专利名称：一种重力平衡吊挂装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及航天实验的重力平衡系统，具体地说是一种月表探测器地面实验系统的重力平衡吊挂装置。
背景技术：
为了使月面探测器能在月球表面顺利完成探测任务，需要在地表模拟月面低重力环境，这就要求月面探测器在地球表面实验时，对其进行重力平衡。重力平衡系统要求月表探测器在俯仰、侧倾等姿态变化时，不能引入附加的力矩而改变探测器的受力状态；因此， 重力平衡系统吊挂装置的吊挂作用力作用点必须在探测器质心上。但是探测器的质心在探测器内部，在不改变探测器原有结构的情况下很难使吊挂力的作用点通过质心。
发明内容
为了解决上述吊挂力作用点很难通过探测器质心的问题，本发明的目的在于提供一种重力平衡吊挂装置。该重力平衡吊挂装置在不改变系统原有结构的基础上，能够始终保证吊挂力的作用点通过系统质心。本发明的目的是通过以下技术方案来实现的本发明包括相互垂直、上下设置的两个滑动导轨装置，每个滑动导轨装置均包括滑动装置及导轨，其中下层滑动导轨装置的导轨固定在重力平衡系统上，上层滑动导轨装置安装在下层滑动导轨装置的滑动装置上、随下层滑动导轨装置的滑动装置沿下层导轨运动；所述上层滑动导轨装置的滑动装置可沿上层导轨运动，该上层滑动导轨装置的滑动装置上连接有与重力平衡系统相连的吊绳。其中所述上层导轨及下层导轨均为弧形，上层导轨与下层导轨相互垂直；所述下层滑动导轨装置的滑动装置及上层滑动导轨装置沿下层导轨运动，上层滑动导轨装置的滑动装置沿上层导轨运动，下层滑动导轨装置的滑动装置及上层滑动导轨装置的滑动装置的运动轨迹均为弧线，两个弧线的圆心与重力平衡系统的质心重合；所述上层滑动导轨装置包括上层导轨、上层滑动装置、上层支撑杆及上层连接块，其中上层导轨为弧形，该上层导轨的两端分别通过上层支撑杆与上层连接块相连，上层滑动导轨装置通过上层连接块连接于下层滑动导轨装置的滑动装置；所述上层滑动装置可沿上层导轨运动地安装在上层导轨上，吊绳的一端与上层滑动装置相连，另一端连接于重力平衡系统；上层滑动装置包括上层滑动块及上层滑动滚轮，其中上层滑动块为“凹”形，“凹”形开口端的两侧向外倾斜、形成喇叭状，在向外倾斜的两侧分别安装有在上层导轨上滑动的上层滑动滚轮；上层导轨的中部设有与上层连接块相连的上层支撑杆；所述下层滑动导轨装置与上层滑动导轨装置结构相同、包括下层导轨、下层滑动装置、下层支撑杆及下层连接块，其中下层导轨为弧形，该下层导轨的两端分别通过下层支撑杆与下层连接块相连，下层导轨通过夹具固定在重力平衡系统上；所述下层滑动装置可沿下层导轨运动地安装在下层导轨上；下层滑动装置包括下层滑动块及下层滑动滚轮，其中下层滑动块为“凹”形，“凹”形开口端的两侧向外倾斜、形成喇叭状，在向外倾斜的两侧分别安装有在下层导轨上滑动的下层滑动滚轮；下层导轨的中部设有与下层连接块相连的下层支撑杆。本发明的优点与积极效果为1.本发明的双弧形滑动导轨装置，能在不改变原有重力平衡系统结构的基础上， 使吊挂力的作用点在重力平衡系统做任何状态变化时，都作用在重力平衡系统的质心上。2.在重力平衡系统表面安装夹具就可将本发明的吊挂装置安装在系统上，而无需在系统质心安装夹具。
图1为本发明的结构示意图；其中1为吊绳，2为上层导轨，3为上层滑动块，4为上层滑动滚轮，5为上层支撑杆，6为上层连接块，7为下层导轨，8为下层滑动块，9为下层滑动滚轮，10为下层支撑杆，11 为下层连接块。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作进一步详述。如图1所示，本发明包括吊绳1、上层滑动导轨装置及下层滑动导轨装置，其中上层滑动导轨装置与下层滑动导轨装置相互垂直、上下设置。上层滑动导轨装置包括上层导轨2、上层滑动装置、上层支撑杆5及上层连接块6，上层滑动装置包括上层滑动块3及上层滑动滚轮4 ；下层滑动导轨装置包括下层导轨7、下层滑动装置、下层支撑杆10及下层连接块11，下层滑动装置包括下层滑动块8及下层滑动滚轮9。下层导轨7为弧形、通过夹具固定在重力平衡系统上，下层导轨7的两端分别通过下层支撑杆10与下层连接块11相连， 下层导轨7的中部也通过下层支撑杆10与下层连接块11相连。下层滑动块8为“凹”形， “凹”形开口端的两侧向外倾斜、形成喇叭状，在向外倾斜的两侧分别安装有在下层导轨7上滑动的下层滑动滚轮9 ；下层滑动装置可沿下层导轨2运动，运动轨迹为弧线。上层导轨2为弧形，该上层导轨2的两端分别通过上层支撑杆5与上层连接块6 相连，上层导轨2的中部也通过上层支撑杆5与上层连接块6相连，上层连接块6固接于下层滑动块8。上层滑动导轨装置通过上层连接块6连接于下层滑动装置，随下层滑动装置运动。上层滑动块3为“凹”形，“凹”形开口端的两侧向外倾斜、形成喇叭状，在向外倾斜的两侧分别安装有在上层导轨2上滑动的上层滑动滚轮4 ；上层滑动装置既可沿上层导轨2运动、运动轨迹为弧线，又可与上层导轨2随下层滑动装置运动。吊绳1的一端与上层滑动块 3相连，另一端连接于重力平衡系统。下层滑动装置及上层滑动装置的运动轨迹均为弧线，两个弧线的圆心与重力平衡系统的质心重合。本发明的工作原理为在重力平衡系统运动时，吊绳1保持竖直，吊绳1固定在上层滑动导轨装置上，上层滑动块3通过上层滑动滚轮4沿着上层导轨2滑动，上层导轨2和上层滑动装置随着下层滑动块8通过下层滑动滚轮9沿着下层导轨7运动，弧形的上层导轨2与弧形的下层导轨7相互垂直、并且弧形导轨的圆心都与重力平衡系统的质心重合，这样，探测器在运动中发生状态变化时，吊绳1始终保持竖直，吊绳1的作用点始终通过圆弧的圆心，也就始终通过重力平衡系统的质心，保证了在不改变重力平衡系统原有结构的基础上，使吊挂力始终过重力平衡系统的质心。
权利要求
1.一种重力平衡吊挂装置，其特征在于包括相互垂直、上下设置的两个滑动导轨装置，每个滑动导轨装置均包括滑动装置及导轨，其中下层滑动导轨装置的导轨固定在重力平衡系统上，上层滑动导轨装置安装在下层滑动导轨装置的滑动装置上、随下层滑动导轨装置的滑动装置沿下层导轨运动；所述上层滑动导轨装置的滑动装置可沿上层导轨运动， 该上层滑动导轨装置的滑动装置上连接有与重力平衡系统相连的吊绳。
2.按权利要求1所述的重力平衡吊挂装置，其特征在于所述上层导轨及下层导轨均为弧形，上层导轨与下层导轨相互垂直；所述下层滑动导轨装置的滑动装置及上层滑动导轨装置沿下层导轨运动，上层滑动导轨装置的滑动装置沿上层导轨运动，下层滑动导轨装置的滑动装置及上层滑动导轨装置的滑动装置的运动轨迹均为弧线，两个弧线的圆心与重力平衡系统的质心重合。
3.按权利要求1或2所述的重力平衡吊挂装置，其特征在于所述上层滑动导轨装置包括上层导轨(2)、上层滑动装置、上层支撑杆(5)及上层连接块(6)，其中上层导轨(2)为弧形，该上层导轨(2)的两端分别通过上层支撑杆(5)与上层连接块(6)相连，上层滑动导轨装置通过上层连接块(6)连接于下层滑动导轨装置的滑动装置；所述上层滑动装置可沿上层导轨(2)运动地安装在上层导轨(2)上，吊绳(1)的一端与上层滑动装置相连，另一端连接于重力平衡系统。
4.按权利要求3所述的重力平衡吊挂装置，其特征在于所述上层滑动装置包括上层滑动块(3)及上层滑动滚轮(4)，其中上层滑动块(3)为“凹”形，“凹”形开口端的两侧向外倾斜、形成喇叭状，在向外倾斜的两侧分别安装有在上层导轨(2)上滑动的上层滑动滚轮⑷。
5.按权利要求3所述的重力平衡吊挂装置，其特征在于所述上层导轨(2)的中部设有与上层连接块(6)相连的上层支撑杆(5)。
6.按权利要求1或2所述的重力平衡吊挂装置，其特征在于所述下层滑动导轨装置与上层滑动导轨装置结构相同、包括下层导轨(7)、下层滑动装置、下层支撑杆(10)及下层连接块(11)，其中下层导轨(7)为弧形，该下层导轨(7)的两端分别通过下层支撑杆(10) 与下层连接块(11)相连，下层导轨(7)通过夹具固定在重力平衡系统上；所述下层滑动装置可沿下层导轨(7)运动地安装在下层导轨(7)上。
7.按权利要求6所述的重力平衡吊挂装置，其特征在于所述下层滑动装置包括下层滑动块(8)及下层滑动滚轮(9)，其中下层滑动块(8)为“凹”形，“凹”形开口端的两侧向外倾斜、形成喇叭状，在向外倾斜的两侧分别安装有在下层导轨(7)上滑动的下层滑动滚轮(9)。
8.按权利要求6所述的重力平衡吊挂装置，其特征在于所述下层导轨(7)的中部设有与下层连接块(11)相连的下层支撑杆(10)。
全文摘要
本发明涉及航天实验的重力平衡系统，具体地说是一种月表探测器地面实验系统的重力平衡吊挂装置，包括相互垂直、上下设置的两个滑动导轨装置，每个滑动导轨装置均包括滑动装置及导轨，其中下层滑动导轨装置的导轨固定在重力平衡系统上，上层滑动导轨装置安装在下层滑动导轨装置的滑动装置上、随下层滑动导轨装置的滑动装置沿下层导轨运动；所述上层滑动导轨装置的滑动装置可沿上层导轨运动，该上层滑动导轨装置的滑动装置上连接有与重力平衡系统相连的吊绳。本发明的双弧形滑动导轨装置，能在不改变原有重力平衡系统结构的基础上，使吊挂力的作用点在重力平衡系统做任何状态变化时，都作用在重力平衡系统的质心上。
文档编号B64G7/00GK102442437SQ20101050073
公开日2012年5月9日 申请日期2010年10月9日 优先权日2010年10月9日
发明者刘勇, 徐志刚, 李灏, 王军义, 贺云 申请人:中国科学院沈阳自动化研究所