通過對六根吊索的張力和角度控制,實現(xiàn)吊索的恒張力,并且對吊索的狀態(tài)進行監(jiān)控。整個控制系統(tǒng)，由上位機和下位機組成，上位機與下位機直接通過工業(yè)以太網總線進行指令、數(shù)據的通信。

　　下位機各單元由底層控制部分和中央控制芯片組成,底層控制部分包括底層控制器、張力傳感器、電機驅動控制器、角度傳感器和加速度傳感器。底層控制部分進行各吊索的底層控制、傳感器信號采集,為中央控制芯片提供控制接口與反饋信號。對月球車能夠有效、安全的控制,保證了 1/6g低重力環(huán)境的模擬。

　　1.一種 1/6g低重力平衡吊掛裝置的控制系統(tǒng),其特征在于,包括上位機和下位機,所述上位機為工業(yè)計算機,負責采集、顯示試驗臺運行狀態(tài)信息,根據反饋的數(shù)據,適時調整控制策略;同時記錄試驗數(shù)據,生成相應試驗報告;

　　所述下位機由PMAC 運動控制卡附以工控機構成,內置多軸運動控制模塊和接口模塊用于根據上位機的控制指令控制各執(zhí)行部件,實現(xiàn)對吊索的恒張力控制。

　　2.根據權利要求1所述的一種 1/6g低重力平衡吊掛裝置的控制系統(tǒng),其特征在于,所述試驗臺運行狀態(tài)信息包括位置、速度/加速度、主/被動約束力、靜剛度分布、工作行程動力平衡、碰撞及干涉檢查信息。

　　3.根據權利要求1所述的一種1/6g低重力平衡吊掛裝置的控制系統(tǒng),其特征在于,所述試驗報告包括試驗報告、設備運行記錄報告、設備維護記錄報告。

　　4.根據權利要求1所述的一種1/6g低重力平衡吊掛裝置的控制系統(tǒng),其特征在于,所述上位機和下位機之間通過工業(yè)以太網進行通訊。

　　5.根據權利要求1所述的一種1/6g低重力平衡吊掛裝置的控制系統(tǒng),其特征在于,所述下位機與各執(zhí)行部件通過現(xiàn)場總線進行命令和數(shù)據的發(fā)送。

　　6.根據權利要求1或5所述的一種1/6g低重力平衡吊掛裝置的控制系統(tǒng),其特征在于,所述各執(zhí)行部件包括伺服電機、力矩電機、編碼器、轉盤、力傳感器、角度傳感器。

　　7.根據權利要求1所述的一種1/6g低重力平衡吊掛裝置的控制系統(tǒng),其特征在于,所述下位機按功能分為三部分 :輔助吊點張力控制單元、輔助吊點跟隨控制單元和主調點、行車和轉盤控制單元;

　　輔助吊點張力控制單元,包括收繩電機、角度傳感器、力傳感器、電動缸和彈簧,負責輔助吊點和備用吊點共5套吊掛裝置中吊索的恒張力控制:

　　輔助吊點跟隨控制單元,包括水平二維滑臺和角度傳感器,通過角度傳感器采集的數(shù)據計算出吊索的伸縮量和在X、Y軸的傾角,計算出二維滑臺各軸的位移量,從而完成對輔助吊點二維滑臺的位置控制,控制吊點跟隨巡視器車輪的運動,保證每個吊索始終保持鉛垂;

　　主調點、行車和轉盤控制單元,包括行車、轉盤、力傳感器、角度傳感器,通過采集力傳感器、角度傳感器信息,分析巡視器的運動軌跡,確定巡視器橫向和縱向運動的偏移量和轉角,控制跟隨平臺作相應的橫向和縱向運動,保證各吊點始終處于工作行程范圍內并且保證格調點張力恒定。

　　8.根據權利要求7所述的一種1/6g低重力平衡吊掛裝置的控制系統(tǒng),其特征在于，所述輔助吊點張力控制單元根據上位機的指令,在垂直方向工作行程范圍內實現(xiàn)恒定的吊索張力;通過力傳感器的反饋信息計算吊索的張力變化值,從而控制電動缸的伸縮來改變彈簧的變形量,使吊索張力為恒張力;當電動缸位移達到設定值時,收繩電機動作來收放吊索,從而保證吊索張力恒定。

　　9.根據權利要求7所述的一種1/6g低重力平衡吊掛裝置的控制系統(tǒng),其特征在于,所述恒張力控制采用彈簧緩沖裝置實現(xiàn),根據恒張力控制桿的偏移信號,對吊索進行PID控制,保證恒張力控制桿在正常的工作范圍內，具體為:

　　在系統(tǒng)運行過程中,當張力傳感器測量值減少時,伺服電動缸伸出,推動動滑輪,張緊吊掛繩索,使吊掛繩索的張力滿足張力要求;當伺服電動缸的伸出量達到Smax時,系統(tǒng)啟動卷揚電機,緩慢收縮吊掛繩索,伺服電動缸根據張力傳感器的張力變化收縮;當收縮至伺服電動缸行程為Smid時,卷揚伺服電機停止工作,電機制動抱閘抱緊。

　　10.根據權利要求7所述的一種1/6g低重力平衡吊掛裝置的控制系統(tǒng),其特征在于,所述輔助吊點跟隨控制單元采用經典的PID控制原理,通過控制伺服電機的運動,保證吊索始終保持鉛垂。

　　其他方法：

　　*種是高空**飛機，爬高到一定高度后俯沖，這樣機艙內部就會出現(xiàn)“無重力狀態(tài)”，然后再爬高，再俯沖，當然這種是比較花錢的辦法，不過感覺真實，因為飛機和人員都是自由落體運動，所以人和飛機之間就形成無重力。

　　第二種就是在水下，人的密度和水的密度差不多，在水中浮力合適的時候就可以感覺到是一種失重狀態(tài)，這種情況用來模擬太空環(huán)境，這種辦法便宜，一般訓練外太空維修工作時候用。

　　低重力試驗設備參數(shù)

　　運行時間: 可連續(xù)長期不間斷運行

　　通過 3000 小時("125 天)耐久性運行試驗

　　模擬重力:1.0-3g (0.001g) " 0.5g

　　設備載重：1.5公斤，配有12×25厘米的載物臺

　　工作原理:重力矢量累積方法

　　驅動系統(tǒng):高精度步進電機驅動控制

　　電源:12-24V 直流電源

　　外部尺寸:30 厘米(長)*30 厘米(寬)*25 厘米(高)

　　重量:約 8 公斤