一種服務(wù)于高微重力科學(xué)實(shí)驗(yàn)的超靜平臺的制作方法
【專利摘要】一種服務(wù)于高微重力科學(xué)實(shí)驗(yàn)的超靜平臺，分為定子和浮子兩部分。定子為長方體盒式結(jié)構(gòu)，定子外表面為冷管包裹，定子內(nèi)表面一側(cè)布滿點(diǎn)陣LED光源，點(diǎn)陣LED光源對立的內(nèi)側(cè)中間設(shè)有定子鎖緊機(jī)構(gòu)。浮子為二十六面體剛體結(jié)構(gòu)，浮子上每個三角形面上設(shè)有超聲波傳感器，與定子鎖緊機(jī)構(gòu)對應(yīng)的一面上設(shè)有浮子鎖緊機(jī)構(gòu)，側(cè)面中間一列相間設(shè)有微推力器。浮子內(nèi)部為桁架式結(jié)構(gòu)，桁架式結(jié)構(gòu)正中心為有效載荷。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：（1）為空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)提供良好的高微重力環(huán)境，為提高我國空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)具有重大意義；（2）普遍適用于多種需要高微重力實(shí)驗(yàn)條件的有效載荷；（3）結(jié)構(gòu)簡單，能夠長期在軌服務(wù)。
【專利說明】
一種服務(wù)于高微重力科學(xué)實(shí)驗(yàn)的超靜平臺
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種航天器艙內(nèi)的超靜平臺，具體涉及一種在密封艙內(nèi)有限空間下的，服務(wù)于高微重力懸浮試驗(yàn)的超靜平臺。
【背景技術(shù)】
[0002]在載人航天領(lǐng)域，人們利用航天器中的失重環(huán)境，在航天器內(nèi)開展多種基礎(chǔ)物理或科學(xué)試驗(yàn)，但在軌運(yùn)行的航天器會受到各種擾動的影響，很難保證理想的失重環(huán)境，破壞了試驗(yàn)所需的理想條件，于是要為在軌運(yùn)行航天器上的試驗(yàn)載荷提供航天器內(nèi)的高微重力環(huán)境，該超靜平臺，以其創(chuàng)造性的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，服務(wù)于高微重力需求的試驗(yàn)載荷，是一種能夠長期在軌的懸浮試驗(yàn)超靜平臺。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是:提供一種服務(wù)于高微重力需求的試驗(yàn)載荷，能夠長期在軌的懸浮試驗(yàn)超靜平臺。
[0004]—種服務(wù)于高微重力科學(xué)實(shí)驗(yàn)的超靜平臺，包括定子和浮子。定子固連于試驗(yàn)柜內(nèi)，浮子在定子內(nèi)部，浮子定子二者之間物理隔絕，可以通過鎖緊機(jī)構(gòu)連接。
[0005]定子為長方體盒式結(jié)構(gòu)，定子外表面為冷管包裹，定子內(nèi)表面一側(cè)布滿點(diǎn)陣LED光源，點(diǎn)陣LED光源對立的內(nèi)側(cè)中間設(shè)有定子鎖緊機(jī)構(gòu)。
[0006]浮子為二十六面體結(jié)構(gòu)剛體，所述二十六面體結(jié)構(gòu)剛體包含的二十六個面所有邊長均相等，上下正方形，側(cè)面分三層，第一層、第三層均為正方形和等邊三角形交替緊密結(jié)合，中間一層為八個正方形。浮子上每個三角形面上設(shè)有超聲波傳感器、與定子鎖緊機(jī)構(gòu)對應(yīng)的一面上設(shè)有浮子鎖緊機(jī)構(gòu)，側(cè)面中間一列相間設(shè)有微推力器。浮子內(nèi)部為浮子桁架式結(jié)構(gòu)，桁架式結(jié)構(gòu)正中心為有效載荷。
[0007]所述鎖緊機(jī)構(gòu)包括浮子鎖緊結(jié)構(gòu)和定子鎖緊結(jié)構(gòu)，浮子鎖緊機(jī)構(gòu)上設(shè)置視覺相機(jī)。
[0008]所述浮子桁架式結(jié)構(gòu)為相對上下正方形、左右正方形以及前后正方形頂點(diǎn)連接形成的架式結(jié)構(gòu)。
[0009]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):(I)為空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)提供良好的高微重力環(huán)境，為提高我國空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)具有重大意義；(2)普遍適用于多種需要高微重力實(shí)驗(yàn)條件的有效載荷；(3)結(jié)構(gòu)簡單，能夠長期在軌服務(wù)。
【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011 ]圖2為本發(fā)明的某一角度的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖3為浮子的示意圖。
[0013]圖4為浮子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。
[0014]圖5為本發(fā)明中浮子鎖緊結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖6為圖5的某一角度側(cè)視圖。
[0016]其中1.浮子、2.定子、3.冷管、4.定子鎖緊結(jié)構(gòu)、5.浮子鎖緊結(jié)構(gòu)、6.點(diǎn)陣LED光源、
7.太陽能電池板、8.超聲波傳感器、9.微推力器、10.桁架式結(jié)構(gòu)、11.有效載荷、12.視覺相機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0017]—種服務(wù)于高微重力科學(xué)實(shí)驗(yàn)的超靜平臺，包括定子2和浮子I。定子2固連于試驗(yàn)柜內(nèi)，浮子I在定子2內(nèi)部，浮子1、定子2二者之間物理隔絕，可以通過鎖緊機(jī)構(gòu)連接。
[0018]定子2為長方體盒式結(jié)構(gòu)，定子2外表面為冷管3包裹，定子2內(nèi)表面一側(cè)布滿點(diǎn)陣LED光源6，點(diǎn)陣LED光源6對立的內(nèi)側(cè)中間設(shè)有定子鎖緊機(jī)構(gòu)4。
[0019]浮子I為二十六面體結(jié)構(gòu)剛體，所述二十六面體結(jié)構(gòu)剛體包含的二十六個面所有邊長均相等，上下正方形，側(cè)面分三層，第一層、第三層均為正方形和等邊三角形交替緊密結(jié)合，中間一層為八個正方形。浮子I上每個三角形面上設(shè)有超聲波傳感器8、與定子鎖緊機(jī)構(gòu)4對應(yīng)的一面上設(shè)有浮子鎖緊機(jī)構(gòu)5，除去設(shè)有浮子緊鎖機(jī)構(gòu)5的正方形，其他正方形上均設(shè)有太陽能電池板7，側(cè)面中間一列相間設(shè)有微推力器9。浮子I內(nèi)部為桁架式結(jié)構(gòu)10，桁架式結(jié)構(gòu)10正中心為有效載荷11。
[0020]本發(fā)明實(shí)驗(yàn)包括三個階段:發(fā)射階段、軌運(yùn)行階段、回收階段。
[0021]具體的，在發(fā)射階段，定子2與浮子I通過浮子鎖緊機(jī)構(gòu)5、定子鎖緊機(jī)構(gòu)4固連。
[0022]進(jìn)入穩(wěn)定在軌運(yùn)行階段，鎖緊機(jī)構(gòu)釋放，定子鎖緊結(jié)構(gòu)4和浮子鎖緊結(jié)構(gòu)5分離，釋放浮子I。
[0023]I)定子2內(nèi)壁的點(diǎn)陣LED光源6通電，發(fā)出的光波由浮子I上的太陽能電池板7接收后通過電控盒進(jìn)行電量分配，為浮子I上的用電設(shè)備供電，多余的電量存儲在蓄電池中；
2)通過超聲波傳感器8進(jìn)行障礙物感知，由微推力器9進(jìn)行姿態(tài)控制，從而使浮子I的運(yùn)動范圍保持在定子2中，通過穩(wěn)定的懸浮運(yùn)動保持高微重力環(huán)境；
3)通過布置在定子2外壁上的冷管3來保持定子2中的環(huán)境處于恒溫狀態(tài)；
4)定子2、浮子1、實(shí)驗(yàn)有效載荷11與艙內(nèi)設(shè)備通過WiFi通訊。
[0024]回收階段，安裝在浮子鎖緊機(jī)構(gòu)5上的視覺相機(jī)尋找定子鎖緊機(jī)構(gòu)4的位置，通過微推力器的配合，定子鎖緊機(jī)構(gòu)4、浮子鎖緊結(jié)構(gòu)5重新鎖緊，浮子I固定，隨返回艙回收。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種服務(wù)于高微重力科學(xué)實(shí)驗(yàn)的超靜平臺，其特征為包括定子和浮子兩部分;定子固連于實(shí)驗(yàn)柜內(nèi)，浮子在定子內(nèi)部，浮子定子二者之間物理隔絕，可以通過鎖緊機(jī)構(gòu)連接； 定子為長方體盒式結(jié)構(gòu)，定子外表面為冷管包裹，定子內(nèi)表面一側(cè)布滿點(diǎn)陣LED光源，點(diǎn)陣LED光源對立的內(nèi)側(cè)中間設(shè)有定子鎖緊機(jī)構(gòu)； 浮子為二十六面體結(jié)構(gòu)剛體，二十六面體結(jié)構(gòu)剛體包含的二十六個面所有邊長均相等，上下正方形，側(cè)面分三層，第一層、第三層均為正方形和等邊三角形交替緊密結(jié)合，中間一層為八個正方形，浮子上每個三角形面上設(shè)有超聲波傳感器、與定子鎖緊機(jī)構(gòu)對應(yīng)的一面上設(shè)有浮子鎖緊機(jī)構(gòu)，側(cè)面中間一列相間設(shè)有微推力器，除去設(shè)有浮子緊鎖機(jī)構(gòu)5的正方形，其他正方形上均設(shè)有太陽能電池板7，浮子內(nèi)部為桁架式結(jié)構(gòu)，桁架式結(jié)構(gòu)正中心為有效載荷。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種服務(wù)于高微重力科學(xué)實(shí)驗(yàn)的超靜平臺，所述鎖緊機(jī)構(gòu)包括浮子鎖緊結(jié)構(gòu)和定子鎖緊結(jié)構(gòu)，其中浮子鎖緊機(jī)構(gòu)上設(shè)置視覺相機(jī)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種服務(wù)于高微重力科學(xué)實(shí)驗(yàn)的超靜平臺，所述浮子桁架式結(jié)構(gòu)為相對上下正方形、左右正方形以及前后正方形頂點(diǎn)連接形成的架式結(jié)構(gòu)。
【文檔編號】G09B23/00GK106097836SQ201610524524
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年7月5日
【發(fā)明人】李宗峰, 張琛, 馮振華, 劉偉
【申請人】中國科學(xué)院空間應(yīng)用工程與技術(shù)中心