对接锁钩低温载荷性能测试方法及装置、对接锁钩制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种对接锁钩低温载荷性能测试方法，包括如下步骤：步骤1：在对接锁钩表面制作测试标识作为图像处理的参考；步骤2：将低温载荷测试装置与对接锁钩进行装配和固定；步骤3：将已完成装配的低温载荷测试装置与对接锁钩、与低温装置壳体和力学试验机进行连接；步骤4：通过与计算机相连的CCD相机和光源实时显示在对接锁钩低温载荷性能测试的试验过程中对接锁钩上测试标识的图像；步骤5：对低温装置壳体外表面进行绝热处理并通过低温装置氮气进出气孔进行液氮加注作试验前准备；步骤6：使用力学试验机通过低温载荷测试装置进行对接锁钩进行载荷性能测试。本发明专利技术能够快速、准确的对空间站用对接锁钩在低温环境下的载荷性能进行测试。载荷性能进行测试。载荷性能进行测试。

【技术实现步骤摘要】
对接锁钩低温载荷性能测试方法及装置、对接锁钩


[0001]本专利技术涉及载荷性能测试领域，具体地，涉及对接锁钩低温载荷性能测试方法及装置。

技术介绍

[0002]随着空间站对接机构技术攻关的开展，如何在对接机构结构复杂、各零部件加工装配难度大、精度要求苛刻的前提下，实现产品测试过程中测试数据和测试结果的高效率及高可靠成为了现阶段的重点和难点。其中对接锁钩载荷性能的测试，尤其是低温环境下载荷性能的测试非常必要。然而，对接锁钩在低温测试方面缺乏明确的、有效的和可靠的测试方法，致使在低温环境下对接锁钩的载荷性能的测试存在较大难度。由于空间站用对接锁钩的结构特殊性，国内外无法对相关类型的测试进行借鉴和参考。
[0003]目前，在试验室内开展空间站用对接锁钩在低温环境下的载荷性能测试主要存在如下难点：(1)对接锁钩载荷性能的测试主要包含拉力曲线拐点的测量及碟簧预紧力的调节，由于对接锁钩其结构的特殊性，工装的设计既要使对接锁钩与力学设备有效的装配和连接，又能实现在对接锁钩试验过程中随时对锁钩碟簧预紧力的调节，设计难度极大；(2)随着型号任务日益增多，传统低温试验方法和试验装置操作较为复杂，对于需要进行多件产品在低温环境下载荷性能测试的对接锁钩，时间成本较高，难以满足生产和使用要求。在试验室现有力学试验机的基础上，需重新研发新型的低温测试系统，该系统既要满足可快速、有效的进行试验测试，又要在试验过程中最大限度的保证试验人员的人身安全；(3)在低温测试过程中，为表征对接锁钩的真实应变，需配套专用的应变测试装置，而传统的位移引伸计和应变片的测量精度受制于诸多因素：如供桥电压稳定性、信号运放电路、控制器线路联接稳定性等。
[0004]基于上述难点，在低温环境下进行应变测试时，如何保证传感器线路的稳定性及控制器线路联接的有效性就显得极其重要。因此，针对空间站用对接锁钩低温载荷性能测试需求，需要发展一种新型的低温载荷性能测试工装，实现对接锁钩在低温环境下载荷性能的准确、有效检测的同时，又能满足型号生产任务的进度需求，从而为对接锁钩的低温载荷性能的研究和发展奠定试验基础。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种对接锁钩低温载荷性能测试方法及装置、对接锁钩，本专利技术可在低温环境下对空间站用对接锁钩的载荷性能实现快速、有效的在线试验检测的新型工装。
[0006]根据本专利技术提供的一种对接锁钩低温载荷性能测试方法，包括如下步骤：
[0007]步骤1：在对接锁钩表面制作测试标识作为图像处理的参考；
[0008]步骤2：将低温载荷测试装置与对接锁钩进行装配和固定；
[0009]步骤3：将已完成装配的低温载荷测试装置与对接锁钩、与低温装置壳体和力学试
验机进行连接；
[0010]步骤4：通过与计算机相连的CCD相机和光源实时显示在对接锁钩低温载荷性能测试的试验过程中对接锁钩上测试标识的图像；
[0011]步骤5：对低温装置壳体外表面进行绝热处理并通过低温装置氮气进出气孔进行液氮加注作试验前准备；
[0012]步骤6：使用力学试验机通过低温载荷测试装置进行对接锁钩进行载荷性能测试。
[0013]优选地，步骤1包括：
[0014]步骤1.1：在对接锁钩底漆喷漆处处罩上底漆掩膜板，在底漆喷漆处喷涂白漆构成测试标识的背景，取下底漆掩膜板；
[0015]步骤1.2：待白漆固化后，在白漆处罩上标识掩膜板，在标识掩膜板的2个轴向应变标识上喷涂黑漆，取下标识掩膜板，待黑漆固化后，构成2个轴向应变标识。
[0016]优选地，步骤2包括：
[0017]步骤2.1：使用合适规格的内六角圆柱头螺钉从工装底座底面一侧工装底座与碟簧调节块连接孔位置处插入，依次穿过碟簧调节块底面一侧的碟簧调节块固定螺纹孔、锁钩固定支架底面一侧的锁钩固定支架固定螺纹孔，然后将碟簧调节装置的螺纹部分依次通过锁钩固定支架顶面一侧的碟簧调节装置安装螺纹孔、碟簧调节块顶面一侧的碟簧调节装置用螺纹孔和工装底座顶面一侧的碟簧调节装置预留螺纹孔，完成工装底座、碟簧调节块和锁钩固定支架的初步安装和固定；
[0018]步骤2.2：将工装连接板通过连接板与试验机连接孔与试验机底板通过螺纹连接进行固定，通过锁钩拉伸头的锁钩拉伸头安装螺纹杆与试验机上夹持部分固定，使用合适规格的内六角圆柱头螺钉依次通过工装底座的工装底座与连接板连接孔和工装连接板的连接板与工装底座连接螺纹孔进行安装和固定；
[0019]步骤2.3：将已完成喷涂标识的对接锁钩通过其自带的螺钉和销子分别与锁钩固定支架的对接锁钩固定螺纹孔和对接锁钩固定用销孔进行安装和固定，然后将对接锁钩与锁钩拉伸头进行接触配合。
[0020]优选地，步骤3包括：
[0021]步骤3.1：通过低温装置壳体的低温装置锁钩拉伸头配合孔与锁钩拉伸头的锁钩拉伸头过渡杆的配合及低温装置壳体的低温装置工装底座配合孔与工装底座侧面的配合，实现低温装置壳体与试验工装和试验机的连接固定；
[0022]步骤3.2：将液氮输送的管路与低温装置壳体的低温装置氮气进出气孔进行装配连接。
[0023]优选地，步骤3.2完成之后，在进行低温试验时能够通过泵将液氮吸入低温装置壳体之中，完成试验后可通过泵将氮气抽回至液氮气瓶之中。
[0024]优选地，步骤4包括：
[0025]步骤4.1：打开视觉图像处理软件In
‑
Sight，调整光源与CCD相机镜头焦距，设定曝光率及采集图像区域，使被测对接锁钩上的标准测试标识区清晰的呈现在视觉图像处理软件In
‑
Sight图像中；
[0026]步骤4.2：根据实际测试图像的质量与清晰程度，设定适当的灰度突变门槛值，2个轴向应变标识之间相邻最近的两条边缘超过设定的门槛值的灰度变化则认为是所述的最
近的两条边缘，从而避免轴向线性路径灰度突变所引起的误信号。
[0027]灰度突变门槛值的设置跟进行试验时的实时环境情况有关，类似于相机拍照时“焦距”等的设置，无明确要求标准值，故文中“适当的”意思为根据试验环境的实际情况，设定灰度突变门槛值能使CCD相机识别清楚即可。
[0028]优选地，步骤5包括：
[0029]步骤5.1：在低温装置壳体1的外表面包覆航天专用的绝热泡沫，使低温载荷测试装置具有较好的绝热能力，并在低温装置壳体1的内表面安装热电偶；
[0030]步骤5.2：将液氮通过泵从液氮气瓶中由低温装置氮气进出气孔注入低温装置壳体之中；
[0031]步骤5.3：对低温装置壳体内部的实时温度进行测量，当实时温度达到试验要求温度值时，保温10
‑
15分钟温度稳定后，方可进行试验。
[0032]本试验现阶段根据型号要求，低温试验的环境温度为
‑
60℃，但本专利技术中的工装在0℃至
‑
150℃内均适用。
[0033]优选地，步骤6包括：
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种对接锁钩低温载荷性能测试方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：在对接锁钩表面制作测试标识作为图像处理的参考；步骤2：将低温载荷测试装置与对接锁钩进行装配和固定；步骤3：将已完成装配的低温载荷测试装置与对接锁钩、与低温装置壳体和力学试验机进行连接；步骤4：通过与计算机相连的CCD相机和光源实时显示在对接锁钩低温载荷性能测试的试验过程中对接锁钩上测试标识的图像；步骤5：对低温装置壳体外表面进行绝热处理并通过低温装置氮气进出气孔进行液氮加注作试验前准备；步骤6：使用力学试验机通过低温载荷测试装置进行对接锁钩进行载荷性能测试。2.根据权利要求1所述的对接锁钩低温载荷性能测试方法，其特征在于，所述步骤1包括：步骤1.1：在对接锁钩底漆喷漆处(9)处罩上底漆掩膜板(7)，在底漆喷漆处(71)喷涂白漆构成测试标识的背景，取下底漆掩膜板(7)；步骤1.2：待白漆固化后，在白漆处罩上标识掩膜板(8)，在标识掩膜板(8)的2个轴向应变标识(81)上喷涂黑漆，取下标识掩膜板(8)，待黑漆固化后，构成2个轴向应变标识(81)。3.根据权利要求1所述的对接锁钩低温载荷性能测试方法，其特征在于，所述步骤2包括：步骤2.1：使用合适规格的内六角圆柱头螺钉从工装底座(3)底面一侧工装底座与碟簧调节块连接孔(32)位置处插入，依次穿过碟簧调节块(4)底面一侧的碟簧调节块固定螺纹孔(42)、锁钩固定支架(5)底面一侧的锁钩固定支架固定螺纹孔(53)，然后将碟簧调节装置的螺纹部分依次通过锁钩固定支架(5)顶面一侧的碟簧调节装置安装螺纹孔(54)、碟簧调节块(4)顶面一侧的碟簧调节装置用螺纹孔(41)和工装底座(3)顶面一侧的碟簧调节装置预留螺纹孔(33)，完成工装底座(3)、碟簧调节块(4)和锁钩固定支架(5)的初步安装和固定；步骤2.2：将工装连接板(2)通过连接板与试验机连接孔(21)与试验机底板通过螺纹连接进行固定，通过锁钩拉伸头(6)的锁钩拉伸头安装螺纹杆(62)与试验机上夹持部分固定，使用合适规格的内六角圆柱头螺钉依次通过工装底座(3)的工装底座与连接板连接孔(31)和工装连接板(2)的连接板与工装底座连接螺纹孔(22)进行安装和固定；步骤2.3：将已完成喷涂标识的对接锁钩通过其自带的螺钉和销子分别与锁钩固定支架(5)的对接锁钩固定螺纹孔(51)和对接锁钩固定用销孔(52)进行安装和固定，然后将对接锁钩与锁钩拉伸头(6)进行接触配合。4.根据权利要求1所述的对接锁钩低温载荷性能测试方法，其特征在于，所述步骤3包括：步骤3.1：通过低温装置壳体(1)的低温装置锁钩拉伸头配合孔(11)与锁钩拉伸头(6)的锁钩拉伸头过渡杆(61)的配合及低温装置壳体(1)的低温装置工装底座配合孔(13)与工装底座(3)侧面的配合，实现低温装置壳体(1)与试验工装和试验机的连接固定；步骤3.2：将液氮输送的管路与低温装置壳体(1)的低温装置氮气进出气孔(12)进行装配连接。
5.根据权利要求4所述的对接锁钩低温载荷性能测试方...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐程，张毅，刘海英，沙春生，董德浩，
申请(专利权)人：上海航天设备制造总厂有限公司，
类型：发明
国别省市：