拉丝约束的微牛顿推力测试台装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及弱力测量技术领域，具体涉及一种拉丝约束的微牛顿推力测试台装置。所述测试台装置包括：安装框架、台体、待测试微推进器、拉丝约束组件和测微器。本实用新型专利技术的拉丝约束的微牛顿推力测试台装置通过至少一个拉丝约束组件对台体进行自由度约束，拉丝约束组件包括一个施力调节件和至少三根第一拉丝，施力调节件为第一拉丝提供张力，并且施力调节件通过自身的施力大小的调节和台体的细微转动来维持拉丝约束组件的弹性结构的张力近似不变，实现台体沿其轴向平动为柔性自由度，台体的其余四个自由度被拉丝的张力约束，降低了台体及微推进器的重力和地面振动对推力测试的影响。

A micro Newtonian thrust test bench with wire drawing constraints

【技术实现步骤摘要】
拉丝约束的微牛顿推力测试台装置
本技术涉及弱力测量
，具体涉及一种拉丝约束的微牛顿推力测试台装置。
技术介绍
分辨率在微牛顿量级及更高精度的微推进器在高精度太空实验中有重要应用。在高精度的深空探测、空间卫星编队飞行等空间任务中，对卫星的姿态控制和轨道控制的精度要求越来越高，而控制的执行器即是高精度空间微推进器，它是空间任务极其重要的组成部分，其性能也决定了空间任务的执行质量甚至成败。另外，空间引力波探测计划、卫星重力场测量、空间等效原理检验、空间微重力隔振等项目中，还需要用微推进器对卫星或局部载荷受到的非引力扰动进行实时补偿，进行所谓的无拖曳控制。而地面性能评估测试和精度标定是微推进器发展的必由之路，也是其空间应用的前提条件之一。应用于空间任务的高精度微推进器的地面测试是一件困难的事情。主要原因在于：地面测试无法避免地表重力加速度g0的影响，对于微推进器而言(通常质量在公斤量级)，所受到的重力是地面测试中不可避免的背景力，而需要测试的微弱推力仅为其重力的106～108分之一。另外，普通实验室地面的地表震动噪声(seismicnoise)可以达到10-5m/s2甚至更大，也是亚微牛顿精度的微推力测试和标定的主要限制因素之一。为此，国际上十数个课题组对高精度微推力的测试进行了长期探索和研究，形成了单摆、扭摆、扭秤、倒摆等不同的精巧的机械敏感结构，微推力作用在敏感结构上引起线(角)位移的变化并进行测量，构成了各具特色的地面测试系统。这些技术的发展极大的促进了高精度微推进器的发展(A.J.Jamison,A.D.KetsdeverandE.P.Muntz,AccurateMeasurementofNano-NewtonThrustforMicropropulsionSystemCharacterization[C],EPC-01-236,2001,Californica,USA；S.Rocca,C.MenonandD.Nicolini,FEEPmicro-thrustbalancecharacterizationandtesting[J],Meas.Sci.Technol.2006,17:711-718；杨元侠，微牛顿量级推进器的推力性能研究[D]，博士论文，华中科技大学图书馆，2012)。然而，这些方案的不足也是明显的：(1)测量频率响应慢，难以准确测定推力快速变化的过程；(2)部分方案中，弹性结构的自身重力引起了附加的测试刚度，限制了测试的灵敏度；(3)测试台的调节过程较复杂，更换不同的待测微推时效率较低。鉴于此，克服以上现有技术中的不足，提供一种新的能够模拟太空环境的测试台装置成为本领域亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本技术的目的在于针对现有技术的上述不足，提供一种拉丝约束的微牛顿推力测试台装置。本技术的目的可通过以下的技术措施来实现：本技术提供了一种拉丝约束的微牛顿推力测试台装置，所述装置包括：安装框架；设于所述安装框架上的具有容纳腔的台体，所述容纳腔沿所述台体的轴向延伸；设于所述台体容纳腔内的微推进器；以及至少一个设于所述台体和所述安装框架之间的拉丝约束组件，每个拉丝约束组件包括一个施力调节件、以及至少三根第一拉丝，所述施力调节件用于为所述台体施加拉力以及为所述第一拉丝加载张力，所述第一拉丝的一端设于所述安装框架、另一端设于所述台体外表面，所述至少三根拉丝在所述台体的外周上彼此等间隔且呈放射状布设。优选地，所述台体呈柱状，所述第一拉丝与所述台体的横截面相切，所述至少三根第一拉丝在台体上的固定点位于同一圆周上，所述至少三根第一拉丝在安装框架上的固定点位于同一圆周上，所述至少三根第一拉丝的长度相等。优选地，所述第一拉丝的数量为3，相邻两个第一拉丝之间的夹角为60°。优选地，所述台体横向设置，其中一根第一拉丝竖直设置，所述施力调节件与竖直设置的第一拉丝在所述台体上对称设置。优选地，所述施力调节件包括第二拉丝、定滑轮和施力机构，所述第二拉丝的一端设于所述台体上、另一端经过所述定滑轮和所述施力机构相连。优选地，所述施力机构为砝码；和/或，所述第二拉丝上设有弹性件。优选地，所述施力调节件包括第二拉丝和设于所述第二拉丝上的弹性件。优选地，所述弹性件为弹簧。优选地，所述台体竖直设置，所述装置包括设于所述台体和所述安装框架之间的悬挂件。优选地，所述装置还包括设于所述台体上的测微器；或，所述装置还包括设于所述台体的弱力执行器、以及用于控制所述弱力执行器的控制器；或，所述装置设有多个微推进器，所述多个微推进器靠近所述台体的中心轴设置。本技术还提供了一种拉丝约束的微牛顿推力测试台装置，所述拉丝约束的微牛顿推力测试台装置包括：安装框架；设于所述安装框架的测试装置，包括：通过至少一个拉丝约束组件设于所述安装框架上的具有第一容纳腔的第一台体，所述第一容纳腔沿所述第一台体的轴向延伸；以及设于所述第一容纳腔内的微推进器；设于所述安装框架的对比装置，包括：通过至少一个拉丝约束组件设于所述安装框架上的具有第二容纳腔的第二台体，所述第二容纳腔沿所述第二台体的轴向延伸；以及设于所述第二容纳腔内的与所述微推进器质量相等的替代体；其中，每个拉丝约束组件包括一个施力调节件、以及至少三根第一拉丝，所述施力调节件用于为所述台体施加拉力以及为所述第一拉丝加载张力，所述第一拉丝的一端设于所述安装框架、另一端设于所述台体外表面，所述至少三根拉丝在所述台体的外周彼此等间隔且呈放射状布设。本技术的拉丝约束的微牛顿推力测试台装置通过至少两个拉丝约束组件对台体进行自由度约束，拉丝约束组件包括一个施力调节件和至少三根第一拉丝，施力调节件为第一拉丝提供张力，并且施力调节件通过自身的施力大小的调节和细微转动来维持拉丝约束组件的弹性结构的张力近似不变，实现台体沿其轴向平动为柔性自由度，台体的其余四个自由度被拉丝的张力约束，降低了重力和振动对推力测试的影响。附图说明图1是本技术实施例1的拉丝约束的微牛顿推力测试台装置的结构示意图。图2是本技术实施例1的拉丝约束的微牛顿推力测试台装置的侧视图。图3是本技术实施例1的拉丝约束的微牛顿推力测试台装置的立体图。图4是本技术实施例2的拉丝约束的微牛顿推力测试台装置的结构示意图。图5是本技术实施例2的拉丝约束的微牛顿推力测试台装置的俯视图。图6是本技术实施例3的拉丝约束的微牛顿推力测试台装置的结构示意图。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施例对本技术作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。在下文中，将参考附图来更好地理解本技术的许多方面。附图中的部件未必按照比例绘制。替代地，重点在于清楚本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种拉丝约束的微牛顿推力测试台装置，其特征在于，所述装置包括：/n安装框架；/n设于所述安装框架上的具有容纳腔的台体，所述容纳腔沿所述台体的轴向延伸；/n设于所述台体容纳腔内的微推进器；以及/n至少一个设于所述台体和所述安装框架之间的拉丝约束组件，所述拉丝约束组件包括一个施力调节件、以及至少三根第一拉丝，所述施力调节件用于为所述台体施加拉力以及为所述第一拉丝加载张力，所述第一拉丝的一端设于所述安装框架、另一端设于所述台体外表面，所述至少三根拉丝在所述台体的外周彼此等间隔且呈放射状布设。/n

【技术特征摘要】
1.一种拉丝约束的微牛顿推力测试台装置，其特征在于，所述装置包括：
安装框架；
设于所述安装框架上的具有容纳腔的台体，所述容纳腔沿所述台体的轴向延伸；
设于所述台体容纳腔内的微推进器；以及
至少一个设于所述台体和所述安装框架之间的拉丝约束组件，所述拉丝约束组件包括一个施力调节件、以及至少三根第一拉丝，所述施力调节件用于为所述台体施加拉力以及为所述第一拉丝加载张力，所述第一拉丝的一端设于所述安装框架、另一端设于所述台体外表面，所述至少三根拉丝在所述台体的外周彼此等间隔且呈放射状布设。


2.根据权利要求1所述的拉丝约束的微牛顿推力测试台装置，其特征在于，所述台体呈柱状，所述第一拉丝与所述台体的横截面相切，所述至少三根第一拉丝在台体上的固定点位于同一圆周上，所述至少三根第一拉丝在安装框架上的固定点位于同一圆周上，所述至少三根第一拉丝的长度相等。


3.根据权利要求2所述的拉丝约束的微牛顿推力测试台装置，其特征在于，所述第一拉丝的数量为3，相邻两个第一拉丝之间的夹角为60°。


4.根据权利要求3所述的拉丝约束的微牛顿推力测试台装置，其特征在于，所述台体横向设置，其中一根第一拉丝竖直设置，所述施力调节件与竖直设置的第一拉丝在所述台体上对称设置。


5.根据权利要求1至4任一项所述的拉丝约束的微牛顿推力测试台装置，其特征在于，所述施力调节件包括第二拉丝、定滑轮和施力机构，所述第二拉丝的一端设于所述台体上、另一端经过所述定滑轮和所述施力机构相连。


6.根据权利要求5所述的拉丝约束的微牛顿推力测试台装置，其特征在于，所述施力机构为砝码；
和/或，所述第二拉丝上设有弹性件。...

【专利技术属性】
技术研发人员：涂海波，胡明，何建刚，刘雷钧，孙恒，
申请(专利权)人：中国科学院测量与地球物理研究所，
类型：新型
国别省市：湖北;42