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  • 一種可變速航天器全軌道運動模擬裝置的制作方法

    文檔序號:26100848發布日期:2021-07-30 18:11
    一種可變速航天器全軌道運動模擬裝置的制作方法

    本發明屬于航天器模擬設備技術領域,具體是一種可變速航天器全軌道運動模擬裝置。



    背景技術:

    航空航天飛行是一項耗資大、變量參數很多、非常復雜的系統工程,航天器發射后,預設軌道難以更改,一旦預設軌道適用性不理想或星載敏感器不滿足任務要求,將影響航天任務執行效果,一般會利用模擬實驗進行飛行任務或操作的真實還原,從而獲得提高航空航天員工作效率或航空航天器系統可靠性等的設計對策;現有技術中的航天器軌道模擬實驗裝置中,其用于任務環境模擬、姿態或軌道模擬條件相對單一,缺乏自身調節的多種不同運動模擬設定,使得其在航天模擬實驗時航天器模型的運動軌道不能達到真實實際狀況,因此,本領域技術人員提供了一種可變速航天器全軌道運動模擬裝置,以解決上述背景技術中提出的問題。



    技術實現要素:

    為實現上述目的,本發明提供如下技術方案:一種可變速航天器全軌道運動模擬裝置,其包括:支撐基座、主安裝柱架、支撐架體以及航天器運動模擬組件,所述支撐基座的上端面中心位置安裝有主安裝柱架;

    所述主安裝柱架上設置有航天器模擬組件,所述航天器模擬組件通過其內部軸向圓周旋轉作用以模擬其軌道運動周期軌跡;

    所述支撐基座上對稱設置有支撐架體,所述支撐架體的上端面一側均傾斜設置有側連接軸件,所述航天器運動模擬組件的兩側均設有用于嵌入安裝所述側連接軸件的內置凹槽;

    所述側連接軸件的一端通過內置凹槽與所述航天器運動模擬組件相轉動連接。

    進一步,作為優選,所述支撐基座的上端面橫向固定有外安裝架,所述外安裝架內可相對轉動的橫向設置有雙向螺桿;

    且,所述支撐架體的下端面均固定有連接導座,并由所述連接導座通過螺紋嚙合傳動作用沿所述雙向螺桿限位滑移,所述外安裝架的一側安裝有驅動電機,所述驅動電機的輸出端通過齒輪嚙合作用與所述雙向螺桿連接傳動,并驅動所述雙向螺桿作定向圓周旋轉運動;

    所述航天器運動模擬組件可相對豎向滑動的設置在所述主安裝柱架上,使得當位于所述航天器運動模擬組件兩側的支撐架體沿所述雙向螺件進行滑移時,所述航天器運動模擬組件通過側連接軸件的承載作用進行垂直面高度調整。

    進一步,作為優選,所述主安裝柱架的上端面通過承接座安裝有照明裝置。

    進一步,作為優選,所述航天器運動模擬組件包括外旋支架、內承接支件、旋轉盤體、傳動齒輪以及運動模擬裝置;其中,所述外旋支架內同軸安裝有內承接支件,所述內承接支件與所述外旋支架之間均勻排設有多個內置轉子,并由所述內置轉子可相對轉動的限位設置在所述外旋支架內;

    且,所述外旋支架的下端面中部豎直固定有固定件,所述固定件內可相對轉動的設置有軸接支桿,所述軸接支桿的一端豎直貫穿在所述外旋支架內,并于所述內承接支件相連接固定,所述外旋支架上還安裝有旋轉電機,所述旋轉電機的輸出端通過齒輪嚙合傳動作用與所述軸接支桿相連接傳動;

    所述內承接支件內可相對轉動的同軸設置有旋轉盤體,所述旋轉盤體內設有傳動齒件,且所述內承接支件上轉動設置有驅動齒輪,并由所述驅動齒輪通過輪齒嚙合傳動作用驅動旋轉盤體作定向圓周旋轉運;

    所述旋轉盤體用于模擬航天器運動的軌道中心軸;

    所述旋轉盤體上還可相對轉動的設置有運動模擬裝置,所述運動模擬裝置以旋轉盤體軸心為旋轉軸并脫離所述旋轉盤體作獨立旋轉運動。

    進一步,作為優選,所述運動模擬裝置還包括液壓伸縮缸、側調支桿、滑動導軸以及安裝支座;其中,所述旋轉盤體內可相對轉動的同軸設置有液壓伸縮缸,所述液壓伸縮缸的輸出端通過鉸軸座與航天器模型的一側相鉸接;

    且,所述液壓伸縮缸的一側平行安裝有滑動導軸,所述滑動導軸由固定在所述液壓伸縮缸上的微型電機旋轉驅動,所述滑動導軸上刻有螺紋槽,并由螺紋嚙合傳動作用可相對滑動的設置由導向件;

    所述導向件上鉸接由側調支桿,所述側調支桿的一端與設置在航天器模型尾部的所述安裝支座相轉動連接,并由所述側調支桿的伸縮導向作用驅動航天器模型繞鉸軸座進行定向偏轉。

    進一步,作為優選,所述旋轉盤體內還同軸可相對轉動的設置有連接環件,所述液壓伸縮缸遠離所述鉸軸座的對稱鉸設有主連接筋,并由所述主連接筋與所述連接環件相連接傳動;

    所述主連接筋為橫截面呈兩段式可收縮的支桿結構;

    且,所述旋轉盤體內同軸固定有導向軸套,所述液壓伸縮缸與所述連接環件之間還連設有頂護組件,所述液壓伸縮缸通過頂護組件與所述導向軸套相抵靠接觸,并沿所述導向軸套的外表面進行滑移調整。

    進一步,作為優選,所述頂護組件還包括支撐主件、連接彈簧、導輪組、夾護件以及引導輪;其中,所述液壓伸縮缸上對稱傾斜鉸設有支撐主件,所述支撐主件上可相對轉動的設置有導輪組,并由所述導輪組沿導向軸套的外表面進行滑移;

    所述支撐主件的橫截面呈兩段可折疊結構,且所述支撐主件上連設有連接彈簧;

    所述連接環件上還對稱設置有夾護件,所述夾護件通過其內部伸縮作用分別對導向軸套的側沿進行內外夾持,且位于其夾持端口均設有引導輪;

    所述夾護件內還設有內置彈簧,該內置彈簧通過彈力作用使得夾護件呈對外頂壓狀態。

    進一步,作為優選,所述導向軸套采用高形變強度的塑性材質。

    進一步,作為優選,所述導向軸套內還安裝有輔助調節裝置,該輔助調節裝置對所述導向軸套進行局部撐架的同時對導向軸套的橫截面進行局部微調,使得所述導向軸套呈圓形或橢圓形的導軸結構;

    所述輔助調節裝置包括調節螺桿、定位桿一、定位桿二、傳動支件以及驅動軸;所述導向軸套內可相對轉動的橫向設置有調節螺桿,所述調節螺桿上可相對滑動的對稱設置有驅動軸;

    且,所述驅動軸上均對稱鉸接有定位桿一,各所述驅動軸上的定位桿一之間相互連接,并構架成菱形撐護結構;

    所述驅動軸上通過支架件轉動設置有傳動支件,所述傳動支件的一端與所述定位桿一相連接;

    所述驅動軸上還鉸設有定位給桿二,所述傳動支件的另一端通過其伸縮導向作用與所述定位給桿二相連接傳動。

    與現有技術相比,本發明的有益效果是:

    本發明中,由航天器運動模擬組件進行航天器的可變速運動軌道還原實驗,為真實還原航天器軌道運動周圍環境,在主安裝柱架上靠近航天器運動模擬組件的一側設有照明裝置,通過對照明裝置進行光線調整以模擬航空飛行中的太陽輻照環境或空間冷黑環境;此中,由液壓伸縮缸與側調支桿的伸縮調節作用可實現航天器模型從“起飛-環飛-降落”的整體運動軌跡,并且在航天器變速調節中能有效對航天器模型進行擬態微調,使得其能真實還原變速狀態下的飛行切向點;且,由旋轉盤體的獨立旋轉運動可模擬地球自轉運動,同時,還設有導向軸套作為航天器的運動軌跡線,當導向軸套隨輔助調節裝置進行截面形狀調整時,航天器模型的整體軌跡也隨之改變,尤其在航天器變速脫離或回歸原軌道實驗中,其能真實還原航天器整體運動軌跡,具有較高的實驗還原效果。

    附圖說明

    圖1為本發明的結構示意圖;

    圖2為本發明中外安裝架的結構示意圖;

    圖3為本發明中航天器運動模擬組件的結構示意圖;

    圖4為本發明中運動模擬裝置的結構示意圖;

    圖5為本發明中頂護組件的結構示意圖;

    圖6為本發明中輔助調節裝置的結構示意圖;

    圖中:1:支撐基座、101外安裝架、102雙向螺桿、103驅動電機、104連接導座、2支撐架體、3側連接軸件、4航天器運動模擬組件、401外旋支架、402承接支件、403旋轉盤體、404傳動齒輪、405內置轉子、406軸接支桿、407旋轉電機、5主安裝柱架、501照明裝置、6運動模擬裝置、601液壓伸縮缸、602鉸軸座、603滑動導軸、604側調支桿、605裝支座、606連接環件、607主連接筋、7頂護組件、701支撐主件、702導輪組、703連接彈簧、704夾護件、8導向軸套、9輔助調節裝置、901調節螺桿、902定位桿一、903定位桿二、904傳動支件、905驅動軸。

    具體實施方式

    請參閱圖1,本發明實施例中,一種可變速航天器全軌道運動模擬裝置,其包括:支撐基座1、主安裝柱架5、支撐架體2以及航天器運動模擬組件4,所述支撐基座1的上端面中心位置安裝有主安裝柱架5;

    所述主安裝柱架5上設置有航天器模擬組件4,所述航天器模擬組件通過其內部軸向圓周旋轉作用以模擬其軌道運動周期軌跡;

    所述支撐基座1上對稱設置有支撐架體2,所述支撐架體2的上端面一側均傾斜設置有側連接軸件3,所述航天器運動模擬組件4的兩側均設有用于嵌入安裝所述側連接軸件3的內置凹槽;

    所述側連接軸件3的一端通過內置凹槽與所述航天器運動模擬組件4相轉動連接。

    參閱圖2,本實施例中,所述支撐基座1的上端面橫向固定有外安裝架101,所述外安裝架101內可相對轉動的橫向設置有雙向螺桿102;

    且,所述支撐架體2的下端面均固定有連接導座104,并由所述連接導座104通過螺紋嚙合傳動作用沿所述雙向螺桿102限位滑移,所述外安裝架101的一側安裝有驅動電機103,所述驅動電機103的輸出端通過齒輪嚙合作用與所述雙向螺桿102連接傳動,并驅動所述雙向螺桿102作定向圓周旋轉運動;

    所述航天器運動模擬組件4可相對豎向滑動的設置在所述主安裝柱架5上,使得當位于所述航天器運動模擬組件5兩側的支撐架體2沿所述雙向螺件102進行滑移時,所述航天器運動模擬組件4通過側連接軸件3的承載作用進行垂直面高度調整。

    本實施例中,所述主安裝柱架5的上端面通過承接座安裝有照明裝置501,此中,該照明裝置應同時能對光線角度、光線強弱以及射線焦點進行調整,使得其能在航天器模擬中進一步還原太陽輻照環境或空間冷黑環境。

    參閱圖3,本實施例中,所述航天器運動模擬組件4包括外旋支架401、內承接支件402、旋轉盤體403、傳動齒輪44以及運動模擬裝置6;其中,所述外旋支架401內同軸安裝有內承接支件402,所述內承接支件402與所述外旋支架401之間均勻排設有多個內置轉子405,并由所述內置轉子405可相對轉動的限位設置在所述外旋支架401內;

    且,所述外旋支架401的下端面中部豎直固定有固定件,所述固定件內可相對轉動的設置有軸接支桿406,所述軸接支桿406的一端豎直貫穿在所述外旋支架401內,并于所述內承接支件402相連接固定,所述外旋支架401上還安裝有旋轉電機407,所述旋轉電機407的輸出端通過齒輪嚙合傳動作用與所述軸接支桿406相連接傳動;

    所述內承接支件402內可相對轉動的同軸設置有旋轉盤體403,所述旋轉盤體403內設有傳動齒件,且所述內承接支件402上轉動設置有驅動齒輪404,并由所述驅動齒輪404通過輪齒嚙合傳動作用驅動旋轉盤體403作定向圓周旋轉運;

    所述旋轉盤體403用于模擬航天器運動的軌道中心軸;需要說明的是,內承接支件在一般情況下可作為旋轉盤體的第二旋轉運動,也就是說,旋轉盤體在獨立旋轉運動中模擬地球自轉運動,通過調整內承接支件與旋轉盤體之間的轉速比例,進而使得旋轉盤體能更加還原地球自轉運動狀態;

    所述旋轉盤體403上還可相對轉動的設置有運動模擬裝置6,所述運動模擬裝置6以旋轉盤體403軸心為旋轉軸并脫離所述旋轉盤體403作獨立旋轉運動。

    參閱圖4,本實施例中,所述運動模擬裝置6還包括液壓伸縮缸601、側調支桿602、滑動導軸603以及安裝支座605;其中,所述旋轉盤體403內可相對轉動的同軸設置有液壓伸縮缸601,所述液壓伸縮缸601的輸出端通過鉸軸座602與航天器模型的一側相鉸接;

    且,所述液壓伸縮缸601的一側平行安裝有滑動導軸603,所述滑動導軸603由固定在所述液壓伸縮缸601上的微型電機旋轉驅動,所述滑動導軸603上刻有螺紋槽,并由螺紋嚙合傳動作用可相對滑動的設置由導向件;

    所述導向件上鉸接由側調支桿604,所述側調支桿604的一端與設置在航天器模型尾部的所述安裝支座605相轉動連接,并由所述側調支桿604的伸縮導向作用驅動航天器模型繞鉸軸座602進行定向偏轉,具體而言,在航天器起飛狀態中,側調支桿與液壓伸縮缸均呈收縮狀態,并且側調支桿通過導向件處于滑動導軸的低位,從而使得航天器模型能垂直于旋轉盤體表面,作起飛預備;在航天器環飛狀態中,側調支桿與液壓伸縮缸均呈局部伸出,并且側調支桿通過導向件處于滑動導軸的高位,使得航天器模型能切向于旋轉盤體表面,作環飛狀態;在在航天器變速狀態中,則僅由側調支桿進行初步伸縮調整,使得航天器模型呈傾斜飛行狀態,而后液壓伸縮缸進行對應伸縮,從而模擬航天器的變速脫離或回歸原軌道實驗。

    作為較佳的實施例,所述旋轉盤體603內還同軸可相對轉動的設置有連接環件606,所述液壓伸縮缸601遠離所述鉸軸座602的對稱鉸設有主連接筋607,并由所述主連接筋607與所述連接環件606相連接傳動;

    所述主連接筋607為橫截面呈兩段式可收縮的支桿結構;且,該主連接筋通過其內置壓簧的彈力作用使得主連接筋呈對內收納狀態;

    且,所述旋轉盤體403內同軸固定有導向軸套8,所述液壓伸縮缸601與所述連接環件606之間還連設有頂護組件7,所述液壓伸縮缸601通過頂護組件7與所述導向軸套8相抵靠接觸,并沿所述導向軸套8的外表面進行滑移調整。

    參閱圖5,本實施例中,所述頂護組件7還包括支撐主件701、連接彈簧703、導輪組702、夾護件704以及引導輪;其中,所述液壓伸縮缸601上對稱傾斜鉸設有支撐主件701,所述支撐主件701上可相對轉動的設置有導輪組702,并由所述導輪組702沿導向軸套8的外表面進行滑移;

    所述支撐主件701的橫截面呈兩段可折疊結構,且所述支撐主件701上連設有連接彈簧703;

    所述連接環件606上還對稱設置有夾護件704,所述夾護件704通過其內部伸縮作用分別對導向軸套8的側沿進行內外夾持,且位于其夾持端口均設有引導輪;

    所述夾護件704內還設有內置彈簧,該內置彈簧通過彈力作用使得夾護件704呈對外頂壓狀態,用于輔助液壓伸縮缸的旋轉運動。

    作為本發明的最佳實施例,所述導向軸套8采用高形變強度的塑性材質,此中,由導向軸套的形變作用,可使得航天器模型的整體運動軌道進行調整,使其呈圓形軌跡或橢圓形軌跡,并能根據導向軸套的具體形變程度來調試模擬實驗中的軌跡曲率。

    參閱圖6,本實施例中,所述導向軸套8內還安裝有輔助調節裝置9,該輔助調節裝置9對所述導向軸套8進行局部撐架的同時對導向軸套8的橫截面進行局部微調,使得所述導向軸套8呈圓形或橢圓形的導軸結構;

    所述輔助調節裝置9包括調節螺桿901、定位桿一902、定位桿二903、傳動支件904以及驅動軸905;所述導向軸套8內可相對轉動的橫向設置有調節螺桿901,所述調節螺桿901上可相對滑動的對稱設置有驅動軸905;

    且,所述驅動軸905上均對稱鉸接有定位桿一902,各所述驅動軸905上的定位桿一902之間相互連接,并構架成菱形撐護結構;

    所述驅動軸905上通過支架件轉動設置有傳動支件904,所述傳動支件904的一端與所述定位桿一903相連接;

    所述驅動軸905上還鉸設有定位給桿二903,所述傳動支件904的另一端通過其伸縮導向作用與所述定位給桿二903相連接傳動,具體而言,當驅動軸通過螺紋嚙合作用沿調節螺桿進行對向滑移時,定位桿一能持續對上頂撐,而兩側的定位給桿二則通過傳動支件的伸縮傳動作用進行斜上調整,使得導向軸套呈橢圓狀態;當驅動軸通過螺紋嚙合作用沿調節螺桿進行反向滑移時,定位桿一能沿調節螺桿進行側滑,而兩側的定位給桿二則通過傳動支件的伸縮傳動作用進行橫向承接,從而使得導向軸套進行截面形變,以調整航天器軌整體軌道。

    具體地,在航天器運動軌道模擬中,通過對支撐架體的橫向滑移調控優先調整航天器運動模擬組件進行垂直面高度調節,使得照明裝置的照明光線能對應模擬航空飛行中的太陽輻照環境或空間冷黑環境;旋轉盤體在傳動齒輪驅動作用下進行圓周旋轉,通過運動模擬裝置繞旋轉盤體進行獨立旋轉來模擬“起飛-環飛-降落”的整體運動軌跡;此中可通過輔助調節裝置對導向軸套進行截面形變調整,來改變航天器整體軌道,尤其在航天器變速脫離或回歸原軌道實驗中,其能真實還原航天器整體運動軌跡,具有較高的還原模擬效果。

    上所述的,僅為本發明較佳的具體實施方式,但本發明的保護范圍并不局限于此,任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內,根據本發明的技術方案及其發明構思加以等同替換或改變,都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。

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