专利摘要

本发明公开了一种复合式重力卸载装置，包括复合连接件和升降机构，复合连接件用以与待卸载件连接，升降机构与复合连接件相连，用以调节待卸载件的位置；还包括锁紧机构、支架和设有刚性连接件的定滑轮，定滑轮连接于支架，刚性连接件绕于定滑轮，刚性连接件的第一端与升降机构相连，刚性连接件的第二端可拆卸地连接于支架；通过锁紧机构锁定复合连接件以供刚性连接件向待卸载件施加预设拉力。上述复合式重力卸载装置通过两种卸载方式的转换，可以根据实际的卸载需要进行卸载方式的调整，从而可以对待卸载件在不同自由度上进行重力卸载，并且能够在模拟待卸载件在轨失重状态时提高卸载的稳定性和灵活性。

权利要求

1.一种复合式重力卸载装置，其特征在于，包括复合连接件(2)和升降机构(5)，所述复合连接件(2)用以与待卸载件(1)连接，所述升降机构(5)与所述复合连接件(2)相连，用以调节待卸载件(1)的位置；

还包括锁紧机构(4)、支架(9)和设有刚性连接件(7)的定滑轮(6)，所述定滑轮(6)连接于所述支架(9)，所述刚性连接件(7)绕于所述定滑轮(6)，所述刚性连接件(7)的第一端与所述升降机构(5)相连，所述刚性连接件(7)的第二端可拆卸地连接于所述支架(9)；通过所述锁紧机构(4)锁定所述复合连接件(2)以供所述刚性连接件(7)向待卸载件(1)施加预设拉力；

所述复合连接件(2)包括：

弹性绳，所述弹性绳用以向待卸载件(1)提供可沿靠近所述升降机构(5)方向运动的弹性力；

刚性绳，所述刚性绳用以当所述刚性连接件(7)向待卸载件(1)施加预设拉力、且所述锁紧机构(4)解锁时连接待卸载件(1)。

2.根据权利要求1所述的复合式重力卸载装置，其特征在于，所述复合连接件(2)连接有第一力传感器(3)，所述刚性连接件(7)连接有第二力传感器(8)。

3.根据权利要求2所述的复合式重力卸载装置，其特征在于，所述刚性连接件(7)的第二端设有预设数量的质量块(10)，用以供待卸载件(1)卸载。

4.根据权利要求1所述的复合式重力卸载装置，其特征在于，所述锁紧机构(4)具体为夹绳器，所述夹绳器通过连接杆连接于所述支架(9)。

5.根据权利要求4所述的复合式重力卸载装置，其特征在于，所述支架(9)包括：

用以供所述连接杆和所述定滑轮(6)固定连接的横杆；

设有挂钩的竖杆，所述竖杆与所述横杆垂直相连，所述挂钩用以与所述刚性连接件(7)的第二端连接。

6.根据权利要求5所述的复合式重力卸载装置，其特征在于，所述定滑轮(6)连接有用以供所述定滑轮(6)沿所述横杆滑动的滑动机构。

7.根据权利要求5所述的复合式重力卸载装置，其特征在于，所述升降机构(5)具体为省力葫芦。

说明书

技术领域

本发明涉及航天器测试技术领域，特别涉及一种复合式重力卸载装置。

背景技术

目前的航天器大多都属于大型柔性展开式机构，且带有大量的光学元件，它们对指向精度和稳定度均提出了很高的要求。此外，在现代航天器姿态控制系统中，反作用轮、单框架力矩陀螺和太阳翼驱动机构等是姿态控制系统中的重要元件，它们在提供必要的控制动力的同时，也会引起一些有害振动。因此，在航天器的设计阶段，需要进行微振动试验，模拟各扰振源的在轨状态，检测其扰振特性；同时对于空间机械臂等机构，为了在地面模拟运动状态，也需要重力卸载设备对各关节在不同运动状态下进行重力卸载，为此该装置对于航天器地面试验的开展有着非常重要的工程意义，属于空间研究中的必要组成部分。目前，在国内外关于航天微振动及空间机械臂的研究多集中在各航天研究单位，其中关于重力卸载的研究较少，在微振动实际试验过程中多采用弹性绳卸载模式或隔振器支撑的模式，在一定范围内能保证卸载的线性度，然而，上述模式对频率存在一定限制，且缺乏卸载的稳定性；此外，空间机械臂的卸载多采用质量块卸载，且调节缺乏灵活性。

因此，如何避免传统卸载装置缺乏稳定性和灵活性，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种复合式重力卸载装置，该装置可以对待卸载件在不同自由度上进行重力卸载，并且能够在模拟待卸载件在轨失重状态时提高卸载的稳定性和灵活性。

为实现上述目的，本发明提供一种复合式重力卸载装置，包括复合连接件和升降机构，所述复合连接件用以与待卸载件连接，所述升降机构与所述复合连接件相连，用以调节待卸载件的位置；

还包括锁紧机构、支架和设有刚性连接件的定滑轮，所述定滑轮连接于所述支架，所述刚性连接件绕于所述定滑轮，所述刚性连接件的第一端与所述升降机构相连，所述刚性连接件的第二端可拆卸地连接于所述支架；通过所述锁紧机构锁定所述复合连接件以供所述刚性连接件向待卸载件施加预设拉力。

可选地，所述复合连接件连接有第一力传感器，所述刚性连接件连接有第二力传感器。

可选地，所述刚性连接件的第二端设有预设数量的质量块，用以供待卸载件卸载。

可选地，所述复合连接件包括：

弹性绳，所述弹性绳用以向待卸载件提供可沿靠近所述升降机构方向运动的弹性力；

刚性绳，所述刚性绳用以当所述刚性连接件向待卸载件施加预设拉力、且所述锁紧机构解锁时连接待卸载件。

可选地，所述锁紧机构具体为夹绳器，所述夹绳器通过连接杆连接于所述支架。

可选地，所述支架包括：

用以供所述连接杆和所述定滑轮固定连接的横杆；

设有挂钩的竖杆，所述竖杆与所述横杆垂直相连，所述挂钩用以与所述刚性连接件的第二端连接。

可选地，所述定滑轮连接有用以供所述定滑轮沿所述横杆滑动的滑动机构。

可选地，所述升降机构具体为省力葫芦。

相对于上述背景技术，本发明针对航天器姿态控制的不同要求，设计了一种复合式重力卸载装置，具体来说，上述复合式重力卸载装置包括复合连接件和升降机构，升降机构与复合连接件相连，复合连接件用以与待卸载件连接，升降机构可以实施待卸载件的重力卸载操作，在该卸载过程，通过升降机构调整待卸载件的位置，通过复合连接件的连接作用提供卸载所需的拉力，以实现待卸载件位置的精密调节；进一步的，复合式重力卸载装置还包括锁紧机构、支架和设有刚性连接件的定滑轮，定滑轮连接于支架，刚性连接件绕于定滑轮，刚性连接件的第一端与升降机构相连，刚性连接件的第二端可拆卸地连接于支架；在该卸载过程中，首先，通过锁紧机构锁定复合连接件以供刚性连接件向待卸载件施加预设拉力，然后，释放锁紧机构的锁定状态，在刚性连接件的预设拉力作用下，实现待卸载件的卸载操作，该卸载过程效果稳定，可以提高待卸载件失重状态的模拟精度。这样一来，上述复合式重力卸载装置通过两种卸载方式的转换，可以根据实际的卸载需要进行卸载方式的调整，从而可以对待卸载件在不同自由度上进行重力卸载，并且能够在模拟待卸载件在轨失重状态时提高卸载的稳定性和灵活性，以解决传统卸载过程中卸载调节缺乏稳定性和灵活性的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所提供的复合式重力卸载装置第一种卸载方式的结构示意图；

图2为本发明实施例所提供的复合式重力卸载装置两种卸载方式转换的结构示意图；

图3为本发明实施例所提供的复合式重力卸载装置第二种卸载方式的结构示意图。

其中：

1-待卸载件、2-复合连接件、3-第一力传感器、4-锁紧机构、5-升降机构、6-定滑轮、7-刚性连接件、8-第二力传感器、9-支架、10-质量块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的核心是提供一种复合式重力卸载装置，该装置可以对待卸载件在不同自由度上进行重力卸载，并且能够在模拟待卸载件在轨失重状态时提高卸载的稳定性和灵活性。

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

需要说明的是，下文所述的“上端、下端、左侧、右侧”等方位词都是基于说明书附图所定义的。

请参考图1、图2和图3，图1为本发明实施例所提供的复合式重力卸载装置第一种卸载方式的结构示意图；图2为本发明实施例所提供的复合式重力卸载装置两种卸载方式转换的结构示意图；图3为本发明实施例所提供的复合式重力卸载装置第二种卸载方式的结构示意图。

本发明实施例所提供的复合式重力卸载装置，主要用于对航天器地面试验，包括复合连接件2、锁紧机构4、升降机构5、支架9和设有刚性连接件7的定滑轮6，复合连接件2用以与待卸载件1连接，升降机构5与复合连接件2相连，升降机构5可以实施待卸载件1的重力卸载操作；定滑轮6连接于支架9，刚性连接件7绕于定滑轮6，刚性连接件7的第一端(如图1所示的右侧一端)与升降机构5相连，刚性连接件7的第二端(如图1所示的左侧一端)可拆卸地连接于支架9，锁紧机构4可以安装于支架9。

当然，根据实际需要，上述支架9可以设置为包括横杆和设有挂钩的竖杆，其中，横杆用以供连接锁紧机构4的连接杆和定滑轮6安装，竖杆与横杆垂直相连，以形成用于容置复合连接件2、锁紧机构4、升降机构5和设有刚性连接件7的定滑轮6的空间，挂钩的作用是实现刚性连接件7的第二端与支架9的固接。

如图1所示，当刚性连接件7通过固定点，即挂钩固定于支架9上时，升降机构5、定滑轮6、刚性连接件7的位置可以保持不变；当锁紧机构4处于非锁紧状态时，复合连接件2、升降机构5可以实施待卸载件1的重力卸载操作。

具体地说，在第一种卸载方式中，通过升降机构5调整待卸载件1的位置，通过复合连接件2的连接作用提供卸载所需的拉力，以实现待卸载件1位置的精密调节以及在一定范围内的失重状态模拟。在第二种卸载方式中，当待卸载件1在升降机构5的调节下到达预设卸载位置后，首先，通过锁紧机构4锁定复合连接件2以防止待卸载件1掉落，同时，使刚性连接件7脱离与支架9的连接，然后，根据待卸载件1的卸载需要向刚性连接件7施加预设拉力，并释放锁紧机构4的锁定状态，这样一来，在刚性连接件7的预设拉力作用下，可以实现待卸载件1的重力卸载操作，该卸载过程效果稳定，可以提高待卸载件1失重状态的模拟精度。

需要说明的是，上述施加预设拉力的方式可以通过在刚性连接件7的第二端增设能够使待卸载件1稳定卸载的等效质量，比如通过连续增加质量块10(比如砝码)来实现。

上述复合式重力卸载装置通过两种卸载方式的转换，可以根据实际的卸载需要进行卸载方式的调整，从而可以对待卸载件1在不同自由度上进行重力卸载，并且能够在模拟待卸载件1在轨失重状态时提高卸载的稳定性和灵活性，以解决传统卸载过程中卸载调节缺乏稳定性和灵活性的问题。

为了进一步提高卸载的调节精度，可以通过设置具有显示读数功能的力传感器来施加刚性连接件7所需的拉力。作为优选的，可以沿复合连接件2的轴向串接有第一力传感器3，在刚性连接件7上串接有第二力传感器8，这样一来，刚性连接件7能够根据第一力传感器3和第二力传感器8二者的读数施加预设拉力以提高第二种卸载方式的稳定性和调节的精度。

具体地，当锁紧机构4锁定复合连接件2并释放刚性连接件7的第二端后，可以根据第一力传感器3的读数向刚性连接件7的第二端添加预设质量的质量块10；当解锁锁紧机构4时，第一力传感器3的读数会突变至一个稳定值，且第二力传感器8也会显示读数，此时根据第一力传感器3和第二力传感器8的读数调整刚性连接件7第二端的质量块10。通过力反馈实现连续调节，可准确识别各点卸载力，以使卸载状态调节精度更高。

当然，根据实际需要，上述复合连接件2具体可以设置为包括刚性件和弹性件，比如刚性绳和弹性绳的并联结构，在第一种卸载方式下，通过弹性绳的弹性连续提供卸载所需的弹性力，即弹性绳可以向待卸载件1提供可沿靠近升降机构5方向的弹性力；这样一来，通过弹性绳调节待卸载件1的位姿，避免了质量卸载方式对于复杂机构卸载时调节不灵活的劣势。

在第二种卸载方式下，复合连接件2转换为刚性绳，即当刚性连接件7向待卸载件1施加预设拉力、且锁紧机构4解锁时，复合连接件2转换为刚性连接，转换操作可以通过直接将刚性绳的两端分别连接于待卸载件1和升降机构5上，从而替换弹性绳的连接。

当然，复合连接件2也可以采用其他的设置方式，只要能够保证在第一种卸载方式下弹性件起连接作用，在第二种卸载方式下刚性件起连接作用的设置方式均在本申请的保护范围内。

在本发明实施例中，上述锁紧机构4可以设置为夹绳器或夹绳装置，用以在锁紧机构4锁定复合连接件2时防止待卸载件1掉落，夹绳器或夹绳装置可以通过沿竖向设置的连接杆固定安装于支架9的横杆上。比如可以设置为现有技术中应用较广的单向锁紧机构(比如棘轮式锁紧机构)，在单向锁紧机构的作用下，待卸载件1只能执行上升操作而无法实现下落的操作，以防止弹性绳的卸载失效；当然，也可以使用双向锁紧机构(比如用于电梯装置中的双向夹绳器)，在双向锁紧机构的作用下，待卸载件1既不能执行上升操作，也无法实现下落的操作。

此外，上述升降机构5可以设置为省力葫芦或者其他类似的设备，省力葫芦用以保证复合连接件2可实现升降的作用，以供待卸载件1卸载位置或状态的调整。

当然，上述单向锁紧机构4、双向锁紧机构4和省力葫芦的设置均可以参照现有技术的内容，此处将不再一一展开。

需要注意的是，为了提高卸载的稳定性和灵活性，定滑轮6可采用随动设计。具体地，在第二种卸载模式中，定滑轮6可随待卸载件1的运动而沿着横杆移动或滑动，这样即可实施运动过程中的卸载操作，同时可在运动过程中通过升降机构5对待卸载件1进行微调，以通过不同模式的切换，提高卸载的稳定性与灵活性。

当然，根据实际需要，该定滑轮6可以通过滑动机构与横杆的底部相连，滑动机构可以包括设于横杆底部的滑槽和与定滑轮6连接的滑块，滑块设于滑槽中并可以沿着滑槽的方向滑动。当然，也可以在横杆的底部设置工字型滑轨，滑块悬挂于滑轨上并可沿着滑轨的设置方向滑动。当需要固定定滑轮6的位置时，可以通过可拆卸连接件(螺栓或螺钉)定位该定滑轮6。

需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另外几个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上对本发明所提供的复合式重力卸载装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方案及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

一种复合式重力卸载装置专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。