本实用新型属于航天机械领域，尤其是涉及一种模拟航天器、天线、机械臂等在微低重力环境运动时的可调控支撑力的随动支撑机构。
背景技术：
通过地面设备模拟仿真航天器的特殊工作环境，进行测试试验以在地面研究验证航天器结构性能，是在航天领域常用的一种方法，也是研制过程中兼顾经济性和时效性的一种策略。利用超平平台、气浮导轨和气浮轴承等技术模拟航天器运动的微低重力环境是一种极为有效和常用的方法，而在航天器移动和机构展开过程中，支撑机构为其提供直接的支撑力并跟随其运动，对航天器性能地面模拟仿真验证有着重要作用。
一般的力可调随动支撑机构通常会存在以下三个问题；问题一：一般的随动支撑机构通常直接采用轴孔滑动副的滑动摩擦方式，这样可能存在着运动过程不那么流畅，即“卡顿”现象，同时滑动副的间隙也相对较大，因此这种支撑结构相对稳定性较低；问题二：一般的随动支撑机构控制调节的精度不高；问题三：支撑底端和平台接触位置移动减阻系统通常存在微小阻力，如何减弱该微小阻力仍是有待解决的问题。
技术实现要素：
有鉴于此，本实用新型旨在提出一种力可调的随动支撑机构，以解决现有技术中存在的支撑机构运动不流畅，稳定性低的问题，同时还提高了支撑机构控制调节的精度，减弱了支撑底端与平台接触位置间的移动的微小阻力。
为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：
一种力可调的随动支撑机构，包括连接结构件、支撑连接件、上端盖、 滚珠衬套、下端盖、弹簧、支撑杆、调节螺母、球头螺杆和平面空气轴承，支撑连接件上端设置在连接结构件的下方，支撑连接件的下端设有管状结构，上端盖和下端盖分别设置在管状结构的上下两端，滚珠衬套设置在管状结构内部，支撑杆包括光杆部和螺杆部，光杆部设置在滚珠衬套内，组成滑动副；光杆部的上端部穿过上端盖，且上端部限制在上端盖外部；光杆部穿过下端盖，弹簧套设在支撑杆上，弹簧的一端抵接在下端盖外部，调节螺母设置在支撑杆下部的螺杆部上，且调节螺母抵接在弹簧的另一端；调节螺母安装在支撑杆上，支撑杆为弹簧提供安装导柱，调节螺母用于调节支撑平面，即旋转调节螺母使其沿螺杆部上下运动从而调节弹簧的压缩长度，进而调节支撑杆与支撑连接件之间连接支撑力大小；弹簧是本支撑机构的柔性环节，调节弹簧压缩长度实现支撑力大小的调节；在支撑杆下端固接有第一连接轴，球头螺杆设置在第一连接轴下端，球头螺杆的下端为球头，球头螺杆的下端装配在平面空气轴承内；
进一步的，在第一连接轴与球头螺杆之间还设有微型压力传感器和第二连接轴，微型压力传感器设置在第一连接轴下端，在微型压力传感器的下端连接第二连接轴，第二连接轴的下端连接在球头螺杆的上端；微型压力传感器将所受的压力输出形成精确地数字信号，从而作为弹簧调节的参照，最终满足精确地支撑力要求；
进一步的，还包括限位螺母，限位螺母以螺纹方式设置在上端盖外部的支撑杆端部上，限位螺母用于支撑结构滑动副的极限位置的限位，支撑机构在使用过程中弹簧处于受力状态，限位螺母用于防止支撑杆在弹簧受力变化时滑出，提高安全性；
进一步的，在第一连接轴与支撑杆连接处还设有防松螺母，防松螺母是支撑杆的螺杆和第一连接轴连接后，旋紧施加预紧力，从而用于防松的零件；
进一步的，连接结构件和机械臂杆类产品连接固定，当机械臂不提供支撑机构的接口时，连接结构件采用卡箍结构，卡箍上设计支撑连接件的安装接口；
进一步的，支撑连接件是支撑机构滑动副重要组成零件，当机械臂产品展开需要避让时，支撑连接件需要设置有避让空间，支撑连接件呈开口状结构，开口朝侧向，即开口朝向与支撑杆的轴向垂直或呈倾角设置，开口状结构件第一自由端设置在连接结构件下部，管状结构的侧壁设置在开口状结构件第二自由端处，
进一步的，支撑连接件可设置呈C型避让结构，C型口朝侧向；
进一步的，上端盖用于压紧滚珠衬套上端，设计有孔与支撑杆间隙配合同时与限位螺母接触防止支撑杆滑出；下端盖用于压紧滚珠衬套下端，设计有孔与支撑杆间隙配合，同时在下端盖外端设有圆台，方便安装弹簧；
进一步的，球头螺杆上端为螺杆结构，球头螺杆的螺杆结构通过螺纹方式设置在第一连接轴下端；球头压入平面空气轴承上端面中心的球形孔，实现球头螺杆与平面空气轴承的连接；球头结构使平面空气轴承适应一定角的变化，能够使支撑机构在随动过程中使平面空气轴承保持贴合平面运动；
进一步的，球头螺杆下端面和平面空气轴承的平台平面接触，平面空气轴承能够和平台平面之间形成几乎无阻力的气垫薄膜，提供平稳的支撑力的同时能够使支撑机构随动过程几乎不受摩擦等阻力的干扰；
相对于现有技术，本实用新型所述的随动支撑机构具有以下优势：
本实用新型所述的随动支撑机构稳定性和可靠性较高，通过本连接支撑机构能实现平面展开的结构的展开过程中的支撑和支撑力调节，实现了展开平面内的重力模拟；弹簧和压力传感器的压力反馈实现支撑力的精确调节，利用滚珠衬套减小滑动副的间隙和摩擦力，利用平面空气轴承实现无阻力的 平面内运动，同时在高度方向可调节并具有微小高度起伏和角度变化的适应性，从而保证了展开运动的稳定精确支撑。
附图说明
构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
图1为本实用新型实施例所述的支撑机构整体结构示意图。
附图标记说明：
1-连接结构件；2-支撑连接件；3-限位螺母；4-上端盖；5-滚珠衬套；6-下端盖；7-弹簧；8-支撑杆；9-调节螺母；10-防松螺母；11-第一连接轴；12-微型压力传感器；13-第二连接轴；14-球头螺杆；15-平面空气轴承。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
结合图1所示，一种力可调的随动支撑机构，包括连接结构件1、支撑连接件2、限位螺母3、上端盖4、滚珠衬套5、下端盖6、弹簧7、支撑杆8、调节螺母9、球头螺杆14和平面空气轴承15，支撑连接件2上端设置在连接结构件1的下方，支撑连接件2的下端设有管状结构，上端盖4和下端盖6分别设置在管状结构的上下两端，滚珠衬套5设置在管状结构内部，支撑杆8包括光杆部和螺杆部，光杆部设置在滚珠衬套5内，组成滑动副；光杆部的端部穿过上端盖4，限位螺母3以螺纹方式设置在上端盖4外部的支撑杆8端部上，光杆部穿过下端盖6，弹簧7套设在支撑杆8上，弹簧7的一端抵接在下端盖6外部，调节螺母9设置在支撑杆8下部的螺杆部上，且调节螺母9抵接在弹簧7的另一端；弹簧是本支撑机构的柔性环节，调节弹簧压缩长度实现支撑力大小的调节，限位螺母用于支撑结构滑动副的极限位置的限位，支撑机构在使用过程中弹簧处于受力状态，限位螺母用于防止支撑杆在弹簧受力变化时滑出，提高安全性；在支撑杆8下端固接有第一连接轴11，球头螺杆14设置在第一连接轴11下端，球头螺杆14的下端为球头，球头螺杆14的下端装配在平面空气轴承15内，球头螺杆14下端面和平面空气轴承15的平台平面接触，平面空气轴承能够和平台平面之间形成几乎无阻力的气垫薄膜，提供平稳的支撑力的同时能够使支撑机构随动过程几乎不受摩擦等阻力的干扰；其中，在第一连接轴11与球头螺杆14之间还设有 微型压力传感器12和第二连接轴13，微型压力传感器12设置在第一连接轴11下端，在微型压力传感器12的下端连接第二连接轴13，第二连接轴13的下端连接在球头螺杆14的上端；微型压力传感器将所受的压力输出形成精确地数字信号，从而作为弹簧调节的参照，最终满足精确地支撑力要求；
其中，在第一连接轴11与支撑杆8连接处还设有防松螺母10，防松螺母是支撑杆的螺杆和第一连接轴连接后，旋紧施加预紧力，从而用于防松的零件；其中，连接结构件1和机械臂杆类产品连接固定，当机械臂不提供支撑机构的接口时，连接结构件1采用卡箍结构，卡箍上设计支撑连接件的安装接口；其中，支撑连接件2是支撑机构滑动副重要组成零件，当机械臂产品展开需要避让时，支撑连接件2包括连接实体部和避让空间，其中连接实体部一端设置在连接结构件1的下部，管状结构设置在连接实体部另一端处；优选的支撑连接件呈开口状结构件，开口状结构件第一自由端设置在连接结构件1下部，管状结构设置在开口状结构件第二自由端处，具体的可设置成图中所示的C型避让结构；其中，上端盖4用于压紧滚珠衬套上端，设计有孔与支撑杆间隙配合同时与限位螺母接触防止支撑杆滑出；其中，下端盖6用于压紧滚珠衬套下端，设计有孔与支撑杆间隙配合，同时在下端盖6外端设有圆台，方便安装弹簧；其中，调节螺母安装在支撑杆上，支撑杆为弹簧提供安装导柱，调节螺母用于调节支撑平面，即旋转调节螺母使其沿螺杆部上下运动从而调节弹簧的压缩长度，进而调节支撑杆与支撑连接件之间连接支撑力大小；
其中，球头螺杆上端为螺杆结构，球头螺杆的螺杆结构通过螺纹方式设置在第一连接轴下端；球头压入平面空气轴承上端面中心的球形孔，实现球头螺杆与平面空气轴承的连接；球头结构使平面空气轴承适应一定角的变化，能够使支撑机构在随动过程中使平面空气轴承保持贴合平面运动。
进行平面展开类的微重力试验时，本随动支撑结构使用时具体步骤如下：
1、将平面展开装置(机械臂等)固定在支撑平台相应位置，使展开平面与平台支撑平面平行；
2、将连接结构件和展开装置连接，使支撑结构竖直与平台支撑面，调节支撑杆和防松螺母，使下端平面空气轴承和平台支撑平面接触；
3、根据微型压力传感器输出数据调节弹簧调节螺母，使支撑力达到要求；
4、调节限位螺母，使支撑机构的滑动副有一定的上下滑动空间；
5、为平面空气轴承供气，使其形成稳定气膜；
6、展开装置进行展开试验，随动支撑机构为其提供稳定的支撑力。
本实用新型所述的随动支撑机构能实现平面展开的结构的展开过程中的支撑和支撑力调节，实现了展开平面内的重力模拟；特别的，为了实现特定环境下的微低重力模拟，本实用新型通过滑动副、弹簧、调节螺母以及微型压力传感器组成可精确调节力的支撑系统，同时以平面空气轴承作为减阻结构；主要用于地面环境下模拟天线类、机械臂类等产品在空间环境的运动；本实用新型跟随天线、机械臂等产品在平台(或导轨)展开，提供特定支撑力抵消产品重力而模拟低重力工况，并且有气垫等减阻结构和平台接触而消除或减小运动摩擦阻力。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。