李海月，程 泽，赵丹妮，王浩威，李德勇，张加波，宋晓东，赵琳娜

（1.北京卫星制造厂有限公司，北京100094；2.北京空间飞行器总体设计部，北京100094；3.北京理工大学宇航学院，北京100081）

近年来，随着航空航天技术的不断进步，空间可展开机构在人类探索太空的活动中发挥着越来越重要的作用，如高精度天线、大功率太阳能电池阵及多自由度精密机械臂等广泛应用于航天器［1-5］。空间可展开机构是航天器的重要组成部分，模拟其在太空微重力环境下的展开锁定是地面微重力模拟展开试验的重要内容。随着空间可展开机构逐渐向多维度、多自由度的方向发展，对地面微重力试验设备主动适应性［6-7］的要求也越来越高，既要求其能满足多维度、多自由度的需求，还要求其具备精度高、阻力小和可靠性高的特点。

基于此，笔者通过对比目前比较成熟的微重力模拟展开试验方法，结合悬吊法和气浮法，拟设计一种适用于三维空间展开机械臂的多自由度微重力模拟展开试验系统，并对其进行功能测试和模拟试验。

1 微重力模拟展开试验方法比较

地面微重力模拟展开试验方法主要有悬吊法［8-12］、落塔法、水浮法［13］和气浮法［14-20］，其中应用最为广泛的是悬吊法。悬吊法利用绳索机构、滑轮组和配重来实现重力卸载，具有结构简单、自由度高的优点，但也具有摩擦阻力大、精度低、滞后运动和柔性抖动耦合以及复杂运动轨迹适应性差的缺点。随着气浮法日渐成熟，气浮系统的应用也日益广泛，该系统虽具有阻力小、周期短、成本低、可靠性高和运动轨迹适应性强的优点，但对试验平台平面度和光滑度的要求较高，以及只能适应二维平面运动，导致其在多维空间的应用受到限制。……