本发明涉及空间微重力环境模拟实验平台，特别是一种二自由度空间微重力环境模拟实验平台。
背景技术：
1、在轨实验可以为绳系卫星系统提供真实的微重力环境，但其成本高昂且实验机会有限。为降低实验成本和风险，需要在地面模拟空间微重力环境，对绳系卫星系统展开实验测试。
2、实现微重力环境的方法主要包括自由落体法、水浮法、气浮法；自由落体法的缺点是需要较高的试验成本，且实验时间、空间受限；水浮法的缺点是实验对象需要很高的密封性且运动过程中产生较大的流体阻力；气浮法是通过气体浮力来抵消实验对象重力实现微重力环境模拟，具有较长的实验时间且不对实验对象运动产生额外阻力，因此最为常用。现有的微重力模拟实验平台通常采用气足向大理石平台喷出高压气体形成气膜，以抵消重力。然而，这种方法需要实验对象携带高压气瓶或高压气管，导致实验时长受限；并且由于附加了高压气瓶或高压气管引入额外质量及额外阻尼，难以真实有效模拟绳系卫星系统的释放和回收运动过程。同时这类实验平台需要大面积且具有非常高平面度的大理石平台，极大增加了成本。
3、同时，在释放过程中需要保证释放分离力必须准确作用在母星和子星的质量中心，否则可能产生自旋，降低释放效率并增加子星或母星在释放时缠绕系绳的风险。此外，绳系卫星系统在释放回收过程中可能因工作状态改变使得卫星姿态角发生变化导致任务失败。
技术实现思路
1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种二自由度空间微重力环境模拟实验平台，可用于绳系卫星系统释放回收实验验证，具有通用性高、成本低、实验时长不受限制的特点。
2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种二自由度空间微重力环境模拟实验平台，包括气悬浮组件（1）、导轨组件（2）、阻尼隔振平台（3）及气源组件（4）；所述气悬浮组件（1）包括子星安装板（12）、子星基座（13）、母星安装板（14）、转台轴承（15）、母星基座（16）及气悬浮滑块（17）；所述导轨组件（2）包括进气板（5）、密封垫（6）、第一限位块（7）、母星导轨（8）、第二限位块（9）、堵气板（10）及子星导轨（11）；所述气源组件（4）包括第一导气软管（18）、转换接头（19）、第二导气软管（20）及气源（21）；所述导轨组件（2）固定安装于阻尼隔振平台（3）上，所述气悬浮组件（1）设于导轨组件（2）的正上方；所述气源组件（4）通过第一导气软管（18）连接至气悬浮组件（1）的进气板（5），用于向母星导轨（8）和子星导轨（11）输送高压气体。
3、在一较佳的实施例中，所述母星导轨（8）与子星导轨（11）的上半部分用于排气和承载；所述母星导轨（8）与子星导轨（11）的下半部分用于限位和固定；母星导轨（8）和子星导轨（11）的三个承载面沿其长度方向各开设一排排气小孔；高压气体通过排气小孔排出后，在导轨与所述气悬浮滑块（17）之间形成一层气膜，使气悬浮滑块（17）能够在母星导轨（8）和子星导轨（11）上滑动。
4、在一较佳的实施例中：所述子星基座（13）、母星基座（16）与气悬浮滑块（17）固连，气悬浮滑块（17）的安装间距与导轨的安装间距一致，所述子星安装板（12）、母星安装板（14）分别通过转台轴承（15）与子星基座（13）、母星基座（16）转动连接。
5、在一较佳的实施例中：气悬浮组件（1）在母星导轨（8）和子星导轨（11）上滑动的同时，子星安装板（12）和母星安装板（14）绕转台轴承（15）转动。
6、在一较佳的实施例中：所述母星导轨（8）和子星导轨（11）各为两根，且两根母星导轨（8）关于两根子星导轨（11）对称平行安装于内侧；所述进气板（5）和堵气板（10）分别与母星导轨（8）及子星导轨（11）固连，密封垫（6）用于密封。
7、在一较佳的实施例中：所述第二导气软管（20）两端设有快接接头，一端连接气源（21）的输出口，另一端连接转换接头（19）的输入口；转换接头（19）具有两个输出口，分别连接两根第一导气软管（18）；为保证导轨进气流量，第二导气软管（20）的通流截面面积为第一导气软管（18）通流截面面积的1.8倍至2.2倍；所述气源（21）根据负载调节高压气体出口压力及出口流量。
8、在一较佳的实施例中：所述第一限位块（7）设置于母星导轨（8）与子星导轨（11）的侧面，以对导轨进行宽度方向的限位；所述第二限位块（9）上设有一凸台，用于抵住导轨内底面，与阻尼隔振平台（3）对导轨进行高度方向的限位，第二限位块（9）设置于导轨两端，对导轨进行长度方向的限位。
9、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
10、1.本发明的空间微重力环境模拟实验平台具有通用性高、抗干扰力强、成本低的特点，本发明承载能力大于20kg，模拟系绳展开长度可达10 m，可有效模拟绳系卫星的在轨释放和回收运动过程，实现系绳展开方向近似无摩擦的微重力模拟试验。
11、2.本发明的空间微重力环境模拟实验平台无需实验对象自带气瓶、气源或气管即可实现悬浮微重力，具有实验时长不受限制的优点，可用于无线绳系卫星系统的地面释放回收实验验证。
12、3.本发明的子星安装板和母星安装板具有沿导轨高度方向转动的自由度，可用于验证分离力是否产生自旋运动，以及验证子母星工作过程中姿态是否发生改变。
1.一种二自由度空间微重力环境模拟实验平台，其特征在于，包括气悬浮组件（1）、导轨组件（2）、阻尼隔振平台（3）及气源组件（4）；所述气悬浮组件（1）包括子星安装板（12）、子星基座（13）、母星安装板（14）、转台轴承（15）、母星基座（16）及气悬浮滑块（17）；所述导轨组件（2）包括进气板（5）、密封垫（6）、第一限位块（7）、母星导轨（8）、第二限位块（9）、堵气板（10）及子星导轨（11）；所述气源组件（4）包括第一导气软管（18）、转换接头（19）、第二导气软管（20）及气源（21）；所述导轨组件（2）固定安装于阻尼隔振平台（3）上，所述气悬浮组件（1）设于导轨组件（2）的正上方；所述气源组件（4）通过第一导气软管（18）连接至气悬浮组件（1）的进气板（5），用于向母星导轨（8）和子星导轨（11）输送高压气体。
2.根据权利要求1所述的一种二自由度空间微重力环境模拟实验平台，其特征在于，所述母星导轨（8）与子星导轨（11）的上半部分用于排气和承载；所述母星导轨（8）与子星导轨（11）的下半部分用于限位和固定；母星导轨（8）和子星导轨（11）的三个承载面沿其长度方向各开设一排排气小孔；高压气体通过排气小孔排出后，在导轨与所述气悬浮滑块（17）之间形成一层气膜，使气悬浮滑块（17）能够在母星导轨（8）和子星导轨（11）上滑动。
3.根据权利要求1所述的一种二自由度空间微重力环境模拟实验平台，其特征在于：所述子星基座（13）、母星基座（16）与气悬浮滑块（17）固连，气悬浮滑块（17）的安装间距与导轨的安装间距一致，所述子星安装板（12）、母星安装板（14）分别通过转台轴承（15）与子星基座（13）、母星基座（16）转动连接。
4.根据权利要求3所述的一种二自由度空间微重力环境模拟实验平台，其特征在于：气悬浮组件（1）在母星导轨（8）和子星导轨（11）上滑动的同时，子星安装板（12）和母星安装板（14）绕转台轴承（15）转动。
5.根据权利要求1所述的一种二自由度空间微重力环境模拟实验平台，其特征在于：所述母星导轨（8）和子星导轨（11）各为两根，且两根母星导轨（8）关于两根子星导轨（11）对称平行安装于内侧；所述进气板（5）和堵气板（10）分别与母星导轨（8）及子星导轨（11）固连，密封垫（6）用于密封。
6.根据权利要求1所述的一种二自由度空间微重力环境模拟实验平台，其特征在于：所述第二导气软管（20）两端设有快接接头，一端连接气源（21）的输出口，另一端连接转换接头（19）的输入口；转换接头（19）具有两个输出口，分别连接两根第一导气软管（18）；为保证导轨进气流量，第二导气软管（20）的通流截面面积为第一导气软管（18）通流截面面积的1.8倍至2.2倍；所述气源（21）根据负载调节高压气体出口压力及出口流量。
7.根据权利要求1所述的一种二自由度空间微重力环境模拟实验平台，其特征在于：所述第一限位块（7）设置于母星导轨（8）与子星导轨（11）的侧面，以对导轨进行宽度方向的限位；所述第二限位块（9）上设有一凸台，用于抵住导轨内底面，与阻尼隔振平台（3）对导轨进行高度方向的限位，第二限位块（9）设置于导轨两端，对导轨进行长度方向的限位。
