液体晃动动力学特性研究的多功能实验平台及实验方法技术

本发明专利技术公开了一种液体晃动动力学特性研究的多功能实验平台及实验方法，本发明专利技术的多功能实验平台搭建了第一实验平台和第二实验平台，第一实验平台与丝杠之间通过第一力传感器进行固定连接，第二实验平台与第一实验平台除通过底部的第二静压导轨连接以外，还设置了第二力传感器。第一实验平台、第二实验平台和充液储箱上均固定有加速度传感器。充液储箱与第二实验平台固连。通过伺服电机控制系统驱动伺服电机，伺服电机通过丝杠带动第一实验平台和第二实验平台运动，进而带动充液储箱内的液体产生受迫振动，可准确的获得大型形状复杂的充液储箱内液体晃动特性。通过信号采集系统获得液体晃动力和加速度的数据。通过高速摄像机记录液面的变化情况。录液面的变化情况。录液面的变化情况。

【技术实现步骤摘要】
液体晃动动力学特性研究的多功能实验平台及实验方法


[0001]本专利技术涉及液体晃动试验领域，更具体地，涉及一种液体晃动动力学特性研究的多功能实验平台及实验方法。

技术介绍

[0002]充液航天器的液体晃动是指带有自由液面的液体燃料在贮箱中的运动。由于轨道或姿态机动、交会对接及软着陆等任务日益增多，导致航天器的充液量增大进而产生强非线性的大幅晃动，产生的液体晃动力及晃动力矩将是对航天器的姿态稳定性和控制精度的重大挑战。
[0003]目前，现有的液体晃动实验多针对于矩形、圆柱形等平底贮箱。而航天器的贮箱形状多为球形和卡西尼形，对于此类贮箱的实验研究非常少，国内更是缺乏此类贮箱的研究。而且传统晃动实验的贮箱通常很小，现有技术中的实验平台都不能够满足要求。
[0004]因此，亟需提供一种能够适应尺寸较大的球形和卡西尼形等特殊形状的贮箱的液体晃动动力学特性研究的多功能实验平台及实验方法。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术提供了一种液体晃动动力学特性研究的多功能实验平台及实验方法，以适应尺寸较大、形状为球形或本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种液体晃动动力学特性研究的多功能实验平台，其特征在于，包括：实验基座；第一静压导轨，沿第一方向延伸且沿第二方向对称设置在所述实验基座上，所述第一静压导轨上设有第一滑块，所述第一滑块与所述第一静压导轨滑动连接，所述第一滑块沿所述第一方向相对所述第一静压导轨运动，所述第一方向和所述第二方向相交；第一实验平台，与所述第一滑块远离所述第一静压导轨的一侧固定连接，所述第一实验平台的中部具有第一镂空区，所述第一实验平台上设有第一加速度传感器；第二静压导轨，沿所述第二方向延伸且沿所述第一方向对称设置在所述第一实验平台上，所述第二静压导轨上设有第二滑块，所述第二滑块与所述第二静压导轨滑动连接，所述第二滑块沿所述第二方向相对所述第二静压导轨运动；第二实验平台，与所述第二滑块远离所述第二静压导轨的一侧固定连接，所述第二实验平台的中部具有第二镂空区，在垂直于所述实验基座的方向上，所述第一镂空区和所述第二镂空区至少部分重叠，所述第二实验平台上设有第二加速度传感器；伺服电机，位于所述实验基座上，通过丝杠与所述第一实验平台相连接，在所述伺服电机与所述第一实验平台之间设有第一力传感器；伺服电机控制系统，与所述伺服电机电连接，用于控制所述伺服电机的旋转运动；充液储箱，卡合在所述第二实验平台的第二镂空区中和所述第一实验平台的第一镂空区中，且与所述第二实验平台固定连接，所述充液储箱的表面设有第三加速度传感器；第二力传感器，所述第二力传感器的一端与所述第一实验平台相连接，另一端与所述第二实验平台相连接；高速摄像机，采集充液储箱中液体液面图像；信号采集系统，分别与所述第一力传感器、所述第二力传感器、所述第一加速度触感器、所述第二加速度传感器和所述第三加速度传感器电连接，采集数字信号，并对所述数字信号进行信号处理，得到所述充液储箱受迫振动时液体的晃动力。2.根据权利要求1所述的液体晃动动力学特性研究的多功能实验平台，其特征在于，所述第一镂空区的形状为圆形或矩形，所述第二镂空区的形状为圆形或矩形。3.根据权利要求1所述的液体晃动动力学特性研究的多功能实验平台，其特征在于，在垂直于所述实验基座的方向上，所述第一镂空区位于所述第二镂空区之内。4.根据权利要求1所述的液体晃动动力学特性研究的多功能实验平台，其特征在于，所述第一静压导轨和所述第一滑块之间涂抹有润滑脂，所述第一滑块沿所述第一方向相对所述第一静压导轨运动时的滑动摩擦系数在0.05
‑
1之间；所述第二静压导轨和所述第二滑块之间涂...

【专利技术属性】
技术研发人员：岳宝增，马伯乐，卢煜，刘峰，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：