一种中心圆盘对称式移动滑车供电系统的制作方法

1.本实用新型涉及试验平台驱动系统技术领域，更为具体地，本实用新型涉及一种中心圆盘对称式移动滑车供电系统。


背景技术：

2.地外天体低重力模拟试验平台是首次火星探测的地面验证试验的关键设施之一，其为火星、月球、行星探测器的悬停、避障点火着陆实验等提供了低重力的模拟环境。地外天体低重力模拟试验平台组成包括：塔架、索并联驱动系统和快速随动平台。塔架为系统提供结构支撑，通过索并联驱动系统连接快速随动平台，快速随动平台安装有水平快速随动系统和垂直拉力随动系统，垂直拉力随动系统通过吊绳连接探测器，通过跟随探测器的三维运动，实现地外天体低重力环境的模拟。其中快速随动平台上的水平和垂直快速随动系统共有6台大功率伺服电机，如何给大空间范围内高速随动的电机系统供电是必须解决的关键技术问题。
3.当前的该移动电机系统供电的方法有以下三种：
4.1 通过滑触线供电。这是当前多数移动式机电系统的主要供电方式，适合沿固定轨道运行的机电系统，比如有轨电车、工厂的自动化生产线，对在大空间范围内随动系统不适合。
5.2 通过非接触式供电系统供电。这是移动式供电技术的一种突破，采用电磁感应方式传输能量，但是同样只适用在固定的轨道运行的机电系统，而且传输距离间隔不大于几厘米，不适合低重力模拟平台。
6.3 通过悬吊电缆方式供电。这是具有移动式桁架的随动平台机电系统的常见的供电方式，在随动平台上方设计移动桁架，供电电缆从桁架上下垂到随动平台，随动平台上设置电缆收线框，桁架在水平方向与随动平台同步运动，保持电缆下垂点与随动平台相对位置不变，当随动平台在垂直方向运动时，电缆从收线框自动收放，实现对随动平台的随动供电。这种供电方式解决了大空间范围的随动平台供电问题，但是有如下缺点：
7.1 ）需要有水平桁架跟随随动平台运动，而水平桁架结构复杂，惯量大，对于大加速度随动系统，驱动系统的功率需求大，经济成本大。
8.2）电缆悬空下垂连接随动平台，在下垂长度较大时，容易受环境风速影响，电缆容易被吹偏随动平台的中心，在上升运动时，电缆容易偏出收线框，严重制约系统的适用环境。
9.地外天体低重力模拟试验平台的随动空间大，速度和加速度大，系统采用的是六角环形桁架结构，取消了桁架式随动系统，给随动平台供电是亟须解决的技术问题。


技术实现要素：

10.针对现有技术的不足之处，本实用新型的目的在于提出一种中心圆盘对称式移动滑车供电系统，
11.在六角环形桁架的索并联驱动系统的对称的下斜拉索上，各安装一组移动式滑车，滑车上安装快速随动平台的供电电缆及通讯电缆，电缆一端固定在下斜拉索在塔架的出绳点处，另一端沿下斜拉索延申连接快速随动平台快速随动平台上，滑车电缆在重力作用下依次下垂聚集在在塔架的出绳点滑轮附近，在快速随动平台运动时，滑车移动电缆自动跟随快速随动平台作伸缩运动，因为滑车安装在对称的斜拉索上，将滑车电缆系统的惯性力对快速随动平台的影响最大限度地抵消，实现对快速随动平台平稳的随动式供电。
12.本实用新型的技术方案如下所示：
13.一种中心圆盘对称式移动供电滑车系统，该中心圆盘为快速随动平台，其包括滑车、线绳、电缆、滑轮护套、快速随动平台固定支座；多个滑车沿着下斜拉索运动，下斜拉索的第一端连接至快速随动平台；所述线绳为连接线绳，所述线绳包括滑车与快速随动平台连接线绳以及滑车之间的连接线绳；多个滑车形成滑车组，滑车组中的第一个滑车通过滑车与快速随动平台连接线绳连接至快随随动平台固定支座，快速随动平台固定支座设置在快速随动平台的下表面，相邻滑车之间通过滑车之间的连接线绳进行连接，通过线绳限制相邻两个滑车之间以及快速随动平台与第一个滑车之间的最大距离，防止拉扯电缆。
14.所述滑轮护套设置在下斜拉索出绳滑轮组下斜拉索的索并联驱动系统的下斜拉索出绳侧，通过该滑轮护套防止滑车在下降运动时直接撞击下斜拉索出绳滑轮组。
15.优选地，滑车的底部设置线绳固定单元。
16.优选地，滑车的底部设置电缆吊架，该电缆吊架设置在线绳固定单元的下方。电缆穿过该电缆吊架并通过电缆固定部进行固定。
17.优选地，相邻两个滑车之间的电缆的长度大于相邻两个滑车之间的连接线绳的长度。
18.优选地，所述滑车为对称式滑车，其包括滑轮、滑轮连接座、电缆吊架、连接螺栓、o型环以及缓冲支座。
19.优选地，滑轮转动固定至滑轮连接座；滑轮的周向均设置有凹槽，滑轮上的凹槽共同形成容纳下斜拉索的空腔。
20.优选地，o型环通过螺栓固定至滑车的底部，电缆吊架连接该o型环。该电缆为供电电缆，通过o型环、螺栓连接，以便供电电缆能够直接垂至滑车下方并能够自由摆动。
21.优选地，在各滑车的侧面设置缓冲支座，通过缓冲支座缓冲滑车间的冲击。
22.优选地，所述滑车系统采用对称式拓扑结构。
23.与现有技术相比，本实用新型的优点在于：
24.1.对称式移动滑车电缆沿下斜拉索自动跟随快速随动平台运动，大大提高了系统对环境风速影响的适应力，直接提高了系统的试验效能。
25.2.对称式移动式滑车电缆供电方式取消了对移动桁架的依赖性，简化了塔架系统结构，提高了系统的加速度和速度相应能力，降低了系统成本。
附图说明
26.本实用新型上述和/或附加方面的优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
27.图1为根据本实用新型的中心圆盘对称式滑车供电系统的位置示意图。
28.图2为根据实用新型的中心圆盘对称式移动滑车供电系统的结构示意图。
29.图3为根据实用新型的中心圆盘对称式移动滑车供电系统的a-a剖视图。
30.图4为根据实用新型的中心圆盘对称式移动滑车供电系统的b-b剖视图。
31.图5为根据实用新型的中心圆盘对称式移动滑车供电系统的c-c剖视图。
具体实施方式
32.为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
33.以下结合附图对本实用新型进行详细说明。
34.如图1为本实用新型实施例的中心圆盘对称式移动滑车供电系统及其在低重力模拟试验平台中位置示图。所述中心圆盘为快随随动平台5。
35.低重力模拟试验平台包括塔架1、主提升索2、上水平索3、下斜拉索4、快速随动平台5、索驱动系统6、快速随动平台对称移动式滑车供电系统7。塔架上设置拉索出绳点，拉索从拉索出绳点穿过以约束拉索的与圆盘的相对角度，拉索的第一端穿过出绳点连接至快速随动平台，拉索的第二端连接至索并联驱动系统，索并联驱动系统通过驱动单元供电，各驱动单元连接电机，同一组驱动单元包括主提升索驱动单元、上水平索驱动单元以及下斜拉索驱动单元，通过将塔架相同圆周位置的主提升索驱动系统的驱动单元、上水平索驱动系统的驱动单元以及下斜拉索驱动系统的驱动单元的直流母线并联连接，在运行过程中拉索张紧；发电驱动单元的能量直接在直流母线上供应给做功驱动单元。优选地，在运动过程中，当拉索的张力方向与速度方向相同，处于做功状态，其所需电能来自于直流母线；在运动过程中，当拉索的张力方向与速度方向相反，处于发电状态，其电能反馈回直流母线。
36.优选地，索并联驱动系统为卷扬机，通过卷扬机卷绕拉索，控制拉索的长度，带动快速随动平台进行运动。
37.优选地，驱动单元包括整流单元和逆变单元，逆变单元通过直流母线与电机连接；整流单元的输入端连接逆变单元的输出端，整流单元的输出端连接索并联驱动系统。
38.优选地，整流单元和逆变单元的直流母线并联，形成多驱动功率能量单元能量回馈共享系统。
39.优选地，索并联驱动系统包括主提升索驱动系统、上水平索驱动系统和下斜拉索驱动系统。
40.优选地，拉索包括主提升索、上水平索以及下斜拉索。所述快速随动平台对称移动式滑车供电系统安装在下斜拉索上。
41.优选地，拉索出绳点包括第一出绳点、第二出绳点和第三出绳点；第三出绳点的高度大于第二出绳点的高度，第二出绳点的高度大于第一出绳点的高度。
42.优选地，以试验场地中心半径预设距离的圆周方向上均匀布置六组卷扬机。
43.优选地，以试验场地中心半径预设距离的圆周方向上均匀布置六个索并联驱动系统的机房，每个机房内包括主提升索驱动系统、上水平索驱动系统和下斜拉索驱动系统。
44.所述塔架为六角环形桁架，以试验场地中心半径预设距离的圆周方向上均匀布置六组卷扬机，每组卷扬机分上、中、下位置，分别从塔架平台的塔架塔柱的三个预设高度的
出绳点连接中心的快速随动平台，组成18索并联驱动系统。第一出绳点的预设高度为场地所在平面，第二出绳点的高度预设高度为塔架顶部的高度的1/2，第三出绳点的预设高度为塔架平台的塔架顶部的高度。第一、第二、第三出绳点的拉索分别为：主提升索驱动系统、上水平索驱动系统和下斜拉索驱动系统，组成索并联驱动系统，索并联驱动系统驱动中心的快速随动平台在三维空间运动。
45.如图2至图5中所示，根据本实用新型实施例的中心圆盘对称式移动滑车供电系统包括滑车8、线绳9、电缆10、滑轮护套11、快速随动平台固定支座12。所述线绳为连接线绳。滑轮护套设置在下斜拉索出绳滑轮组的外侧的，即下斜拉索出绳侧，通过该滑轮护套防止滑车在下降运动时直接撞击下斜拉索出绳滑轮组。快速随动平台固定支座12设置在快速随动平台的下表面，例如，下表面的边缘处。优选地，该快速随动平台固定支座包括支座本体和线绳固定部。所述支座本体固定于快速随动平台下表面的边缘处，线绳固定部固定至支座本体的侧部，通过该线绳固定部固定距离快速随动平台最近的滑车与快随随动平台之间的线绳。
46.优选地，各滑车8的数量为多个，多个滑车沿着下斜拉索运动，下斜拉索的第一端连接至快速随动平台。相邻两个滑车之间通过线绳9进行连接，
47.在滑车的底部设置线绳固定单元，该线绳固定单元包括两个线绳固定件，例如，线绳固定孔，线绳的其中一个端部穿过该线绳固定孔对线绳进行固定。在滑车的底部设置电缆吊架，优选地，该电缆吊架设置在线绳固定单元的下方。通过线绳9限制相邻两个滑车之间的最大距离，防止拉扯电缆。电缆穿过该电缆吊架并通过电缆固定部进行固定。
48.优选地，相邻两个滑车之间的电缆的长度大于相邻两个滑车之间的连接线绳的长度。所述滑车沿着索并联驱动系统的下斜拉索进行滑动。下斜拉索的第一端连接至快速随动平台固定支座，斜拉索的第二端连接至地面各驱动系统。
49.优选地，滑轮护套设置在地面各驱动系统所在的机房的出口处。
50.所述滑车为对称式滑车，其包括四个滑轮13、滑轮连接座14、电缆吊架15、连接螺栓16、o型环17以及缓冲支座18，滑轮转动固定至滑轮连接座。
51.四个滑轮的周向均设置有凹槽，通过滑轮连接座将这四个滑轮固定在一起，其中两个滑轮位于滑轮连接座14的第一连接架，另外两个滑轮位于滑轮连接座14的第二连接架，四个滑轮上的凹槽共同形成容纳下斜拉索的空腔，下斜拉索从该空腔内穿过且下斜拉索的长度方向与第一连接架和第二连接架的中间穿过，例如，下斜拉索的长度方向平行于各连接架的长度方向。
52.优选地，o型环通过螺栓固定至滑车的底部，电缆吊架连接该o型环。该电缆为供电电缆，通过o型环、螺栓连接，以便供电电缆能够直接垂至滑车下方并能够自由摆动。
53.优选地，在各滑车的侧面，例如，朝向滑轮护套的方向设置缓冲支座，优选地，每个滑车包括两个缓冲支座，通过缓冲支座缓冲滑车间的冲击。
54.优选地，为减轻移动滑车系统惯性以及斜拉索张力对快速随动平台系统的影响，所述滑车系统采用对称式拓扑结构，即根据快速随动平台供电电缆及通讯电缆数量，进行2，或4 或6 等分，选择在下斜拉索中关于中心对称的2组、或4组、或6组钢索安装滑车系统。
55.优选的，为减轻滑车重量，所述滑车滑轮选用轻质尼龙滑轮，滑轮连接座选用铝合金材料，缓冲支座采用橡胶支座。
56.采用中心对称移动式滑车供电系统，能够不依赖随动桁架，实现大范围空间内高速随动平台的供电要求，大大降低了系统结构复杂度，提高了随动系统相应速度，同时提高了系统对环境风速的适应性，提高了系统的试验能力，具有良好的应用效果。
57.系统所采用的对称式拓扑结构，可以将滑车系统对随动平台系统的总影响降低到接受范围，滑车所采用防撞支座和线绳，可以很好的保护滑车滑轮和电缆等设备，本移动式滑车系统结构简单，容易实现，具有良好的经济型和实用性。
58.可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施方式，然而本实用新型并不局限于此。本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。
59.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
60.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”、“连通”、“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；可以是直接连通，也可以通过中间媒介间接连通，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，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“至少三个”的含义是两个或两个以上。
61.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，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。