本發(fā)明涉及太陽翼吊掛領(lǐng)域，更具體的說，尤其涉及一種太陽翼板地面模擬二維全氣浮展開吊掛裝置。

背景技術(shù)：

太陽翼是衛(wèi)星的能量來源。即太陽能帆板，是一種收集太陽能的裝置，通常應(yīng)用于衛(wèi)星、宇宙飛船的供能，也可用于安裝在環(huán)保型汽車頂部。太陽翼是衛(wèi)星的能量來源。衛(wèi)星發(fā)射時(shí)太陽翼處于折疊狀態(tài)，星箭分離后打開并在衛(wèi)星飛行過程中不斷調(diào)整方向，使太陽電池對(duì)準(zhǔn)太陽，為整星工作提供能量。太陽翼監(jiān)視相機(jī)可以拍攝太陽翼展開過程及工作狀態(tài)，判斷太陽翼狀態(tài)是否正常；在姿軌控配合下，還可拍攝地球與月球圖像。為使獲得的地月圖像較好，該相機(jī)采用了一款長(zhǎng)焦鏡頭。太陽能帆板有供電和充電兩大功能，相當(dāng)于一個(gè)小型發(fā)電站。太陽能帆板與太陽帆并不是同一種事物，太陽能帆板是一種收集太陽能的裝置，而太陽帆是利用太陽光的光壓進(jìn)行宇宙航行的一種航天器。

太陽翼板在太空中是以失重的環(huán)境進(jìn)行安裝的，因此，在地面進(jìn)行各種模擬展開實(shí)驗(yàn)時(shí)，我們必須將其進(jìn)行吊掛，在地面的環(huán)境下，不進(jìn)行吊掛太陽翼板便無法正常的運(yùn)行和工作；太陽翼板和鉸鏈等連接機(jī)構(gòu)都是按照失重環(huán)境下設(shè)計(jì)的，如果不解決重力的問題太陽翼就無法在地面進(jìn)行工作，所以在地球上做實(shí)驗(yàn)時(shí)我們必須將其吊掛起來，并且保證太陽翼處于標(biāo)準(zhǔn)姿態(tài)進(jìn)行質(zhì)心吊掛，從而抵消重力的影響，模擬太空的失重環(huán)境來進(jìn)行一些列的動(dòng)作。

太陽翼板的吊掛通常是采用質(zhì)心吊掛的方式，因此，在進(jìn)行其展開運(yùn)動(dòng)時(shí)，其吊點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡并非是直線運(yùn)動(dòng)的，而是呈四分之一的圓弧形軌跡來進(jìn)行運(yùn)動(dòng)而，因此，我們必須采用二維吊掛裝置對(duì)太陽翼板進(jìn)行吊掛。目前的吊掛方式為直線導(dǎo)軌的滑塊通過吊掛繩直接吊掛，但是在高精度的太陽翼板吊掛中，直線導(dǎo)軌與滑塊之間的摩擦力會(huì)對(duì)太陽翼板的空間位置和運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生附加作用力的影響，另一方面，由于太陽翼板通過吊掛繩連接到滑塊上，滑塊及其他吊掛隨動(dòng)檢都有質(zhì)量，在隨動(dòng)部件跟隨太陽翼板運(yùn)動(dòng)的過程中產(chǎn)生慣性力，該慣性力就會(huì)附加到運(yùn)動(dòng)件上，因此隨動(dòng)部件的質(zhì)量必須盡可能的小。

在太陽翼板地面展開實(shí)驗(yàn)中我們通常采用氣浮吊掛的方式，采用氣浮吊掛的原因是如果不采用氣浮吊掛，而采用傳統(tǒng)的軌道吊掛，因?yàn)榈鯍爝^程中軌道上會(huì)受到的一定的力，而太陽翼板在太空中展開時(shí)是沒有阻力的，而在地面展開時(shí)通過吊掛繩和滑輪進(jìn)行吊掛，在太陽翼板靜止的時(shí)候是沒有問題的，而在太陽翼板運(yùn)動(dòng)的時(shí)候會(huì)因?yàn)榈鯍煅b置與傳統(tǒng)的導(dǎo)軌產(chǎn)生阻力，從而導(dǎo)致展開動(dòng)作無法正常進(jìn)行，所以我們需要用完全的氣浮展開的方式來實(shí)現(xiàn)太陽翼板的展開，這樣在展開的過程中太陽翼板就不會(huì)產(chǎn)生附加的力的作用，不會(huì)影響太陽翼板展開的一些性能和特性。太陽翼板在展開時(shí)往往需要觀察太陽翼板的展開時(shí)間如果太陽翼板在展開的過程中有阻力存在則會(huì)使展開時(shí)間產(chǎn)生變化，另外太陽翼板在展開完畢后還需要觀察太陽翼板的姿態(tài)，因?yàn)樘栆戆逭归_的過程中側(cè)面是與鉸鏈連接的，在有阻力存在的情況下太陽翼板最終展開的效果可能偏左或者偏右，甚至在某一位置直接卡住，而太空上展開時(shí)太陽翼板是處于自由伸展開的狀態(tài)，所以我們希望在做地面展開實(shí)驗(yàn)時(shí)太陽翼板的展開與太空中一致，因?yàn)橐坏┐嬖谧枇ψ罱K狀態(tài)就無法實(shí)現(xiàn)，所以我們必須消除該阻力的影響。通常太陽翼板展開時(shí)我們采用長(zhǎng)軸和短軸相配合的方式，長(zhǎng)軸與短軸相互垂直，短軸沿長(zhǎng)軸運(yùn)動(dòng)，太陽翼板的吊掛繩頂部的吊掛裝置能夠沿短軸運(yùn)動(dòng)。因?yàn)槎梯S在長(zhǎng)軸上運(yùn)動(dòng)是會(huì)影響到太陽翼板的展開速度和展開特性的，因此我們需要在長(zhǎng)軸上采用氣浮的方式來消除摩擦里的影響從而測(cè)試太陽翼板的展開速度、展開頻率和展開的最終姿態(tài)；常規(guī)的太陽翼板展開時(shí)通過普通的導(dǎo)軌來實(shí)現(xiàn)，普通的導(dǎo)軌上存在摩擦力，而且其摩擦力是不穩(wěn)定和不可控的，無法采用仿真分析將該因素分析出來，因此傳統(tǒng)方案在太陽翼地面展開實(shí)驗(yàn)中實(shí)際上是無法實(shí)現(xiàn)的。如果采用全氣浮展開的方式，即長(zhǎng)軸和短軸均采用氣浮導(dǎo)軌，吊掛裝置與短軸、短軸與長(zhǎng)軸之間都沒有額外的摩擦力存在，只存在吊掛裝置、吊掛繩以及滑輪的隨動(dòng)質(zhì)量，因?yàn)樵撾S動(dòng)質(zhì)量是固定的，因此產(chǎn)生的影響也是固定的，我們可以通過計(jì)算將該影響消除，所以全氣浮展開的重復(fù)性非常好，即使進(jìn)行多次的展開實(shí)驗(yàn)也不會(huì)對(duì)太陽翼板產(chǎn)生影響。

現(xiàn)有技術(shù)中也存在著一些采用氣浮的方式來進(jìn)行太陽翼板展開實(shí)驗(yàn)的，但是并不是采用全被動(dòng)的氣浮展開實(shí)驗(yàn)，而是采用被動(dòng)與主動(dòng)相結(jié)合的氣浮展開方式，即短軸是被電機(jī)帶動(dòng)在長(zhǎng)軸上運(yùn)動(dòng)的，從理論上來說該模式是可以實(shí)現(xiàn)的，但是增加了一個(gè)主動(dòng)的拉力之后，太陽翼板在運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生力的沖擊，從而出現(xiàn)電機(jī)將太陽翼板拉壞的情況；同時(shí)由于吊掛裝置本身無法做到高剛度，高剛度意味著高質(zhì)量，而吊掛裝置的質(zhì)量不能過高，否則會(huì)將短軸或者長(zhǎng)軸壓彎。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有的吊掛裝置無法解決太陽翼板吊掛過程中的高精度需求，隨動(dòng)部件質(zhì)量較大，受到摩擦力和慣性力的附加影響不足，提供了一種太陽翼板地面模擬二維全氣浮展開吊掛裝置，該吊掛裝置能夠有效避免摩擦力和慣性力的附加影響，適合太陽翼板的吊掛。

本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)上述目的：一種太陽翼板地面模擬二維全氣浮展開吊掛裝置，包括短橫梁架、短橫梁滑塊、短橫梁氣浮座、側(cè)氣墊、調(diào)節(jié)螺栓、懸掛螺座和吊掛繩；所述短橫梁架的兩端分別通過氣浮滑塊連接兩根平行設(shè)置長(zhǎng)直滑軌，短橫梁架通過兩端的氣浮滑塊在兩根長(zhǎng)直滑軌上沿直線運(yùn)動(dòng)，所述短橫梁架中部開設(shè)有第一方形通孔，第一方形通孔將短橫梁架的頂部分隔成左右兩個(gè)水平支撐平面，短橫梁架的上端向外延伸，在短橫梁架上端的兩個(gè)水平支撐平面的端部分別形成一個(gè)傾斜支撐面；所述短橫梁滑塊整體呈菱形柱狀，短橫梁滑塊的底部呈V型，短橫梁滑塊上設(shè)有沿菱形中心線方向貫穿整個(gè)短橫梁滑塊的水平通孔，所述短橫梁滑塊上部的兩個(gè)側(cè)面上掏空成多根加強(qiáng)筋的形狀，短橫梁滑塊的頂部中心位置開有沿豎直方向貫穿整個(gè)短橫梁滑塊的豎直通孔，吊掛繩穿過所述豎直通孔且其頂端通過懸掛螺座固定在短橫梁滑塊上；所述短橫梁氣浮座支撐在所述短橫梁架上，短橫梁氣浮座的上部開設(shè)有與所述短橫梁滑塊底部相配合的V型槽，短橫梁氣浮座的中部開設(shè)有豎直貫穿整個(gè)短橫梁氣浮座的第二方形通孔，第二方形通孔兩側(cè)的V型槽的兩個(gè)面上均開設(shè)有呈陣列分布的第一氣浮孔；所述短橫梁氣浮座的底面與短橫梁架的兩個(gè)水平支撐平面相接觸的位置開設(shè)有呈陣列分布的第二氣浮孔；所述短橫梁氣浮座的左右兩端均設(shè)有與短橫梁氣浮座一體式成型并用于固定側(cè)氣墊的支腳；所述側(cè)氣墊通過調(diào)節(jié)螺栓固定在短橫梁氣浮座上，側(cè)氣墊的位置通過對(duì)調(diào)節(jié)螺栓的調(diào)節(jié)進(jìn)行調(diào)整，兩個(gè)側(cè)氣墊均傾斜設(shè)置，且分別對(duì)短橫梁架的兩個(gè)傾斜支撐面形成支撐；每個(gè)側(cè)氣墊上均開設(shè)有多個(gè)第三氣浮孔，所述側(cè)氣墊與短橫梁架相接觸的表面上還開設(shè)有與第三氣浮孔相連通的均壓槽。

進(jìn)一步的，所述懸掛螺座的下部為直徑略小于豎直通孔直徑的圓形座，懸掛落座下部的圓形座剛好與豎直通孔相配合，懸掛螺座上端的圓帽直徑大于豎直通孔的直徑。

進(jìn)一步的，所述均壓槽呈圓環(huán)形，每個(gè)第三氣浮孔對(duì)應(yīng)設(shè)置兩個(gè)與其連通的均壓槽。

進(jìn)一步的，所述短橫梁氣浮座上還設(shè)有多個(gè)用于減輕重量且不與任何一個(gè)第一氣浮孔或第二氣浮孔相連通的減重圓孔。

進(jìn)一步的，第二方形通孔兩側(cè)的V型槽的兩個(gè)面中任意一個(gè)面上的第一氣浮孔均呈二列三行均布。

進(jìn)一步的，所述第二氣浮孔呈二列三行均布。

本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，生產(chǎn)成本低；利用短橫梁架在兩根長(zhǎng)直滑軌上沿直線運(yùn)動(dòng)，短橫梁氣浮座在短橫梁架上通過氣浮支撐并能沿短橫梁架直線運(yùn)動(dòng)，二者的共同作用實(shí)現(xiàn)太陽翼板的二維展開運(yùn)動(dòng)；短橫梁氣浮座、短橫梁滑塊和側(cè)氣墊為太陽翼板的隨動(dòng)裝置，短橫梁氣浮座和短橫梁滑塊上開設(shè)有多處通孔或多處掏空，在保證剛度的基礎(chǔ)上盡可能的減輕了重量，防止隨動(dòng)部件慣性力產(chǎn)生的附加影響；短橫梁架與長(zhǎng)直導(dǎo)軌之間采用氣浮支撐，短橫梁氣浮座與短橫梁架之間采用氣浮支撐，盡可能的減小了摩擦力對(duì)整個(gè)吊掛裝置的影響，從而能夠順利的進(jìn)行太陽翼板的二維展開運(yùn)動(dòng)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一種太陽翼板地面模擬二維全氣浮展開吊掛裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明短橫梁架的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本發(fā)明短橫梁滑塊的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是本發(fā)明短橫梁氣浮座的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5是本發(fā)明短橫梁氣浮座的仰視圖。

圖6是本發(fā)明側(cè)氣墊的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7是本發(fā)明懸掛螺座的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，1-短橫梁滑塊、2-短橫梁架、3-短橫梁氣浮座、4-側(cè)氣墊、5-調(diào)節(jié)螺栓、6-懸掛螺座、7-吊掛繩、8-水平通孔、9-豎直通孔、10-加強(qiáng)筋、11-第一氣浮孔、12-第二氣浮孔、13-支腳、14-第三氣浮孔、15-均壓槽、16-水平支撐平面、17-傾斜支撐面、18-第一方形通孔、19-第二方形通孔。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明：

如圖1～7所示，一種太陽翼板地面模擬二維全氣浮展開吊掛裝置，包括短橫梁架2、短橫梁滑塊1、短橫梁氣浮座3、側(cè)氣墊4、調(diào)節(jié)螺栓5、懸掛螺座6和吊掛繩7；所述短橫梁架2的兩端分別通過氣浮滑塊連接兩根平行設(shè)置長(zhǎng)直滑軌，短橫梁架2通過兩端的氣浮滑塊在兩根長(zhǎng)直滑軌上沿直線運(yùn)動(dòng)，所述短橫梁架2中部開設(shè)有第一方形通孔18，第一方形通孔18將短橫梁架2的頂部分隔成左右兩個(gè)水平支撐平面16，短橫梁架2的上端向外延伸，在短橫梁架2上端的兩個(gè)水平支撐平面16的端部分別形成一個(gè)傾斜支撐面17。

所述短橫梁滑塊1整體呈菱形柱狀，短橫梁滑塊1的底部呈V型，短橫梁滑塊1上設(shè)有沿菱形中心線方向貫穿整個(gè)短橫梁滑塊1的水平通孔8，所述短橫梁滑塊1上部的兩個(gè)側(cè)面上掏空成多根加強(qiáng)筋10的形狀，短橫梁滑塊1的頂部中心位置開有沿豎直方向貫穿整個(gè)短橫梁滑塊的豎直通孔9，吊掛繩7穿過所述豎直通孔9且其頂端通過懸掛螺座6固定在短橫梁滑塊1上。

所述短橫梁氣浮座3支撐在所述短橫梁架2上，短橫梁氣浮座3的上部開設(shè)有與所述短橫梁滑塊1底部相配合的V型槽，短橫梁氣浮座3的中部開設(shè)有豎直貫穿整個(gè)短橫梁氣浮座3的第二方形通孔19，第二方形通孔19兩側(cè)的V型槽的兩個(gè)面上均開設(shè)有呈陣列分布的第一氣浮孔11；所述短橫梁氣浮座3的底面與短橫梁架2的兩個(gè)水平支撐平面16相接觸的位置開設(shè)有呈陣列分布的第二氣浮孔12；所述短橫梁氣浮座3的左右兩端均設(shè)有與短橫梁氣浮座3一體式成型并用于固定側(cè)氣墊4的支腳13。第二方形通孔19兩側(cè)的V型槽的兩個(gè)面中任意一個(gè)面上的第一氣浮孔11均呈二列三行均布。所述第二氣浮孔12呈二列三行均布。短橫梁氣浮座3的底部通過第二氣浮孔12內(nèi)通氣在短橫梁氣浮座3與短橫梁架2相接觸的水平支撐平面16之間形成一層氣膜，從而消除二者直接接觸之間產(chǎn)生的摩擦力。短橫梁氣浮座3上端的第一氣浮孔11內(nèi)通氣后在短橫梁氣浮座3與短橫梁滑塊1之間形成一層氣膜，從而消除短橫梁氣浮座3與短橫梁滑塊1之間的摩擦力。

所述側(cè)氣墊4通過調(diào)節(jié)螺栓5固定在短橫梁氣浮座3上，側(cè)氣墊4的位置通過對(duì)調(diào)節(jié)螺栓5的調(diào)節(jié)進(jìn)行調(diào)整，兩個(gè)側(cè)氣墊4均傾斜設(shè)置，且分別對(duì)短橫梁架2的兩個(gè)傾斜支撐面17形成支撐；每個(gè)側(cè)氣墊4上均開設(shè)有多個(gè)第三氣浮孔14，所述側(cè)氣墊4與短橫梁架2相接觸的表面上還開設(shè)有與第三氣浮孔14相連通的均壓槽15。第三氣浮孔14最佳分布方式為呈直線分布，所述均壓槽15呈圓環(huán)形，每個(gè)第三氣浮孔14對(duì)應(yīng)設(shè)置兩個(gè)與其連通的均壓槽15，兩個(gè)圓環(huán)形的均壓槽15設(shè)在多個(gè)第三氣浮孔14形成的直線的左右兩側(cè)。側(cè)氣墊4上的第三氣浮孔14通氣后在側(cè)氣墊4與短橫梁架2相接觸的傾斜支撐面17之間形成一層氣膜，從而消除二者之間直接接觸產(chǎn)生的摩擦力。

所述懸掛螺座6的下部為直徑略小于豎直通孔9直徑的圓形座，懸掛落座下部的圓形座剛好與豎直通孔9相配合，懸掛螺座6上端的圓帽直徑大于豎直通孔9的直徑。

所述短橫梁氣浮座3上還設(shè)有多個(gè)用于減輕重量且不與任何一個(gè)第一氣浮孔11或第二氣浮孔12相連通的減重圓孔。減重圓孔用于減輕短橫梁氣浮座3的整體質(zhì)量，從而減輕短橫梁氣浮座的慣性。

上述實(shí)施例只是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不是對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案的限制，只要是不經(jīng)過創(chuàng)造性勞動(dòng)即可在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的技術(shù)方案，均應(yīng)視為落入本發(fā)明專利的權(quán)利保護(hù)范圍內(nèi)。