一种高低温下滚环和滑环摩擦力矩测量装置制造方法及图纸

一种高低温下滚环和滑环摩擦力矩测量装置，电连接器、电机端盖、电机组件、减速器组件、支架、微动开关(触发传感器)、砝码摆锤、摆臂、角度传感器、转接法兰、离合器组件、传动轴、控制设备和信号线缆。本发明专利技术有效解决了前述测试人员难以进入高低温试验箱中测量滚环、滑环摩擦力矩的问题，同时替代了传统通过电机组件驱动力矩间接反映摩擦力矩的做法，避免了引入的电机驱动组件自身阻力矩对被测对象摩擦力矩的影响，可以满足多种滚环和滑环组件在高低温环境试验中应用，具有较为广泛的适用性。具有较为广泛的适用性。具有较为广泛的适用性。

【技术实现步骤摘要】
一种高低温下滚环和滑环摩擦力矩测量装置


[0001]本专利技术属于空间电传输测量
，特别是一种高低温下滚环和滑环摩擦力矩测量装置。

技术介绍

[0002]纵观国内外航天
，卫星、飞船等飞行器的在轨能源均源于太阳帆板安置的太阳能电池片对太阳能的转换利用。其中对日定向装置等空间电传输机构用于传递太阳帆板与星、船之间的信号和功率。而滚环和滑环是空间电传输机构中的核心部件。由于滚环和滑环的在轨工作环境是暴露在飞行器之外，因此需要承受苛刻的环境交变的考验，通常高低温变达到
‑
50℃到+80℃。为了充分验证滚环和滑环的环境适应性，通常在地面高低温试验的考核中温度范围要覆盖在轨工况，而摩擦力矩是影响滚环和滑环电性能传输和自身寿命的重要指标。常温条件下的摩擦力矩，可以手持定力矩扳手进行测量，但高低温试验中，考虑安全性，测量人员难以进入高低温箱中进行测试，因此仅能通过驱动力矩的变化情况间接反映摩擦力矩情况，这一间接测量引入的误差对滚环和滑环产品性能的判断带来极大的偏差，影响了产品的性能，也给星、船在轨飞行带来了不可估计的隐患。
[0003]关于摩擦力矩的测量，空间电传输测量领域没有有效的方式方法，因此求诸于相近的测量领域，例如轴承摩擦力矩测量领域，专利文献CN201110043678.4提到一种低温下滚动轴承的摩擦力矩测试装置，该专利所述装置仍需要人为增添测量砝码，显然对于+80℃等高温工况，测试人员难以介入，因此使用场景仍有一定的局限性。中国航天510研究所在专利文献CN200710038211.4公开了一种宽温范围下(
‑
100℃～+70℃)的力矩测试装置，该装置的被测对象是太阳翼铰链，太阳翼铰链与滑环、滚环结构差异明显，故难以实现设备通用。

技术实现思路

[0004]本专利技术解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种高低温下滚环和滑环摩擦力矩测量装置，解决了滚环、滑环高低温试验中摩擦力矩测试问题，丰富现有空间电传输测量
的测试手段。
[0005]本专利技术的技术解决方案是：
[0006]一种高低温下滚环和滑环摩擦力矩测量装置，包括：电机组件、减速器组件、支架、微动开关、砝码摆锤、摆臂、角度传感器、转接法兰、离合器和传动轴；
[0007]转接法兰、离合器、传动轴、减速器组件、电机组件沿轴向依次设置；
[0008]被测对象一端端面固定连接转接法兰；
[0009]电机组件固定安装在支架一端的凸板上，支架另一端的凸板用于支撑被测对象的中部；
[0010]角度传感器固定安装在转接法兰的端面上；角度传感器用于检测被测对象的转动角度；
[0011]摆臂的上端固定安装在被测对象的端面上，摆臂的下端固定安装有砝码摆锤；
[0012]微动开关设置在支架的上表面，微动开关位于砝码摆锤自由下落至最低点时对应的投影面内。
[0013]可选地，摆臂的上端通过紧固件固定安装在被测对象转动端的接口面上。
[0014]可选地，转接法兰连接被测对象的转动端。
[0015]可选地，离合器在断电时，离合器A端与离合器B端保持一段工作间隙，使得离合器A端与离合器B端相对运动互不影响，离合器上电后，在电磁引力的作用下，离合器A端与B端贴合，转矩由传动轴通过离合器传递到被测对象的转动端。
[0016]可选地，还包括：控制设备；
[0017]电连接器、电机组件、减速器组件、支架、微动开关、砝码摆锤、摆臂、角度传感器、转接法兰、离合器和传动轴一同放置在高低温试验箱中；
[0018]控制设备通过信号线缆和电连接器控制电机组件的开启和停止、离合器的吸合或断开，以及采集角度传感器输出的转角信号。
[0019]可选地，还包括电机端盖；
[0020]电机端盖位于电机组件末端，电机端盖用于保护电机组件的引出导线；
[0021]可选地，电机端盖为薄壁柱形壳体。
[0022]可选地，支架包括：底板和接口法兰盘；
[0023]两个接口法兰盘分别固定安装在底板上；
[0024]两个接口法兰盘互相平行；
[0025]电机组件和被测对象分别放置在一个接口法兰盘上，微动开关固定安装在底板上。
[0026]可选地，砝码摆锤的质量根据被测对象摩擦力矩范围而定，砝码摆锤用于平衡被测对象的摩擦力矩。
[0027]可选地，微动开关用于输出砝码摆锤触发的脉冲信号。
[0028]本专利技术与现有技术相比的优点在于：
[0029]本专利技术合理利用与被测对象摩擦力矩相关的物理参量之间关系，将不易实施测量的被测参数转换为易接近、易可测参数。本专利技术有效解决了前述测试人员难以进入高低温试验箱中测量滚环、滑环摩擦力矩的问题，同时替代了传统通过电机组件驱动力矩间接反映摩擦力矩的做法，避免了引入的电机驱动组件自身阻力矩对被测对象摩擦力矩的影响，因而提高了滚环和滑环组件摩擦力矩测量的准确性。且专利技术所述的装置可以满足多种滚环和滑环组件在高低温环境试验中应用，具有较为广泛的适用性。
附图说明
[0030]图1一种高低温下滚环和滑环摩擦力矩测试装置的结构图；
[0031]图2一种高低温下滚环和滑环摩擦力矩测试装置的结构剖视图；
[0032]图3高低温试验应用示意图；
[0033]图4测试原理说明图。
[0034]图示：电连接器1、电机端盖2、电机组件3、减速器组件4、支架5、微动开关6、砝码摆锤7、摆臂8、角度传感器9、转接法兰10、离合器A端11a、离合器B端11b、传动轴12、控制设备
13、信号线缆14。
具体实施方式
[0035]本专利技术方法的基本设计思想是通过摆锤均加速下落时间反求摩擦力矩。在摆锤自身重力与被测对象摩擦力矩的作用下，摆锤在某一角度以初始速度为零均加速下落，因此可以建立摩擦力矩、摆锤质量、摆臂、摆角和下落时间之间的关系，其中摆锤质量和摆臂长度已知，且摆角可以通过所述角度传感器获知，下落时间终止时间可以通过触发微动开关进行判断，因而可确定唯一未知参量被测对象摩擦力矩的数值。
[0036]一种高低温下滚环和滑环摩擦力矩测量装置，包括：电机组件3、减速器组件4、支架5、微动开关6、砝码摆锤7、摆臂8、角度传感器9、转接法兰10、离合器11和传动轴12。转接法兰10、离合器11、传动轴12、减速器组件4、电机组件3沿轴向依次设置；被测对象一端端面固定连接转接法兰10；电机组件3固定安装在支架5一端的凸板上，支架5另一端的凸板用于支撑被测对象的中部；角度传感器9固定安装在转接法兰10的端面上；角度传感器9用于检测被测对象的转动角度；摆臂8的上端固定安装在被测对象的端面上，摆臂8的下端固定安装有砝码摆锤7；微动开关6设置在支架5的上表面，微动开关6位于砝码摆锤7自由下落至最低点时对应的投影面内。
[0037]摆臂8的上端通过紧固件固定安装在被测对象转动端的接口面上。转接法兰10连接被测对象的转动端。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高低温下滚环和滑环摩擦力矩测量装置，其特征在于，包括：电机组件(3)、减速器组件(4)、支架(5)、微动开关(6)、砝码摆锤(7)、摆臂(8)、角度传感器(9)、转接法兰(10)、离合器(11)和传动轴(12)；转接法兰(10)、离合器(11)、传动轴(12)、减速器组件(4)、电机组件(3)沿轴向依次设置；被测对象一端端面固定连接转接法兰(10)；电机组件(3)固定安装在支架(5)一端的凸板上，支架(5)另一端的凸板用于支撑被测对象的中部；角度传感器(9)固定安装在转接法兰(10)的端面上；角度传感器(9)用于检测被测对象的转动角度；摆臂(8)的上端固定安装在被测对象的端面上，摆臂(8)的下端固定安装有砝码摆锤(7)；微动开关(6)设置在支架(5)的上表面，微动开关(6)位于砝码摆锤(7)自由下落至最低点时对应的投影面内。2.根据权利要求1所述的一种高低温下滚环和滑环摩擦力矩测量装置，其特征在于，摆臂(8)的上端通过紧固件固定安装在被测对象转动端的接口面上。3.根据权利要求1所述的一种高低温下滚环和滑环摩擦力矩测量装置，其特征在于，转接法兰(10)连接被测对象的转动端。4.根据权利要求1～3任意一项所述的一种高低温下滚环和滑环摩擦力矩测量装置，其特征在于，离合器(11)在断电时，离合器A端与离合器B端保持一段工作间隙，使得离合器A端与离合器B端相对运动互不影响，离合器上电后，在电磁引力的作用下，离合器A端与B端贴合，转矩由传动轴(12)通过离合器(11)传递到被测对象的转动端。5...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜景明，马志飞，刘承山，傅质彬，张凯，蒋秋香，
申请(专利权)人：上海宇航系统工程研究所，
类型：发明
国别省市：