传动与定位装置技术要求

传动与定位装置技术要求

空间等离子体环境地面模拟实验系统

传动与定位装置

中国航天科技集团公司五院510所

传动与定位装置技术要求

1概述及功能

空间等离子体环境地面模拟实验系统传动与定位装置是在地面模拟实验过程中为载荷提供一组六维和一组三维机械运动和伺服控制的装置，要求该装置在试验过程中能够按照用户指令或规定程序进行机械运动，并实时显示传动与定位装置的运动状态和位置信息。

1.1传动与定位装置具体应用条件

具体应用条件如下：

实验舱尺寸：φ3000mm⨯5000mm；

真空度：5⨯10-5Pa（极限），5⨯10-4Pa（工作）；

温度：-20︒C~+50︒C；

等离子体环境：密度109~1012/m3，电子温度0.1~1eV，离子温度0.05~0.5 eV；

磁场：0~1G；

电场：0~1V/m；

太阳常数：0.3~1。

1.2设备组成

如图1所示，为两组相向安装的六维和三维传动与定位装置示意图，主要由基准安装平台, 直线移动台X、Y、Z，旋转转台A、旋转转台B和旋转转台C 及伸缩杆D组成，其运动由计算机控制，运动的距离、速度、角度等参数可由人工通过计算机软件界面设定并在软件界面上实时显示位置信息。通过激光干涉仪精确测量和标定移动台面X、Y、Z在直线移动方向的移动距离，标定误差不大于距离的测量精度要求。移动距离的测量采用光栅尺闭环控制，并通过软件修正系统误差以达到技术指标的要求。

图1 传动与定位装置示意图

1.3传动与定位装置的主要功能

(1)能在真空、等离子体、电场和磁场等环境下工作。

(2)六维电控运动机构装载测试载荷实现三维直线平移运动和三维旋转运

动，并准确定位。三维直线平移分别为X向、Y向和Z向，三维旋转分

别为A向、B向和C向（其中A向旋转轴与Z轴平行，B向旋转轴与X

轴平行，C向旋转轴与Z轴垂直）。

(3)两组装置可以在基准底座平台上正反向安装、初始位置在中间。

(4)用户可以通过人机接口输入所需的运动参数控制该装置动作。

(5)三维直线平移距离及三个旋转台旋转角度可以连续测量，并能在计算机

软件界面上实时显示。

(6)配备载荷安装杆，可安装在B轴旋转台上。安装杆上可安装两个测试载

荷，用户可通过控制软件实现两测试载荷之间的相向运动，运动范围最

大为3000mm。（当使用安装杆时，整个装置只启用X向直线平移功能）

2主要技术指标

（1）X轴/Y轴/Z轴调节机构

承载：5Kg

✧X轴行程：2000mm（两组相向安装总有效行程为4000mm）

✧Y轴行程：2000mm

✧Z轴行程：1000mm

✧定位精度：±0.05mm（每300mm范围内）

✧重复定位精度：±0.01mm（每300mm范围内）

✧线性分辨率：0.01mm

✧速度调节范围：在1mm/s~100 mm/s范围内连续可调

（2）旋转（A、B、C轴）调节机构

✧旋转角度范围：360︒

✧定位精度：±0.0125︒

✧重复定位精度：±0.005︒

✧闭环分辨率：±1.5″

（3）载物台（待定）

✧具有多接口安装面

3维修及服务要求

1）设备应便于维修、组装、拆卸和检查；

2）设备中应有醒目的标志，导线和接插件应有明显的编号；

3）设备上重要的电压、电流、频率、时间等，应有表头显示或其他显示方式；

4）设备自交付之日起，凡属设备质量问题引起的故障或损坏，由承制方负责维修（要求承制方在收到通知后的一周内恢复设备正常工作状

态）；

5）承制方应为委托方培训技术人员，并根据要求解决设备在使用中出现的问题；

6）根据委托方的要求，应派出技术人员进行现场服务，包括：安装、调试、测试、联试以及现场培训。

4质量保证要求

4.1设计

系统电气与电路设计应先进，合理选用电子元器件，注意降额使用和防电磁干扰。

结构设计应全面考虑环境条件，结构紧凑，便于安装维修。

4.2材料、电子元器件

1）电子元器件及材料必须无毒、无污染；

2）使用的材料应按规定条件进行检验，合格的方能使用；

3）使用的电子元器件，原则上应为工业级以上等级；

4）使用不满足等级要求的元器件（工业等级以下）须提出申请，待批准后方可使用。

4.3制造工艺

设备的制造安装应编制工艺细则，并选择具有相应资质的厂家进行电路板加工、系统组装级制造。

4.4供电环境

供电：220V±10% 50Hz±10%，30VA

5工作寿命、可靠性

寿命长于3年。

无故障间隔时间（MTBF）:大于100小时。

6交付产品数量

1套产品。

7评审

（1）在研制过程中，承制方组织，委托方协助进行如下评审：

方案报告评审；

设计实施方案评审；

验收评审。

（2）在组织上述各评审活动前1周，承制方向委托方提供评审会议文件，每次评审会结束后，承制方向委托方提交评审会议纪要，包括：评审意见、

针对各种问题的讨论情况、结论和应采取的措施、负责人员的姓名和完

成时间。

（3）对评审会上未通过评审的内容，要经双方协商，选定适当时间重新评审，评审要求同上。

8交付验收办法及交付文件

8.1验收与交付

（1）在产品交付前提供技术文件资料及试验报告；

（2）产品交付时进行性能测试，由承制方按照技术要求规定的功能指标提出测试大纲，编写测试细则，并对产品进行出厂测试，最后由委托方进行

验收测试。

8.2交付文件内容

（1）产品交付前半个月研制单位必须提供以下技术文件

♦产品方案设计报告；

♦产品验收测试方案；

♦产品测试报告；

♦产品使用说明书（含产品外型图、安装尺寸等）；

♦产品软件和计算机软件包源程序及注释说明。

（2）随产品交付的文件

♦产品合格证；

♦交付产品清单及附件明细表。

9进度与交付要求

本设备要求自合同签订起10个月内完成交付。

10备注

本技术要求未尽部分由双方协商解决。