专利名称：定向姿态控制吊蓝的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种天文探测仪器，特别是一种作为32km高空气球天文观测平台的定向姿态控制吊蓝。
实现上述发明目的的方案是空间射线探测采用大面积多丝正比管(500cm2二期为2500cm2)这样一个大尺度镜筒安装上传统天文望远镜机架，放到气球吊兰中。该技术方案中超重是个关键性的难题。为解决这一矛盾，本实用新型一改传统型做法，直接把载荷仓—吊兰组装成一个传统地平式望远镜，以悬吊系统主缆为方位轴进行电气柔性跟踪，只留一个俯仰轴为机械传动跟踪轴。这样垂直轴跟踪由姿态稳定控制系统与地磁场建立动态稳定跟踪系统，成为一个自动置平一维可控平台，最大限度发挥姿态控制系统的潜能。有效减轻观测仪器的重量。其原理是利用磁敏感器360°转动和步进细分实施方位轴定位(精度峰s值为3′，实验室调试稳定度为1′)。具体方案是吊蓝的悬吊系统主缆上设置有反捻电机及其变速箱，使主缆成瞬时运动垂直轴(方位轴)。在吊蓝上方设置提梁，以承受平台拉力，使汇交力封闭。在吊蓝上设有磁传感器和步进细分测角箱，与磁力线建立动态角度，提供对应输出信号，控制平台方位，参与反捻、步进向、力矩飞轮三则动态平衡的信号控制。观测仪器固定在俯仰轴上，该俯仰轴实现测角、传动、与瞬时主轴合成地平天文望远镜。在吊蓝上还设有一个大飞轮以提供足够的动量矩，与磁方位、反捻电力力矩电机建立稳定系统。在飞轮下方设有力矩电机由力矩电机及测速反馈电机组成，通过电枢柔性力矩把飞轮控止力矩传输到方位轴，起到稳定、可控、定向的作用。本申请的具体结构是定向姿态控制吊蓝，吊蓝设有悬吊系统主缆，其特征是悬吊系统主缆上设置有反捻电机及其变速箱，在吊蓝上设有磁传感器和步进细分测角箱，其输出接反捻电机，观测仪器固定在俯仰轴上，在吊蓝上还设有一个大飞轮，在飞轮下方设有力矩电机，由力矩电机及测速反馈电机组成。
本申请利用重力场中近地空间地球物理现象加上对地磁传感器定位修正技术，为大尺度天文仪器气球探测提出了一种可行的球载天文仪器，是一个创新理念。申请人成功地进行了五次高空飞行，其中二次河北香河单站飞行，二次日本鹿岛到长江口区越洋飞行，一次河北石家庄机场单站自主飞行，取得了良好满意的观测结果。借助于近年来高速发展的计算机技术和GPS全球定位系统，我们已成功设计完成了计算机程序置。GPS球位测量导航、多目标联合观察的一个自主飞行系统。从创新和可特续发展角度看，利用卫星全球通讯网理念，完全有能力进行长距离环球气球天文观测飞行。
权利要求1.一种定向姿态控制吊蓝，吊蓝设有悬吊系统主缆，其特征是悬吊系统主缆上设置有反捻电机及其变速箱，在吊蓝上设有磁传感器和步进细分测角箱，其输出接反捻电机，观测仪器固定在俯仰轴上，在吊蓝上还设有一个大飞轮，在飞轮下方设有力矩电机，由力矩电机及测速反馈电机组成。
2.按照权利要求1所述的定向姿态控制吊蓝，其特征是在吊蓝上方设置有提梁。
3.按照权利要求1或2所述的定向姿态控制吊蓝，其特征是悬吊系统主缆采用无内应力多股外衬套尼龙绳。
专利摘要定向姿态控制吊蓝，吊蓝设有悬吊系统主缆，其特征是悬吊系统主缆上设置有反捻电机及其变速箱，在吊蓝上设有磁传感器和步进细分测角箱，其输出接反捻电机，观测仪器固定在俯仰轴上，在吊蓝上还设有一个大飞轮，在飞轮下方设有力矩电机，由力矩电机及测速反馈电机组成。优化方案是在吊蓝上方设置有提梁。本申请利用重力场中近地空间地球物理现象加上对地磁传感器定位修正技术，为大尺度天文仪器气球探测提出了一种可行的球载天文仪器，定向姿态控制效果良好，是能够满足空间天文大气外平流层γ、X射线天文观测的吊蓝的结构方案，是天文仪器中的一个创新理念。
文档编号G05D1/08GK2539985SQ0127318
公开日2003年3月12日 申请日期2001年12月31日 优先权日2001年12月31日
发明者王楠森, 唐和森, 宫一中, 张仁健 申请人:中国科学院紫金山天文台