三自由度模拟失重气浮平台的制作方法

本实用新型涉及空间试验装置技术领域，具体涉及一种三自由度模拟失重气浮平台。

背景技术：

随着航天工业的进步和发展，人们对太空的探索越来越多。空间机器人技术正飞速发展，但空间机器人物理仿真试验的技术水平仍然不高，迫切需要进一步研究空间机器人地面功能验证方法，开发微重力试验设备。太空中，处于失重状态，各仪器或设备则需在失重状态下对接，所以需要在地面进行模拟实验，用于对接机构、转位机构、航天控制等的研制、验收和鉴定试验。

所以，设计一个能模拟失重状态，且能按照预定的轨迹运动的气浮平台是急需解决的问题，本案由此产生。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种能浮起从而模拟失重状态下进行实验、结构简单、且能按照预定轨迹运动的三自由度模拟失重气浮平台。

为解决上述技术问题，本实用新型的三自由度模拟失重气浮平台，它包括台架和安装在台架内的控制器；所述台架底部设有多个气浮垫，所述气浮垫具有竖直向下的喷气口；当气浮垫的喷气口喷气时，台架整体浮起；台架的四周设有当台架浮起时驱动台架运动的多个喷气装置；台架内固定安装有用以供气的气源模块和用以将气源模块提供的气体减压的减压模块；所述气源模块通过气管与减压模块连通；减压模块通过气管与气浮垫连通；减压模块与气浮垫之间的气管上设有电磁阀；减压模块通过气管与喷气装置连通；喷气装置和电磁阀分别与控制器电连接。

采用以上结构后，本实用新型具有以下优点：

由于台架底部设有多个气浮垫，这样，气浮垫通气后可以是整个台架浮起，相当于模拟失重状态，可以进行对接实验等，并且台架的四周设有当台架浮起时驱动台架运动的多个喷气装置；这样，台架可以在平面上移动或者转动，实现了台架运动功能；再者，实验人员还可以设计程序控制喷气装置的喷气时间或喷气顺序等，使台架按照预定的轨迹运动。

所述气源模块包括气瓶、第一截止阀和第一气压表；所述减压模块包括第二截止阀、减压阀、第二气压表和气体过滤器；所述喷气装置包括二位二通电磁阀和连接在二位二通电磁阀出气口处的喷嘴；气瓶、第一截止阀、第一气压表、第二截止阀、减压阀、第二气压表、气体过滤器通过气管依次连通；气体过滤器的出气口通过气管依次与电磁阀和气浮垫连通；气体过滤器的出气口还通过气管与二位二通电磁阀的进气口连通。

优选的，所述台架内固定安装有安全阀；所述安全阀设在第一气压表与第二截止阀之间的气管上。这样，当气管内的气压超过安全阀的预设值时，安全阀可以泄气，保证气浮平台使用的安全性。

优选的，所述台架内固定安装有气容；所述气容通过气管与气体过滤器的出气口连通。这样，气容可以贮存减压后的气体，使进入到气浮垫的气体更加平稳，保证气浮平台的稳定性。

优选的，所述台架由上至下依次分为用以安装待检测设备的安装层、用以固定阀门的阀门固定层、用以固定气瓶和气容的瓶体固定层和用以安装电磁阀的电磁阀层；所述控制器固定在安装层上；所述第一截止阀、第一气压表、第二截止阀、减压阀、第二气压表、气体过滤器固定在阀门固定层上；所述气瓶和气容固定在瓶体固定层上；所述电磁阀、二位二通电磁阀固定在电磁阀层上；这样，将整个气浮平台设计成层状，可以使其结构紧凑，并且使整个气浮平台的重心落于气浮平台的中心，保证气浮平台工作的稳定性。

优选的，所述喷气装置的数量为8个，对应的，二位二通电磁阀的数量为8个，喷嘴的数量也为8个；8个二位二通电磁阀均匀地分布且固定在电磁阀层的四个边缘上；8个喷嘴的方向均水平向外。

优选的，所述台架内固定安装有用以给气瓶充气的充气装置；所述充气装置包括通过管道依次连接的气嘴、过滤器和充气截止阀；充气截止阀的出气端通过气管与第一截止阀的出气端连通。这样，当试验完后可方便对气浮平台进行充气，方便下次使用。

附图说明

图1是本实用新型三自由度模拟失重气浮平台的结构示意图。

图2是本实用新型三自由度模拟失重气浮平台的原理示意图。

其中：

1、台架；2、控制器；3、气浮垫；4、喷气装置；4.1、二位二通电磁阀；4.2、喷嘴；5、气瓶；6、第一截止阀；7、第一气压表；8、第二截止阀；9、减压阀；10、第二气压表；11、气体过滤器；13、电磁阀；12、气容；14、气嘴；15、过滤器；16、充气截止阀；17、安全阀。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对实用新型作进一步详细地说明。

参见附图1至附图2所示，一种三自由度模拟失重气浮平台，包括台架1和安装在台架1内的控制器2；所述台架1底部设有多个气浮垫3，所述气浮垫3具有竖直向下的喷气口；当气浮垫3的喷气口喷气时，台架1整体浮起；台架1的四周设有当台架1浮起时驱动台架1运动的多个喷气装置4；台架1内固定安装有用以供气的气源模块和用以将气源模块提供的气体减压的减压模块；所述气源模块通过气管与减压模块连通；减压模块通过气管与气浮垫3连通；减压模块与气浮垫3之间的气管上设有电磁阀13；减压模块通过气管与喷气装置4连通；喷气装置4和电磁阀13分别与控制器2电连接。

所述气源模块包括气瓶5、第一截止阀6和第一气压表7；所述减压模块包括第二截止阀8、减压阀9、第二气压表10和气体过滤器11；所述喷气装置4包括二位二通电磁阀4.1和连接在二位二通电磁阀4.1出气口处的喷嘴4.2；气瓶5、第一截止阀6、第一气压表7、第二截止阀8、减压阀9、第二气压表10、气体过滤器11通过气管依次连通；气体过滤器11的出气口通过气管依次与电磁阀13和气浮垫3连通；气体过滤器11的出气口还通过气管与二位二通电磁阀4.1的进气口连通。

所述台架1内固定安装有安全阀17；所述安全阀17设在第一气压表7与第二截止阀8之间的气管上。

所述台架1内固定安装有气容12；所述气容12通过气管与气体过滤器11的出气口连通。

所述台架1由上至下依次分为用以安装待检测设备的安装层1.1、用以固定阀门的阀门固定层1.2、用以固定气瓶5和气容12的瓶体固定层1.3和用以安装电磁阀的电磁阀层1.4；所述控制器2固定在安装层1.1上；所述第一截止阀6、第一气压表7、第二截止阀8、减压阀9、第二气压表10、气体过滤器11固定在阀门固定层1.2上；所述气瓶5和气容12固定在瓶体固定层1.3上；所述电磁阀13、二位二通电磁阀4.1固定在电磁阀层上。

所述喷气装置4的数量为8个，对应的，二位二通电磁阀4.1的数量为8个，喷嘴4.2的数量也为8个；8个二位二通电磁阀4.1均匀地分布且固定在电磁阀层1.4的四个边缘上；8个喷嘴4.2的方向均水平向外。

所述台架1内固定安装有用以给气瓶5充气的充气装置；所述充气装置包括通过管道依次连接的气嘴14、过滤器15和充气截止阀16；充气截止阀16的出气端通过气管与第一截止阀6的出气端连通。

本实用新型的工作原理：系统是将气瓶5内气体通过减压阀9减压至所需气压，为气浮垫和控制方向的二位二通电磁阀4.1供气，气浮垫3的喷气口喷气时，台架1整体浮起；控制方向的二位二通电磁阀4.1出口均装有喷嘴，在一定气压下喷出的气体产生后座力，在控制器上预先可以设置好各个喷气装置中的二位二通电磁阀4.1的开启/闭合时间，可以驱动系统按预定的轨迹运动。充气截止阀16用于控制外部气体向气瓶5内充气；第一截止阀6用于控制气瓶5内气体向外部供气及外部气体向气瓶5充气；第一气压表7用于显示气瓶内气体的压力；安全阀17用于确保系统的安全性，当系统内充气压力高于一定压力时自动放气；第二截止阀8用于控制气瓶5内气体向后级供气；减压阀9用于气瓶5内的气体减压至所需压力，达到电磁阀13和喷气装置用气要求；过滤器15用于对减压阀9减压后的气体过滤，保证进入电磁阀13和喷气装置的气体洁净度；气容12用于贮存低压气体，使进入到电磁阀13和喷气装置内气体更加平稳；电磁阀13用于控制气浮平台气体的通断。

以上所述，仅是本实用新型较佳可行的实施示例，不能因此即局限本实用新型的权利范围，对熟悉本领域的技术人员来说，凡运用本实用新型的技术方案和技术构思做出的其他各种相应的改变都应属于在本实用新型权利要求的保护范围之内。