r>[0023] 俯仰转动机构3包括俯仰圆弧形导轨运动副、俯仰伺服电机、俯仰星齿轮减速机 和俯仰齿轮运动副。其中，俯仰圆弧形导轨运动副包括俯仰圆弧形导轨和俯仰圆弧形导轨 滑块，俯仰齿轮运动副包括俯仰齿条和俯仰齿轮。俯仰齿条安装在俯仰圆弧形导轨上。俯 仰圆弧形导轨滑块安装在转台轴承上，为俯仰圆弧形导轨提供受力支撑。俯仰圆弧形导轨 与俯仰圆弧形导轨滑块滑动连接，可提供较高的回转精度。俯仰圆弧形导轨通过俯仰齿轮 运动副，实现对俯仰圆弧形导轨俯仰角度的调整，在本实施例中，实现俯仰方向正负30度 运动。俯仰伺服电机、俯仰星齿轮减速机、俯仰齿轮三者同轴安装，一起安装在转台轴承上， 俯仰齿轮和俯仰齿条啮合。
[0024] 滚转转动机构4包括滚转圆弧形导轨运动副、滚转伺服电机、滚转星齿轮减速机 和齿轮运动副。其中，滚转圆弧形导轨运动副包括滚转圆弧形导轨和滚转圆弧形导轨滑块。 滚转齿轮运动副包括滚转齿条和滚转齿轮。滚转齿条安装在滚转圆弧形导轨上。滚转圆弧 形导轨滑块安装在俯仰圆弧形导轨滑块上，为滚转圆弧形导轨提供受力支撑。滚转圆弧形 导轨与滚转圆弧形滑块滑动连接，可提供较高的回转精度。滚转圆弧形导轨通过滚转齿轮 运动副，实现滚转角度的调整。在本实施例中，实现滚转方向正负30度运动。滚转伺服电 机、星齿轮减速机和齿轮三者同轴安装，一起安装在俯仰圆弧形导轨滑块上。滚转伺服电 机、滚转星齿轮减速机、滚转齿轮三者同轴安装，一起安装在俯仰圆弧形导轨滑块上，滚转 齿轮和滚转齿条啮合。
[0025] 工作台5为长方形钢制平台，安装在滚转转动机构4的上端面，飞行设备和测试 系统直接固定在工作台的上部端面上，由工作台支撑并在工作台带动下完成各种姿态的运 动。工作台采用焊接工艺加工而成，有利与减小转台重量，降低转动惯量，增加电机功率裕 度。
[0026] 本发明采用直线运动机构1、方位转动机构2、俯仰转动机构3、滚转转动机构4和 工作台5,通过伺服电机与减速机构相配合的方式实现四自由度姿态模拟结构的驱动，实现 了大型飞行设备的姿态模拟仿真，较好地实现了大型飞行设备的精度和生产的低成本。最 终王要技术指标检定结果如下：
[0027]
【主权项】
1. 一种新型大型四自由度姿态模拟仿真结构，包括直线运动机构（1)、方位转动机构 (2)、俯仰转动机构（3)、滚转转动机构（4)和工作台（5)组成；其中，直线运动机构（1)安 装在地基上，用于带动在安装在其上的结构实现直线运动；方位转动机构（2)安装在直线 运动机构（1)上，用于带动安装在其上的结构实现方位转动；俯仰转动机构（3)安装在方位 转动机构（2)上，用于带动安装在其上的结构实现俯仰转动；滚转转动机构（4)安装在俯仰 转动机构（3)上，用于带动安装在其上的结构实现滚动转动；工作台（5)安装在滚转转动机 构（4)上，用于安装行设备和测试系统。2. 根据权利要求1所述的一种新型大型四自由度姿态模拟仿真结构，其特征在于：所 述的直线运动机构（1)包括精密直线导轨、直线伺服电机和丝杠；其中，精密直线导轨安装 在铸铁制的平台上；直线伺服电机与精密直线导轨通过丝杠连接，将电机的旋转运动转换 为直线运动。3. 根据权利要求2所述的一种新型大型四自由度姿态模拟仿真结构，其特征在于：所 述的丝杠为精密滚珠丝杠副，采用双螺母消隙机构；直线伺服电机配有编码器，为直线伺服 电机提供直线位置反馈。4. 根据权利要求1所述的一种新型大型四自由度姿态模拟仿真结构，其特征在于：所 述的俯仰转动机构（3)包括俯仰圆弧形导轨运动副、俯仰伺服电机、俯仰星齿轮减速机和 俯仰齿轮运动副；其中，俯仰圆弧形导轨运动副包括俯仰圆弧形导轨和俯仰圆弧形导轨滑 块，俯仰齿轮运动副包括俯仰齿条和俯仰齿轮；俯仰齿条安装在俯仰圆弧形导轨上；俯仰 圆弧形导轨滑块安装在转台轴承上，为俯仰圆弧形导轨提供受力支撑；俯仰圆弧形导轨与 俯仰圆弧形导轨滑块滑动连接；俯仰圆弧形导轨通过俯仰齿轮运动副，实现对俯仰圆弧形 导轨俯仰角度的调整；俯仰伺服电机、俯仰星齿轮减速机、俯仰齿轮三者同轴安装，一起安 装在转台轴承上；俯仰齿轮和俯仰齿条啮合。5. 根据权利要求4所述的一种新型大型四自由度姿态模拟仿真结构，其特征在于：所 述的俯仰圆弧形导轨实现俯仰方向正负30度运动。6. 根据权利要求1所述的一种新型大型四自由度姿态模拟仿真结构，其特征在于：所 述的滚转转动机构（4)包括滚转圆弧形导轨运动副、滚转伺服电机、滚转星齿轮减速机和 齿轮运动副；其中，滚转圆弧形导轨运动副包括滚转圆弧形导轨和滚转圆弧形导轨滑块； 滚转齿轮运动副包括滚转齿条和滚转齿轮；滚转齿条安装在滚转圆弧形导轨上；滚转圆弧 形导轨滑块安装在俯仰圆弧形导轨滑块上，为滚转圆弧形导轨提供受力支撑；滚转圆弧形 导轨与滚转圆弧形滑块滑动连接；滚转圆弧形导轨通过滚转齿轮运动副，实现滚转角度的 调整；滚转伺服电机、星齿轮减速机和齿轮三者同轴安装，一起安装在俯仰圆弧形导轨滑块 上；滚转伺服电机、滚转星齿轮减速机、滚转齿轮三者同轴安装，一起安装在俯仰圆弧形导 轨滑块上，滚转齿轮和滚转齿条啮合。7. 根据权利要求6所述的一种新型大型四自由度姿态模拟仿真结构，其特征在于：所 述的滚转圆弧形导轨实现滚转方向正负30度运动。8. 根据权利要求1所述的一种新型大型四自由度姿态模拟仿真结构，其特征在于：所 述的工作台（5)为长方形钢制平台，安装在滚转转动机构（4)的上端面，飞行设备和测试系 统直接固定在工作台的上部端面上。
【专利摘要】本发明属于姿态模拟技术领域，具体涉及一种新型大型四自由度姿态模拟仿真结构，目的是提供一种适用于大型飞行设备的大角度姿态模拟试验的装置。其特征在于：它包括直线运动机构(1)、方位转动机构(2)、俯仰转动机构(3)、滚转转动机构(4)和工作台(5)组成。本发明采用直线运动机构、方位转动机构、俯仰转动机构、滚转转动机构和工作台，能够安装承载大型飞行器，为大型飞行器提供姿态模拟，实现全方位的飞行姿态模拟，提高了飞行器试验的准确度，节约研制成本，拓展了飞行器的研制空间。
【IPC分类】G05B23/02, B64G7/00, G05B17/02
【公开号】CN105652684
【申请号】
【发明人】寇淑辉, 曹玉梅, 麦吉, 刘亚辰, 张俊秀, 陈非
【申请人】北京航天计量测试技术研究所, 中国运载火箭技术研究院
【公开日】2016年6月8日
【申请日】2014年11月13日