太阳翼二次展开重力卸载试验装置制造方法及图纸

太阳翼二次展开重力卸载试验装置，解决了现有导轨吊挂式太阳翼展开重力卸载装置仅能进行一次展开的问题，采用卷扬机磁悬浮滑车代替传统配重块实现了太阳翼的重力卸载，属于航天器空间展开技术领域。本发明专利技术包括主框承力框架、纵向支撑、横向支撑和吊挂单元；主框承力框架位于太阳翼上方；纵向支撑固定在主框承力框架上，横向支撑与主框承力框架之间用滑动副连接，可沿纵向支撑的长度方向直线移动，横向支撑与纵向支撑垂直；轭架、主面板的吊挂单元分布设置在纵向支撑上，可沿纵向支撑的长度方向移动，侧面板的吊挂单元分布设置在横向支撑上，且能在横向支撑上沿横向支撑的长度方向移动。本发明专利技术能够完成太阳翼系统的二次展开过程。程。程。

【技术实现步骤摘要】
太阳翼二次展开重力卸载试验装置


[0001]本专利技术是一种基于卷扬机磁悬浮滑车的太阳翼二次展开重力卸载试验装置，属于航天器空间展开


技术介绍

[0002]由于运载火箭的空间限制，航天器的展开附件如太阳翼等在发射过程中往往处于收拢的状态，在航天器入轨后再进行展开。太空中的航天器的重力环境与地面完全不同，因此在空间展开机构的研制过程中往往需要在地面模拟其在微重力环境下的展开过程。能够沿两个方向展开的太阳翼是一种典型的航天器展开附件，目前很少有针对于此种结构的微重力试验装置，因此，需要设计一种能够完成太阳翼二次展开的重力卸载装置，进行地面微重力模拟试验。
[0003]目前常见的展开机构重力卸载试验方法包括，导轨吊挂试验，气球试验，气浮试验等。
[0004]气球试验只能应用于质量较轻，展开速度较小的展开机构。气浮平台虽然能够作用于展开速度较大的展开机构，但是其只能支持展开机构的二维平面运动，限制了展开机构三维空间运动。考虑到太阳翼结构二次展开的特殊空间三维运动，采用导轨吊挂式的重力卸载试验装置。导轨吊挂重力卸载试验装置结构简单，容易在室内实现，可以进行三维空间展开。但常见的导轨吊挂式太阳翼展开重力卸载装置仅能进行一次展开，且用于卸载重力的配重块存在的惯性会导致附加力矩。

技术实现思路

[0005]针对现有导轨吊挂式太阳翼展开重力卸载装置仅能进行一次展开的问题，本专利技术提供一种太阳翼二次展开重力卸载试验装置。
[0006]本专利技术提供一种太阳翼二次展开重力卸载试验装置，所述装置包括主框承力框架、纵向支撑、横向支撑和吊挂单元，吊挂单元包括轭架吊挂单元、主面板吊挂单元和侧面板吊挂单元；
[0007]主框承力框架位于星本体及太阳翼上方；
[0008]纵向支撑固定在主框承力框架上，横向支撑设置在主框承力框架上，且与主框承力框架之间用滑动副连接，横向支撑能在主框承力框架上沿纵向支撑的长度方向直线移动，横向支撑与纵向支撑垂直；
[0009]纵向支撑的长度大于太阳翼面板完全展开之后的长度，横向支撑的长度大于太阳翼面板宽度的两倍；
[0010]主面板吊挂单元的数量与太阳翼主面板的数量相同，侧面板吊挂单元的数量与太阳翼侧面板的数量相同；
[0011]轭架吊挂单元、主面板吊挂单元分布设置在纵向支撑上，且能在纵向支撑上沿纵向支撑的长度方向直线移动，轭架吊挂单元用于连接太阳翼的轭架，每个主面板吊挂单元
用于连接太阳翼的一个主面板；
[0012]侧面板吊挂单元分布设置在横向支撑上，且能在横向支撑上沿横向支撑的长度方向直线移动，每个侧面板吊挂单元用于连接太阳翼的一个侧面板。
[0013]作为优选，所述纵向支撑包括两个纵向梁，横向支撑包括一个横向梁，横向梁中设有通槽，通槽的长度大于太阳翼面板宽度的两倍；
[0014]轭架吊挂单元、主面板吊挂单元和侧面板吊挂单元均采用导轨、卷扬机磁悬浮滑车和吊绳实现，轭架吊挂单元及主面板吊挂单元的导轨架在两个纵向梁上；侧面板吊挂单元的导轨安装在横向梁的通槽上，且导轨能够在对应梁上直线移动，卷扬机磁悬浮滑车设置在导轨上，工作时卷扬机磁悬浮滑车悬浮在导轨上，能够在导轨上直线滑动，吊绳的一端缠在卷扬机磁悬浮滑车的卷扬筒上，另一端连接对应轭架、主面板或侧面板。
[0015]作为优选，所述卷扬机磁悬浮滑车包括联轴器、单级减速器、卷扬机端盖、卷扬筒、轴承座、卷扬机机架和磁悬浮小车；
[0016]联轴器的输出轴与单级减速器的输入轴连接，单级减速器的输出端与卷扬筒转轴的一端连接，卷扬筒转轴的另一端与轴承座连接；
[0017]单级减速器、卷扬机端盖、卷扬筒、轴承座位于卷扬机机架上，卷扬机机架位于磁悬浮小车上，磁悬浮小车位于导轨上方。
[0018]作为优选，所述磁悬浮小车和卷扬机机架的对应位置上设置有竖直限位孔，卷扬筒上的吊绳从限位孔中伸出与下方的对应轭架、主面板或侧面板连接。
[0019]作为优选，所述装置还包括控制器；
[0020]控制器用于控制各导轨、卷扬机磁悬浮滑车的质心所处位置、吊绳的回收或者释放、吊绳的拉力。
[0021]作为优选，所述装置还包括轭架位置传感器、主面板位置传感器和侧面板位置传感器；
[0022]轭架位置传感器安装在太阳翼轭架的质心位置，太阳翼的每个主面板的质心位置安装一个主面板位置传感器，太阳翼的每个侧面板的质心位置安装一个侧面板位置传感器；
[0023]轭架位置传感器、主面板位置传感器和侧面板位置传感器检测到质心位置同时发送给控制器；
[0024]控制器，用于根据检测到的质心位置，控制轭架、主面板对应的导轨在X轴方向滑动，及控制对应卷扬机磁悬浮滑车在对应导轨上沿着Z轴方向滑动，使对应导轨、卷扬机磁悬浮滑车实时跟随轭架及主面板的质心位置，控制侧面板对应的卷扬机磁悬浮滑车在对应导轨上沿着X轴方向滑动，使对应导轨、卷扬机磁悬浮滑车实时跟随侧面板的质心位置，X轴方向为纵向支撑的长度的长度方向，Z轴方向为横向支撑的长度方向。
[0025]作为优选，所述装置还包括轭架角度传感器、主面板角度传感器和侧面板角度传感器；
[0026]轭架角度传感器安装在太阳翼轭架的吊绳上，太阳翼的每个主面板的吊绳上安装一个主面板角度传感器，太阳翼的每个侧面板的吊绳上安装一个侧面板角度传感器；
[0027]轭架角度传感器、主面板角度传感器和侧面板角度传感器检测吊绳偏离Y轴的角度，并同时发送给控制器；Y轴表示竖直方向；
[0028]控制器，用于当检测到的偏离Y轴的角度超过设定角度阈值，控制各个吊挂单元的卷扬机磁悬浮滑车的卷扬筒转动，进而使吊绳回收或者释放，使吊绳偏离Y轴的角度不超过设定角度阈值。
[0029]作为优选，所述装置还包括轭架力传感器、主面板力传感器和侧面板力传感器；
[0030]轭架力传感器安装在太阳翼轭架的吊绳上，太阳翼的每个主面板的吊绳上安装一个主面板力传感器，太阳翼的每个侧面板的吊绳上安装一个侧面板力传感器；
[0031]轭架力传感器、主面板力传感器和侧面板力传感器检测所在吊绳的拉力，并同时发送给控制器；
[0032]控制器，用于根据检测到的拉力，通过动力学卸载公式计算相应吊绳的卸载效率，根据卸载效率控制各个吊挂单元的卷扬机磁悬浮滑车的卷扬筒转动，进而使吊绳回收或者释放，使卸载效率达到最佳。
[0033]作为优选，所述装置还包括承重墙；
[0034]承重墙固定在地面上，主框承力框架位于承重墙上方，星本体及太阳翼固定在承重墙的侧面。
[0035]本专利技术还提供一种太阳翼二次展开重力卸载试验装置的试验方法，包括：
[0036]S1、轭架、主面板和侧面板收拢在星本体上；
[0037]S2、星本体上的主驱动电机驱动太阳翼进行第一次展开：
[0038]轭架在主驱动电机的作用下绕着Y轴正方向展开，各主面板在对应绳索联动器的作用下，跟随轭架同步展开，同时，轭架连接的吊绳、主面板连本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.太阳翼二次展开重力卸载试验装置，其特征在于，所述装置包括主框承力框架、纵向支撑、横向支撑和吊挂单元，吊挂单元包括轭架吊挂单元、主面板吊挂单元和侧面板吊挂单元；主框承力框架位于星本体及太阳翼上方；纵向支撑固定在主框承力框架上，横向支撑设置在主框承力框架上，且与主框承力框架之间用滑动副连接，横向支撑能在主框承力框架上沿纵向支撑的长度方向直线移动，横向支撑与纵向支撑垂直；纵向支撑的长度大于太阳翼面板完全展开之后的长度，横向支撑的长度大于太阳翼面板宽度的两倍；主面板吊挂单元的数量与太阳翼主面板的数量相同，侧面板吊挂单元的数量与太阳翼侧面板的数量相同；轭架吊挂单元、主面板吊挂单元分布设置在纵向支撑上，且能在纵向支撑上沿纵向支撑的长度方向直线移动，轭架吊挂单元用于连接太阳翼的轭架，每个主面板吊挂单元用于连接太阳翼的一个主面板；侧面板吊挂单元分布设置在横向支撑上，且能在横向支撑上沿横向支撑的长度方向直线移动，每个侧面板吊挂单元用于连接太阳翼的一个侧面板。2.根据权利要求1所述的太阳翼二次展开重力卸载试验装置，其特征在于，所述纵向支撑包括两个纵向梁，横向支撑包括一个横向梁，横向梁中设有通槽，通槽的长度大于太阳翼面板宽度的两倍；轭架吊挂单元、主面板吊挂单元和侧面板吊挂单元均采用导轨、卷扬机磁悬浮滑车和吊绳实现，轭架吊挂单元及主面板吊挂单元的导轨架在两个纵向梁上；侧面板吊挂单元的导轨安装在横向梁的通槽上，且导轨能够在对应梁上直线移动，卷扬机磁悬浮滑车设置在导轨上，工作时卷扬机磁悬浮滑车悬浮在导轨上，能够在导轨上直线滑动，吊绳的一端缠在卷扬机磁悬浮滑车的卷扬筒上，另一端连接对应轭架、主面板或侧面板。3.根据权利要求2所述的太阳翼二次展开重力卸载试验装置，其特征在于，所述卷扬机磁悬浮滑车包括联轴器、单级减速器、卷扬机端盖、卷扬筒、轴承座、卷扬机机架和磁悬浮小车；联轴器的输出轴与单级减速器的输入轴连接，单级减速器的输出端与卷扬筒转轴的一端连接，卷扬筒转轴的另一端与轴承座连接；单级减速器、卷扬机端盖、卷扬筒、轴承座位于卷扬机机架上，卷扬机机架位于磁悬浮小车上，磁悬浮小车位于导轨上方。4.根据权利要求3所述的太阳翼二次展开重力卸载试验装置，其特征在于，所述磁悬浮小车和卷扬机机架的对应位置上设置有竖直限位孔，卷扬筒上的吊绳从限位孔中伸出与下方的对应轭架、主面板或侧面板连接。5.根据权利要求2所述的太阳翼二次展开重力卸载试验装置，其特征在于，所述装置还包括控制器；控制器用于控制各导轨、卷扬机磁悬浮滑车的质心所处位置、吊绳的回收或者释放、吊绳的拉力。6.根据权利要求5所述的太阳翼二次展开重力卸载试验装置，其特征在于，所述装置还
包括轭架位置传感器、主面板位置传感器和侧面板位置传感器；轭架位置传感器安装在太阳翼轭架的质心位置，太阳翼的每个主面板的质心位置安装一个主面板位置传感器，太阳翼的每个侧面板的质心位置安装一个侧面板位置传感器；轭架位置传感器、主面板位置传感器和侧面板位置传感器检测到质心位置同时发送给控制器；控制器，用于根据检测到的质心位置，控制轭架、主面板对应的导轨在X轴方向滑动，及控制对应卷扬机磁悬浮滑车在对应导轨上沿着Z轴方向滑动，使对应导轨、卷扬机磁悬浮滑车实时跟随轭架及主面板的质心位置，控制侧面板对应的卷扬机磁悬浮滑车在对应导轨上沿着X轴方向滑动，使对应导轨、卷扬机磁悬浮滑车实时跟随侧面板的质心位置，X轴方向为纵向支撑的长度方向，Z轴方向为横向支撑的长度方向。7.根据权利要求6所述的太阳翼二次展开重力卸载试验装置，其特征在于，所述装置还包括轭架角度传感器、主面板角度传...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈迎咏，高晶波，张宁，檀世昱，华运韬，马文来，梁磊，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：