磁气悬吊微重力模拟系统动力学研究

地面微重力模拟试验指导机械臂在轨服务已成必然趋势,然而地面试验获取的是机械臂和微重力模拟装置的耦合动力学特性,现有的微重力模拟装置特别是气浮法附加惯量较大,影响地面试验的准确性.为了解决这一问题,本文提出了一种新型的磁气悬吊微重力模拟装置,由磁悬浮钢板、磁悬浮气足和吊绳三部分组成.通过柔性绳索连接机械臂和磁悬浮气足,磁悬浮气足在钢板上被动跟随机械臂运动,减小微重力模拟装置对机械臂的影响.以在平面转动的刚柔耦合臂杆为研究对象,分别建立臂杆-磁气悬吊微重力模拟系统、臂杆-气浮微重力模拟系统以及零重力臂杆的多体动力学模型并进行仿真计算.结果表明,与气浮微重力模拟装置相比,磁气悬吊微重力模拟装置对机械臂系统的动力学特性影响较小,对改善空间机械臂的运动平稳特性和末端定位精度有重要意义.