CN108665762A - 一种托举式恒力*** - Google Patents

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刘振
孙光耀
于海涛
丁亮
李楠
邓宗全
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Abstract

一种托举式恒力***，它涉及一种恒力***，具体涉及一种托举式恒力***。本发明为了解决当多个宇航员同时进行训练时，多套全主动重力补偿***工作于同一个训练区域上，多个***之间不能互相穿叉，因此限制了多个宇航员的相同时刻的运动空间并影响到宇航员协同训练的问题。本发明包括恒拉力装置、绳索、定滑轮组件、补偿平台、水平移动机构和两个垂直导轨，恒拉力装置安装在水平移动机构上，绳索的起始端与恒拉力装置连接，绳索的末端经过定滑轮组件与补偿平台连接，两个垂直导轨并排安装在水平移动机构上，补偿平台的两端与两个垂直导轨滑动连接。本发明属于航空航天领域。

Description

一种托举式恒力***
技术领域
本发明涉及一种恒力***，具体涉及一种托举式恒力***，属于航空航天领域。
背景技术
在载人航天任务中，要求宇航员在微重力的外太空环境下执行精准的移动、熟练的操作等。在地面训练中，多采用水浮法和失重飞行法等被动的重力补偿方法。在这种训练方法下，训练时长和空间都受到了限制。比较新的方法是使用全主动悬吊式重力补偿***，此***为如图1所示：平面跟踪***由大梁和大梁上的小车构成，两者分别跟踪宇航员在水平面内的两个运动分量；以小车上的卷扬机构跟踪宇航员的铅垂运动。当多个宇航员同时进行训练时，多套全主动重力补偿***工作于同一个训练区域上，两个***之间不能互相穿叉，因此限制了多个宇航员相同时刻的运动空间，影响到宇航员的协同操作训练试验。
发明内容
本发明为解决当多个宇航员同时进行训练时，多套全主动重力补偿***工作于同一个训练区域上，多个***之间不能互相穿叉，因此限制了多个宇航员的相同时刻的运动空间并影响到宇航员协同训练的问题，进而提出一种托举式恒力***。
本发明为解决上述问题采取的技术方案是：本发明包括恒拉力装置、绳索、定滑轮组件、补偿平台、水平移动机构和两个垂直导轨，恒拉力装置安装在水平移动机构上，绳索的起始端与恒拉力装置连接，绳索的末端经过定滑轮组件与补偿平台连接，两个垂直导轨并排安装在水平移动机构上，补偿平台的两端与两个垂直导轨滑动连接。
进一步的，恒拉力装置包括恒拉力机构、水平卷筒和卷筒支架，水平卷筒通过卷筒支架安装在水平移动机构上，恒拉力机构的转动轴与水平卷筒连接，绳索的起始端与水平卷筒连接。
进一步的，定滑轮组件包括第一定滑轮和第二定滑轮，第一定滑轮和第二定滑轮呈一字形设置，绳索的末端依次绕过第一定滑轮、第二定滑轮后与补偿平台连接。
进一步的，水平移动机构包括水平导轨、水平移动平台和至少两个滑块，水平导轨水平设置，滑块安装在水平导轨上，且滑块能沿水平导轨直线往复移动，水平移动平台安装在滑块上。
本发明的有益效果是：本发明技术成熟，方案简单，其中恒拉力装置的机械构造、控制率设计和电控设计完全成熟，可以实现很好的恒力精度；此***只使用了最简单的移动副和必要的恒力装置，是附加质量最小的方法。本发明的绳索可以提供和补偿平台重力数值相等方向相反的恒拉力，达到重力补偿的效果。但是当外界存在扰动时，拉力传感器检测到一定的数值，通过一定的算法，控制水平卷筒微动调节转角位移，进一步保持绳索进行恒力输出，从而达到恒力补偿的效果。当宇航员进行水平方向的移动时，整个恒力***通过水平导轨进行相应的移动，跟踪宇航员在水平方向上的运动。
附图说明
图1是全主动悬吊式重力补偿***的结构示意图；
图2是本发明的结构简图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图2说明本实施方式，本实施方式所述一种托举式恒力***包括恒拉力装置1、绳索2、定滑轮组件3、补偿平台4、水平移动机构5和两个垂直导轨6，恒拉力机构1安装在水平移动机构5上，绳索2的起始端与恒拉力装置1连接，绳索2的末端经过定滑轮组件3与补偿平台4连接，两个垂直导轨6并排安装在水平移动机构5上，补偿平台4的两端与两个垂直导轨6滑动连接。
具体实施方式二：结合图2说明本实施方式，本实施方式所述一种托举式恒力***的恒拉力装置1包括恒拉力机构1-1、水平卷筒1-2和卷筒支架1-3，水平卷筒1-2通过卷筒支架1-3安装在水平移动机构5上，恒拉力机构1-1的转动轴与水平卷筒1-2连接，绳索2的起始端与水平卷筒1-2连接。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：结合图2说明本实施方式，本实施方式所述一种托举式恒力***的恒拉力装置1还包括拉力传感器1-4，绳索2的起始端通过拉力传感器1-4与水平卷筒1-2连接。其它组成及连接关系与具体实施方式二相同。
具体实施方式四：结合图2说明本实施方式，本实施方式所述一种托举式恒力***的定滑轮组件3包括第一定滑轮3-1和第二定滑轮3-2，第一定滑轮3-1和第二定滑轮3-2呈一字形设置，绳索2的末端依次绕过第一定滑轮3-1、第二定滑轮3-2后与补偿平台4连接。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式五：结合图2说明本实施方式，本实施方式所述一种托举式恒力***的水平移动机构5包括水平导轨5-1、水平移动平台5-2和至少两个滑块5-3，水平导轨5-1水平设置，滑块5-3安装在水平导轨5-1上，且滑块5-3能沿水平导轨5-1直线往复移动，水平移动平台5-2安装在滑块5-3上。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
工作原理
在竖直方向，绳索2可以提供和补偿平台4重力数值相等方向相反的恒拉力，达到重力补偿的效果。但是当外界存在扰动时，拉力传感器8检测到一定的数值，恒拉力机构1-1通过一定的算法，控制水平卷筒1-2微动调节转角位移，进一步保持绳索2进行恒力输出，从而达到恒力补偿的效果。当宇航员进行水平方向的移动时，整个恒力***通过水平导轨5-1进行相应的移动，准确跟踪宇航员的水平运动。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质，在本发明的精神和原则之内，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种托举式恒力***，其特征在于：所述一种托举式恒力***包括恒拉力装置(1)、绳索(2)、定滑轮组件(3)、补偿平台(4)、水平移动机构(5)和两个垂直导轨(6)，恒拉力装置(1)安装在水平移动机构(5)上，绳索(2)的起始端与恒拉力装置(1)连接，绳索(2)的末端经过定滑轮组件(3)与补偿平台(4)连接，两个垂直导轨(6)并排安装在水平移动机构(5)上，补偿平台(4)的两端与两个垂直导轨(6)滑动连接。
2.根据权利要求1所述一种托举式恒力***，其特征在于：恒拉力装置(1)包括恒拉力机构(1-1)、水平卷筒(1-2)和卷筒支架(1-3)，水平卷筒(1-2)通过卷筒支架(1-3)安装在水平移动机构(5)上，恒拉力机构(1-1)的转动轴与水平卷筒(1-2)连接，绳索(2)的起始端与水平卷筒(1-2)连接。
3.根据权利要求2所述一种托举式恒力***，其特征在于：恒拉力装置(1)还包括拉力传感器(1-4)，绳索(2)的起始端通过拉力传感器(1-4)与水平卷筒(1-2)连接。
4.根据权利要求1所述一种托举式恒力***，其特征在于：定滑轮组件(3)包括第一定滑轮(3-1)和第二定滑轮(3-2)，第一定滑轮(3-1)和第二定滑轮(3-2)呈一字形设置，绳索(2)的末端依次绕过第一定滑轮(3-1)、第二定滑轮(3-2)后与补偿平台(4)连接。
5.根据权利要求1所述一种托举式恒力***，其特征在于：水平移动机构(5)包括水平导轨(5-1)、水平移动平台(5-2)和至少两个滑块(5-3)，水平导轨(5-1)水平设置，滑块(5-3)安装在水平导轨(5-1)上，且滑块(5-3)能沿水平导轨(5-1)直线往复移动，水平移动平台(5-2)安装在滑块(5-3)上。
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