真空低温环境下大型航天器结构变形测量试验系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于真空低温环境下大型航天器结构变形测量试验系统，包括真空低温容器、龙门支撑机构、低温悬臂移动机构、摄影测量CCD相机及保护舱、试件支撑机构、低温基准尺、温度和气压控制系统、运动控制系统、测量数据采集和处理系统，其中，低温悬臂机构两端对称悬挂两套摄影测量CCD相机及保护舱，通过在真空低温环境下实现旋转半径为3m的±360°往返旋转运动拍摄以实现大型航天器结构的变形测量。本发明专利技术能在模拟空间环境下利用摄影测量技术完成某5m大型伞状天线的热变形测量，空间点位的测量重复性精度达20微米。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于模拟空间环境下航天器微变形测量试验领域，具体涉及一种用于真空低温环境下对大型航天器结构热变形测量的系统。
技术介绍
航天器在轨运行时，空间环境呈周期性剧烈变化，将给航天器结构带来热变形，加上航天器在轨环境下重力释放，也会给航天器带来微变形。这对自身结构稳定性有较高要求的部件来说，这种变形必将影响到其工作性能，如天线、空间望远镜、太阳帆板等。以天线为例，要达到高的分辨率，不仅要求天线的面积大，反射面的表面精度高，而且要求天线表面的形状与设计形状的偏差小。对于反射面天线，变形导致的表面形面与理想抛物面的随机偏差将引起辐射方向图的畸变，产生天线波束指向误差，影响到天线收发信息的准确性和发射功率，降低天线的可靠性。天线的形面精度是衡量和评价天线质量的重要指标。一般要求天线表面精度是其工作波长的1/16～1/32，而按误差可忽略不计原则，测量精度要达到表面精度的1/3～1/5，工作波长越短、工作频率越高，对测量提出的要求就越苛刻。因此，需要通过模拟空间环境下高精度的热变形测量地面试验方法，将对于掌握天线的变形特性，评估其在轨工作性能偏差具有重要作用，同时对于其结构改进、优化设计本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于真空低温环境下大型航天器结构变形测量试验系统，其中，包括真空低温容器、龙门支撑机构、低温悬臂移动机构、摄影测量CCD相机及保护舱、试件支撑机构、低温基准尺、温度和气压控制系统、运动控制系统、测量数据采集和处理系统；其中，试件支撑机构设置在真空低温容器内，用于支撑设置带有真空低温回光反射标志点的被测试件，被测试件周围适当位置放置低温基准尺，作为测量的基准长度；试件支撑机构周围设置有龙门支撑机构，龙门支撑机构的横跨梁中心处设置有带温控的真空电动旋转台的工作台，其工作台面上安装设置能在‑180℃的真空低温环境下实现旋转半径为3m的±360°往返旋转运动的低温悬臂机构，低温悬臂机构两端对称悬挂两套...

【技术特征摘要】
1.用于真空低温环境下大型航天器结构变形测量试验系统，其中，包括真空低温容器、龙门支撑机构、低温悬臂移动机构、摄影测量CCD相机及保护舱、试件支撑机构、低温基准尺、温度和气压控制系统、运动控制系统、测量数据采集和处理系统；其中，试件支撑机构设置在真空低温容器内，用于支撑设置带有真空低温回光反射标志点的被测试件，被测试件周围适当位置放置低温基准尺，作为测量的基准长度；试件支撑机构周围设置有龙门支撑机构，龙门支撑机构的横跨梁中心处设置有带温控的真空电动旋转台的工作台，其工作台面上安装设置能在-180℃的真空低温环境下实现旋转半径为3m的±360°往返旋转运动的低温悬臂机构，低温悬臂机构两端对称悬挂两套摄影测量CCD相机及保护舱，真空低温容器外设置温度和气压控制系统，以对摄影测量CCD相机及保护舱进行温度和气压控制，还设置有运动控制系统，以对低温悬臂机构和相机自旋转的运行进行实时控制以及测量数据采集和处理系统，以对摄影测量CCD相机拍摄的图像进行图像处理，被测试件的表面所有回光反射标志点的精确三维坐标值(x，y，z)和变形量的计算。2.如权利要求1所述的变形测量试验系统，其中，一台摄影测量CCD相机作为主拍摄相机。3.如权利要求1所述的变形测量试验系统，其中，另外一台摄影测量CCD相机作为备份和配重。4.如权利要求1所述的变形测量试验系统，其中，真空电动旋转台的工作...

【专利技术属性】
技术研发人员：张鹏嵩，蒋山平，杨林华，张博伦，王丹艺，向艳红，李竑松，
申请(专利权)人：北京卫星环境工程研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11