浮動盤55施加水平力的方向，從而控制空間浮動式快速隨動裝置的水平剛度。
[0113]如圖35和圖36所示，動力裝置57包括:兩根X嚮導軌58、兩個X向橫架59和X向伺服電機62，X嚮導軌58為工字型鋼，兩根X嚮導軌58在同一平面上平行布置，在上述兩根X嚮導軌58之間固定有兩個X向橫架59,兩根Y嚮導軌66在同一平面上平行布置，在上述兩個X向軸承座60內裝有一 X向絲槓61，在上述X向絲槓61上裝有一 X向絲槓螺母64，在上述X向絲槓61的端部裝有一 X向伺服電機62，X向伺服電機62帶動X向絲槓61旋轉，使得X向絲槓螺母64沿著X向絲槓61直線移動，在兩根X嚮導軌58的下端分別裝有一根與之平行的X向滑軌63，在上述X向滑軌63上分別裝有兩個X向滑塊67，X向滑塊67在兩根X向滑軌63上對稱布置；在X向絲槓螺母64的下端固定有X向連接架65的一端。
[0114]如圖35和圖37所示，動力裝置57還包括:兩根Y嚮導軌66、兩根Y向橫架70和Y向伺服電機72，Y嚮導軌66為工字型鋼，在上述兩根Y嚮導軌66之間固定有兩個Y向橫架70，在上述兩個X向橫架59上分別裝有一個X向軸承座60，在上述兩個Y向橫架70上分別裝有一個Y向軸承座71，在上述兩個Y向軸承座71內裝有一 Y向絲槓69，在上述Y向絲槓69上裝有一 Y向絲槓螺母73，在上述Y向絲槓69的端部裝有一 Y向伺服電機72，Y向伺服電機72帶動Y向絲槓69旋轉，使得Y向絲槓螺母73沿著Y向絲槓69直線移動，在兩根Y嚮導軌66的下端分別裝有一根與之平行的Y向滑軌74，在上述Y向滑軌74上分別裝有兩個Y向滑塊68，Y向滑塊68在兩根Y向滑軌66上對稱布置。X向連接架65的另一端固定在上述兩根Y嚮導軌66的中央,每個Y嚮導軌66均固定在兩根X嚮導軌58下端的一個X向滑塊67上。X嚮導軌58與Y嚮導軌66相互垂直。
[0115]在Y向絲槓螺母73和兩個Y向滑塊68的下方裝有目標飛行器40的懸掛架(圖中未畫出)，目標飛行器40裝在懸掛架上，X軸快速隨動單元採用高精度滾珠絲槓+導軌的組合方式，在Y軸快速隨動單元疊掛在X軸快速隨動單元之下，Y軸快速隨動單元也採用高精度滾珠絲槓+導軌的組合方式。如果將目標飛行器40吊掛於Y軸快速隨動單元的螺母座下，通過對兩套隨動單元進行同步控制，即可實現目標飛行器40沿X和Y兩個方向高精度的水平快速隨動。當X及Y軸快速隨動單元動作時，電纜拖動裝置有助於將電纜引導致指定位置。
[0116]如圖38所示，並參照圖39、40、41所示，本發明中的空間隨動恆張力宏微控制系統包括第一機座75、大伺服電機76、小伺服電機77、姿態固定裝置79、第三聯軸器80、第三制動器81、換向器82.、第四聯軸器83、第五聯軸器84、第一減速器85、第二捲筒86、帶拉力傳感器的吊具88和拉繩89，在第一機座75的下端裝有姿態固定裝置79，姿態固定裝置79用於保持目標飛行器40的初始姿態，在第一機座75還裝有大伺服電機76、小伺服電機77、第三聯軸器80、第三制動器81、換向器82、第四聯軸器83、第五聯軸器84、第一減速器85和第二捲筒86，其中:大伺服電機76通過第三聯軸器80與換向器82的第一埠相連，第三制動器81與換向器82的第二埠相連，小伺服電機77通過第四聯軸器83與換向器82的第三埠相連，第五聯軸器84的一端與換向器82的第四埠相連，第五聯軸器84的另一端通過第一減速器85與第二捲筒86相連，大伺服電機76給第二捲筒86提供的動力與小伺服電機77給第二捲筒86提供的動力之比為9:1至7:1。如圖41所示，換向器82的第一埠、第二埠、第三埠和第四埠在換向器82上彼此相隔90°。在第二捲筒86上裝有拉繩89，拉繩89的一端固定在帶拉力傳感器的吊具88的上端，帶拉力傳感器的吊具88的下端裝有目標飛行器40。
[0117]如圖39所示，空間隨動恆張力宏微控制系統還包括:偏角測量裝置78，偏角測量裝置78裝在靠近第二捲筒86的第一機座75上，它用於測量第二捲筒86出繩端的拉繩89張力。
[0118]空間隨動恆張力宏微控制系統還包括:控制器(圖中未畫出)，帶拉力傳感器的吊具88和偏角測量裝置78檢測到的信號傳輸給控制器，控制器根據上述檢測到的信號與設定的數值進行比較後，將修正後的信號傳輸給大伺服電機76和小伺服電機77，實現對拉繩89張力的精確控制。
[0119]如圖39所示，空間隨動恆張力宏微控制系統還包括:防跳繩裝置87，防跳繩裝置87裝在第二捲筒86，它用於防止拉繩89從第二捲筒86中脫離。
[0120]空間隨動恆張力宏微控制系統的工作原理:第一機座75是整套系統的安裝基礎，姿態固定裝置79安裝在第一機座下端，隨動試驗開始前，通過該裝置保持目標飛行器40(圖中未畫出)的初始姿態。大伺服電機76與小伺服電機77分別通過第三聯軸器80、第四聯軸器83與換向器82相連,換向器82將大伺服電機76與小伺服電機77的動力匯總後經第五聯軸器84輸出給第一減速器85,第一減速器85輸出端安裝有第二捲筒86,第二捲筒86上方設置有防跳繩裝置87，第二捲筒86筒體上纏繞著拉繩89，第二捲筒86出繩端設置有偏角測量裝置78，拉繩89末端安裝了帶拉力傳感器的吊具88，並通過帶拉力傳感器的吊具88與目標飛行器40相連。系統開始工作時，首先鬆開第三制動器81，並同時啟動大伺服電機76和小伺服電機77，控制器接收了帶拉力傳感器的吊具88和偏角測量裝置78輸送的信號後，與設定數值進行比對形成一個反饋信號，實時控制大伺服電機76和小伺服電機77轉速及輸出力矩，保持拉繩89施加給目標飛行器40的拉力為恆定值。
[0121]如圖42所示，並參照圖43所示，本發明中的空間姿態穩定系統包括六個地面驅動裝置100，所述六個地面驅動裝置100均勻地布置在以兩個豎直支架37間連線的中心為圓心的圓周上，結合圖44、45所示，每個地面驅動裝置100包括第二機座90、伺服電機91、第四制動器92、第二減速器93、捲筒組件94、擺輪組件95、立柱96、轉向輪組件97、壓繩裝置98和排繩裝置99，在第二機座90上依次裝有伺服電機91、第四制動器92、第二減速器93和捲筒組件94，它們之間通過連軸器依次相連，在捲筒組件94上卷有水平牽引繩41，壓繩裝置98和排繩裝置99裝在捲筒組件94的水平牽引繩41的相對的兩側，它們彼此間隔180度。立柱96裝在距捲筒組件94有一間隔的垂直於第二機座90的地面上，在立柱96的下端裝有轉向輪組件97，在立柱96的上端裝有擺輪組件95，從捲筒組件94出來的水平牽引繩41經過轉向輪組件97進入擺輪組件95，經過擺輪組件95後纏繞在浮動盤55的擺動輪組上。
[0122]空間姿態穩定系統由六套完全相同的地面驅動裝置100構成，其工作原理如下:第二機座90是整套系統的安裝基礎，伺服電機91、第四制動器92、第二減速器93及捲筒組件94等由左至右依次安裝在第二機座90上，並通過聯軸器傳遞扭矩及轉速。捲筒支座的一側安裝有壓繩裝置98，用於防止因捲筒高速旋轉而導致的水平牽引繩脫槽故障。捲筒支座的另一側安裝有排繩裝置99，保證水平牽引繩在收放過程中，始終有序地排列在捲筒表面，不出現亂繩等故障。捲筒右側設置有固定於地面的立柱96，轉向輪組件97及擺輪組件95均各自獨立安裝在立柱的側面及頂部，水平牽引繩經排繩裝置水平導出捲筒後，首先經過轉向滑輪改變走向，垂直向上爬升至立柱頂部，再經擺輪的引導指向空中的浮動盤55。
[0123]空間姿態穩定系統主要用於目標飛行器40在微重力環境下的飛行試驗。本系統由六套完全相同的地面驅動裝置100組成，地面驅動裝置100均通過一根水平牽引繩41與空中的浮動盤55的六個牽引點相連，並分別在這六個牽引點施加牽引力。空間姿態穩定系統實時調整六根水平牽引繩41中的張力，並通過收放水平牽引繩41的動作維持空中浮動盤55的水平姿態，防止浮動盤55的扭轉和傾覆。
[0124]如圖46所示，並參照圖47所示，所述排繩裝置99包括第一滑道103、排繩支架105、滑輪106、第二滑道109、直線軸承102、鏈輪114、絲槓113和絲槓螺母112，第一滑道103通過直線軸承102穿過排繩支架105的上端，第二滑道109通過直線軸承102穿過排繩支架105的下端，絲槓113上裝有絲槓螺母112，在絲槓螺母112的外側裝有直線軸承102，上述裝有絲槓螺母112和直線軸承102的絲槓113穿過排繩支架105，絲槓113位於第一滑道103和第二滑道109之間，第一滑道103、第二滑道109和絲槓113彼此平行布置且在同一平面上，在第一滑道103、第二滑道109和絲槓113的左端固定有左擋架111，在第一滑道103、第二滑道109和絲槓113的右端固定有右擋架104，直線軸承102的兩端裝有軸承擋板101。在排繩支架105上還裝有滑輪軸108，滑輪軸108裝在第二滑道109和絲槓113之間的排繩支架105上，滑輪軸108的軸線與第一滑道103垂直，在滑輪軸108上裝有滑輪106，滑輪106通過滑輪軸承107裝在滑輪軸108上。在絲槓113的一端裝有鏈輪114，該鏈輪114帶動絲槓113旋轉。在靠近滑輪106圓周的排繩支架105上裝有擋繩板110，用於將高速載重的水平牽引繩通過滑輪106排出。
[0125]排繩裝置99的工作原理:左擋架104和右擋架111固定於卷揚機座(圖中未畫出)上，第一滑道103、第二滑道109和絲槓113安裝在左擋架104和右擋架111上，絲槓113通過鏈輪114和鏈條(圖中未畫出)與捲筒相連，捲筒的轉動帶動鏈輪114的轉動，鏈輪114的旋轉速度與絲槓113螺距和水平牽引繩直徑匹配，保證捲筒旋轉一圈，絲槓螺母112水平移動一個水平牽引繩直徑的距離(捲筒繩槽間距)。絲槓螺母112與排繩支架105固定，滑輪軸108與排繩支架105固定，絲槓113在鏈輪114的帶動下旋轉，絲槓113帶動絲槓螺母112在絲槓113上直線移動，並且帶動排繩支架105沿著第一滑道103和第二滑道109移動，水平牽引繩通過滑輪106被排出，實現水平牽引繩與捲筒之間纏繞的O傾角，保證高速狀態下水平牽引繩纏繞的安全順暢可靠。
[0126]以上所述的實施例僅僅是對本發明的優選實施方式進行描述，並非對本發明的範圍進行限定，在不脫離本發明設計精神的前提下，本領域普通技術人員對本發明的技術方案作出的各種變形和改進，均應落入本發明權利要求書確定的保護範圍內。
【權利要求】
1.一種空間隨動系統，其特徵在於:包括兩個固定在地面上的豎直支架(37)和一個水平支架(38 )，水平支架(38 )的兩端分別固定在兩個豎直支架(37 )上，所述水平支架(38 )上設有沿水平支架(38)長邊方向平行布置的兩個第二軌道梁(14)，第二軌道梁(14)的上方設有高速重載行車齒輪同步傳動系統，高速重載行車齒輪同步傳動系統的上方設有垂直隨動系統，垂直隨動系統通過垂直牽引繩(39)吊裝有空間浮動式快速隨動裝置，空間浮動式快速隨動裝置的下方安裝有空間隨動恆張力宏微控制系統，空間隨動恆張力宏微控制系統的下方安裝有目標飛行器(40)，空間浮動式快速隨動裝置通過水平牽引繩(41)分別與地面上的六個空間姿態穩定系統相連接； 所述高速重載行車齒輪同步傳動系統包括一級底座(I)、設置在一級底座(I)上的二級底座(17)及設置在二級底座(17)上的小車(18); 所述一級底座(I)為框架結構，其包括兩個相互平行的一級承重梁(2)及連接兩個一級承重梁(2)的兩個一級主梁(3)，所述每根一級承重梁(2)下方固定設有至少一套第一驅動裝置(5)和至少一個驅動車輪(6)，每根一級承重梁(2)的下方還固定設有至少一個第一從動車輪(7 )，所有驅動車輪(6 )的內外側面中至少一個相同側面上設有垂直於驅動車輪(6)外圓周面的輪緣，所述每根一級承重梁(2)的上方固定設有與一級承重梁(2)同向的第一條形支座(9),第一條形支座(9)的頂部固定設有與第一條形支座(9)同向的第一軌道梁(10),第一條形 支座(9)的外側面上固定設有一根與第一軌道梁(10)同向的第一齒條(11)； 所述二級底座(17)為框架結構，其包括兩根相互平行的二級主梁(19)及分別位於二級主梁(19)端頭處的兩根二級端梁(20)，所述每根二級端梁(20)上設有至少一套第二驅動裝置(21)，每根二級端梁(20)下方的兩端處分別設有一個第二從動車輪(22)； 所述第二驅動裝置(21)包括設置在二級端梁(20)上方的電機和減速機以及設置在二級端梁(20)下方的支座(23)和輪支架(24)，所述支座(23)包括上下兩半部，上下兩半部通過鉸接連接在一起，支座(23 )下半部通過滑塊和滑軌與輪支架(24 )連在一起，即支座(23)下半部的底端設有滑塊，輪支架(24)的頂端設有滑軌，所述滑軌的布置方向與二級端梁(20)相垂直，所述輪支架(24)的外側設有驅動軸(25)，內側設有背輪軸(26)，所述驅動軸(25)和背輪軸(26)分別以可繞自身轉動的方式設置在輪支架(24)上，驅動軸(25)的下端設有驅動齒輪(27 )，背輪軸(26 )的下端設有背輪(28 )，所述減速機的輸出軸通過半聯軸器與萬向軸(29)的上端相連，萬向軸(29)的下端通過半聯軸器與驅動軸(25)的上端相連；所述二級主梁(19)的上方固定設有一與二級主梁(19)同向的第二條形支座(30)，第二條形支座(30)的頂部固定設有一與第二條形支座(30)同向的二級軌道梁(31)，第二條形支座(30)的外側面上固定設有一根與第二條形支座(30)同向的第二齒條(32)； 所述小車(18)為框架結構，其包括兩根相互平行的三級承重梁(33)及分別位於三級承重梁(33)端頭處的兩根三級端梁(34)，所述每根三級承重梁(33)上設有至少一套第三驅動裝置(35)，每根三級承重梁(33)下方的兩端處分別設有一個第三從動車輪(36)； 所述第三驅動裝置(35)與第二驅動裝置(21)的結構相同，其包括設置在三級承重梁(33)上方的電機和減速機以及設置在三級承重梁(33)下方的支座和輪支架，所述支座包括上下兩半部，上下兩半部通過鉸接連接在一起，支座下半部通過滑塊和滑軌與輪支架連在一起，即支座下半部的底端設有滑塊，輪支架的頂端設有滑軌，所述滑軌的布置方向與三級承重梁(33)相垂直，所述輪支架的外側設有驅動軸，內側設有背輪軸，所述驅動軸和背輪軸分別以可繞自身轉動的方式設置在輪支架上，驅動軸的下端設有驅動齒輪，背輪軸的下端設有背輪，所述減速機的輸出軸通過半聯軸器與萬向軸的上端相連，萬向軸的下端通過半聯軸器與驅動軸的上端相連； 所述二級底座(17)的兩根二級端梁(20)下方的第二從動車輪(22)分別位於兩個第一軌道梁(10)上，兩根二級端梁(20)下方的驅動齒輪(27)分別與兩個第一條形支座(9)上的第一齒條(11)相嚙合，兩根二級端梁(20)下方的背輪(28)分別與兩個第一條形支座(9)的內側壁相貼緊； 所述小車(18)的兩根三級承重梁(33)下方的第三從動車輪(36)分別位於兩個二級軌道梁(31)上，兩根三級承重梁(33)下方的驅動齒輪分別與兩個第二條形支座(30)上的第二齒條(32)相嚙合，兩根三級承重梁(33)下方的背輪分別與兩個第二條形支座(30)的內側壁相貼緊； 所述垂直隨動系統包括第四驅動裝置、第一捲筒(42)、垂直牽引繩(39)，第一捲筒(42)固定於中心軸上，所述中心軸和第四驅動裝置都固定在小車(18)上，所述第四驅動裝置包括第一、第二電機(44、45),第一電機(44)依次通過第一制動器(46)、第一減速機(47)、第一聯軸器(48)連接中心軸的左端，第二電機(45)依次通過第二制動器(49)、第二減速機(50)、第二聯軸器(51)連接中心軸的右端，六根垂直牽引繩(39)沿第一捲筒(42)的長度方向依次排列，並且各垂直牽引繩(39)均纏繞在第一捲筒(42)上，第一捲筒兩側分別設有三個支撐輪組，每個支撐輪組均包括一個水平定滑輪(52)及第一、第二垂直定滑輪(53、54)，各垂直牽引繩繞過第一捲筒後再分別繞過一組支撐輪後下垂，各垂直牽引繩依次繞過水平定滑輪(52)、第一垂直定滑輪(53)、第二垂直定滑輪(54)，所述六根垂直牽引繩的下垂點分別位於一正六邊形六個邊框的交點處； 所述空間浮動式快速隨動裝置包括浮動盤(55)、六個擺動輪組(56)、六根水平牽引繩(41)和動力裝置(57)，浮動盤(55)為正六邊形，在正六邊形的相隔的三個邊框的每個邊框的外側均裝有兩個擺動輪組(56)，六根水平牽引繩(41)穿過各自的擺動輪組(56)後分別與地面上的六個空間姿態穩定系統相連接，對浮動盤(55)施加水平力，垂直牽引繩(39)的下端固定在浮動盤(55)的二邊框的交點處，對浮動盤(55)施加垂直力，浮動盤(55)的底部裝有動力裝置(57)； 所述空間隨動恆張力宏微控制系統包括第一機座(75)、大伺服電機(76)、小伺服電機(77)、姿態固定裝置(79)、第三聯軸器(80)、第三制動器(81)、換向器(82)、第四聯軸器(83)、第五聯軸器(84)、第一減速器(85)、第二捲筒(86)、帶拉力傳感器的吊具(88)和拉繩(89)，所述第一機座(75)的上端安裝在動力裝置的下方，下端裝有姿態固定裝置(79)，姿態固定裝置(79)用於保持目標飛行器的初始姿態，在第一機座(75)還裝有大伺服電機(76)、小伺服電機(77)、第三聯軸器(80)、第三制動器(81)、換向器(82)、第四聯軸器(83)、第五聯軸器(84)、第一減速器(85)和第二捲筒(86)，其中:大伺服電機(76)通過第三聯軸器(80)與換向器(82)的第一埠相連，第三制動器(81)與換向器(82)的第二埠相連，小伺服電機(77)通過第四聯軸器(83)與換向器(82)的第三埠相連，第五聯軸器(84)的一端與換向器(82)的第四埠相連，第五聯軸器(84)的另一端通過第一減速器(85)與第二捲筒(86)相連，在第二捲筒(86)上裝有拉繩(89)，拉繩(89)的一端固定在帶拉力傳感器的吊具(88)的上端，帶拉力傳感器的吊具(88)的下端裝有目標飛行器(40)； 所述空間姿態穩定系統包括六個地面驅動裝置(100)，所述六個地面驅動裝置(100)均勻地布置在以兩個豎直支架間連線的中心為圓心的圓周上，每個地面驅動裝置(100)包括第二機座(90)、伺服電機(91)、第四制動器(92)、第二減速器(93)、捲筒組件(94)、擺輪組件(95)、立柱(96)和轉向輪組件(97)，在第二機座(90)上依次裝有伺服電機(91)、第四制動器(92)、第二減速器(93)和捲筒組件(94)，它們之間通過連軸器依次相連，在捲筒組件(94)上卷有水平牽引繩(41)，立柱(96)裝在距捲筒組件(94)有一間隔的垂直於第二機座(90 )的地面上，在立柱(96 )的下端裝有轉向輪組件(97 )，在立柱(96 )的上端裝有擺輪組件(95 )，從捲筒組件(94 )出來的水平牽弓丨繩(41)經過轉向輪組件(97 )進入擺輪組件(95 )，經過擺輪組件後纏繞在浮動盤(55)的擺動輪組上。
2.根據權利要求1所述的空間隨動系統，其特徵在於:所述每根一級承重梁(2)的下方設有至少一個水平輪組，所述水平輪組包括兩個沿豎直方向設置的軸(12)和兩個沿水平方向設置的水平輪(13)，每個軸(12)的上端固定在一級承重梁(2)的下方，所述兩個水平輪(13)分別以可繞軸(12)轉動的方式設置在兩個軸(12)的下端，兩個水平輪(13)分別位於第二軌道梁(14)的兩側且其中心連線與第二軌道梁(14)相垂直，所述兩個水平輪(13)的外圓周面分別與第二軌道梁(14)的左右側面的上方位置相貼緊，兩個水平輪(13)位於同一個水平面內； 所述每根二級端梁(2 0)的下方也設有至少一個水平輪組，所述水平輪組包括兩個沿豎直方向設置的軸和兩個沿水平方向設置的水平輪(13)，每個軸的上端固定在二級端梁(20)的下方，所述兩個水平輪(13)分別以可繞軸轉動的方式設置在兩個軸的下端，兩個水平輪(13)分別位於第一軌道梁(10)的兩側且其中心連線與第一軌道梁(10)相垂直，所述兩個水平輪(13)的外圓周面分別與第一軌道梁(10)的左右側面的上方位置相貼緊，兩個水平輪(13)位於同一個水平面內； 所述每根三級承重梁(33)的下方還設有至少一個水平輪組，所述水平輪組包括兩個沿豎直方向設置的軸和兩個沿水平方向設置的水平輪(13)，每個軸的上端固定在三級承重梁(33)的下方，所述兩個水平輪(13)分別以可繞軸轉動的方式設置在兩個軸的下端，兩個水平輪(13)分別位於二級軌道梁(31)的兩側且其中心連線與二級軌道梁(31)相垂直，所述兩個水平輪(13)的外圓周面分別與二級軌道梁(31)的左右側面的上方位置相貼緊，兩個水平輪(13)位於同一個水平面內。
3.根據權利要求1或2所述的空間隨動系統，其特徵在於:所述每根一級承重梁(2)的兩端處分別固定有一個擋軌器(15)，第一軌道梁(10)位於兩個擋軌器(15)之間，所述擋軌器(15 )包括擋板(151)和兩塊支板(152 )，兩塊支板(152 )固定在一級承重梁(2 )上且都與一級承重梁(2)平行，擋板(151)固定在兩塊支板(152)的靠近第一軌道梁(10)的側面上，所述擋板(151)上固定設有一墊片(153)； 所述二級主梁(19)的兩端處也分別固定有一個擋軌器(15)，二級軌道梁(31)位於兩個擋軌器(15)之間，所述擋軌器(15)包括擋板和兩塊支板，兩塊支板固定在二級主梁(19)上且都與二級主梁(19)平行，擋板固定在兩塊支板的靠近二級軌道梁(31)的側面上，所述擋板上固定設有一墊片。
4.根據權利要求3所述的空間隨動系統，其特徵在於:所述每根一級承重梁(2)的下方固定設有至少一個軌道夾板(16)，所述軌道夾板(16)為一塊下端開有槽口的板，所述第二軌道梁(14)位於槽口內，軌道夾板(16)的上端固定在一級承重梁(2)的下方； 所述二級端梁(20)下方的輪支架(24)上也固定設有一軌道夾板(16)，所述軌道夾板(16)為一塊下端開有槽口的板，所述第一軌道梁(10)位於槽口內； 所述三級承重梁(33)下方的輪支架上還固定有一軌道夾板，所述軌道夾板為一塊下端開有槽口的板，所述二級軌道梁(31)位於槽口內。
5.根據權利要求4所述的空間隨動系統，其特徵在於:所有第一從動車輪(7)的內外側面中至少一個相同側面上設有垂直於第一從動車輪(7)外圓周面的輪緣(8)，所有第二從動車輪(22)的內外側面中至少一個相同側面上設有垂直於第二從動車輪(22)外圓周面的輪緣，所有第三從動車輪(36)的內外側面中至少一個相同側面上設有垂直於第三從動車輪(36)外圓周面的輪緣。
6.根據權利要求5所述的空間隨動系統，其特徵在於:所述一級承重梁(2)和二級主梁(19)的外側都設有一平臺(4)，一級主梁(3)的兩側分別設有一平臺(4)。
7.根據權利要求6所述的空間隨動系統，其特徵在於:所述第一、二電機(44、45)均連接有編碼器，第一、二制動器(46、49)均為雙卡鉗盤式制動器，各垂直牽引繩(39)在第一捲筒(42)上單層排列。
8.根據權利要求7所述的空間隨動系統，其特徵在於:所述動力裝置(57)包括兩根X嚮導軌(58)、兩個X向橫架(59)、X向伺服電機(62)、兩根Y嚮導軌(66)、兩根Y向橫架(70),Y向伺服電機(72)，兩根X嚮導軌(58)在同一平面上平行布置，在上述兩根X嚮導軌(58)之間固定有兩個X向橫架(59),兩根Y嚮導軌(66)在同一平面上平行布置,在上述兩根Y嚮導軌(66)之間固定有兩個Y向橫架(70)，在上述兩個X向橫架(59)上分別裝有一個X向軸承座(60)，在上述兩個X向軸承座(60)內裝有一 X向絲槓(61)，在上述X向絲槓(61)上裝有一 X向絲槓螺母(64)，在上述X向絲槓(61)的端部裝有一 X向伺服電機(62)，X向伺服電機(62)帶動X向絲槓(61)旋轉，使得X向絲槓螺母(64)沿著X向絲槓(61)直線移動，在兩根X嚮導軌(58)的下端分別裝有一根與之平行的X向滑軌(63)，在上述X向滑軌(63)上分別裝有兩個X向滑塊(67);在X向絲槓螺母(64)的下端固定有X向連接架(65)的一端,X向連接架(65)的另一端固定在上述兩根Y嚮導軌(66)的中央,每個Y嚮導軌(66)均固定在兩根X嚮導軌(58)下端的一個X向滑塊(67)上；在上述兩個Y向橫架(70)上分別裝有一個Y向軸承座(71)，在上述兩個Y向軸承座(71)內裝有一 Y向絲槓(69)，在上述Y向絲槓(69)上裝有一 Y向絲槓螺母(73)，在上述Y向絲槓(69)的端部裝有一 Y向伺服電機(72)，Y向伺服電機(72)帶動Y向絲槓(69)旋轉，使得Y向絲槓螺母(73)沿著Y向絲槓(69)直線移動，在兩根Y嚮導軌(66)的下端分別裝有一根與之平行的Y向滑軌(74)，在上述Y向滑軌(74)上分別裝有兩個Y向滑塊(68)，在Y向絲槓螺母(73)和兩個Y向滑塊(68)的下方安裝有用來懸掛目標飛行器(40)的懸掛架。
9.根據權利要求8所述的空間隨動系統，其特徵在於:所述X嚮導軌(58)與Y嚮導軌(66)都為工字型鋼且相互垂直。
10.根據權利要求9所述的空間隨動系統，其特徵在於:所述換向器(82)的第一埠、第二埠、第三埠和第四埠在換向器(82)上彼此相隔90°。
11.根據權利要求10所述的空間隨動系統，其特徵在於:所述空間隨動恆張力宏微控制系統還包括偏角測量裝置(78)和控制器，所述偏角測量裝置(78)裝在靠近第二捲筒(86)的第一機座(75)上，其用於測量第二捲筒(86)出繩端的拉繩(89)張力，帶拉力傳感器的吊具(88)和偏角測量裝置(78)檢測到的信號傳輸給控制器，控制器根據上述檢測到的信號與設定的數值進行比較後，將修正後的信號傳輸給大伺服電機(76 )和小伺服電機(77)，實現對拉繩(89)張力的精確控制。
12.根據權利要求11所述的空間隨動系統，其特徵在於:所述大伺服電機(76)給第二捲筒(86)提供的動力與小伺服電機(77)給第二捲筒(86)提供的動力之比為9:1至7:1。
13.根據權利要求12所述的空間隨動系統，其特徵在於:所述空間隨動恆張力宏微控制系統還包括防跳繩裝置(87)，防跳繩裝置(87)裝在第二捲筒(86)上，其用於防止拉繩(89)從第二捲筒(86)中脫離。
14.根據權利要求13所述的空間隨動系統，其特徵在於:所述地面驅動裝置(100)還包括分別安裝在捲筒組件(94)的水平牽引繩的相對兩側的壓繩裝置(98)和排繩裝置(99)，所述排繩裝置(99)包括第一滑道(103)、排繩支架(105)、滑輪(106)、第二滑道(109)、直線軸承(102)、鏈輪(114)、絲槓(113)和絲槓螺母(112)，第一滑道(103)通過直線軸承(102)穿過排繩支架(105)的上端，第二滑道(109)通過直線軸承(102)穿過排繩支架(105)的下端，絲槓(113)上裝有絲槓螺母(112)，在絲槓螺母(112)的外側裝有直線軸承(102),上述裝有絲槓螺母(112)和直線軸承(102)的絲槓(113)穿過排繩支架(105)，絲槓(113)位於第一滑道(103)和第二滑道(109)之間，第一滑道(103)、第二滑道(109)和絲槓(113)彼此平行布置且在同一平面上，在排繩 支架(105)上還裝有滑輪軸(108)，滑輪軸(108)的軸線與第一滑道(103)垂直，在滑輪軸(108)上裝有滑輪(106)，在絲槓(113)的一端裝有鏈輪(114)，該鏈輪(114)帶動絲槓(113)旋轉。
15.根據權利要求14所述的空間隨動系統，其特徵在於:在所述第一滑道(103)、第二滑道(109)和絲槓(113)的左端固定有左擋架(111)，在所述第一滑道(103)、第二滑道(109)和絲槓(113)的右端固定有右擋架(104)。
16.根據權利要求15所述的空間隨動系統，其特徵在於:所述滑輪(106)通過滑輪軸承(107)裝在滑輪軸(108)上，所述滑輪軸(108)裝在第二滑道(109)和絲槓(113)之間的排繩支架(105)上。
17.根據權利要求16所述的空間隨動系統，其特徵在於:所述直線軸承(102)的兩端裝有軸承擋板(101)。
18.根據權利要求17所述的空間隨動系統，其特徵在於:在靠近滑輪(106)圓周的排繩支架(105)上裝有擋繩板(I 10)。
【文檔編號】B64G7/00GK103466107SQ201310339998
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年8月6日 優先權日:2013年8月6日
【發明者】萬全, 智浩, 程剛, 龔奎成, 劉建斌, 王迎東, 鄭志榮, 常嵩, 楊元永, 尚文, 彭雲濤 申請人:總裝備部工程設計研究總院