一种小卫星质量质心在线测量支架车及测量方法技术

本发明专利技术涉及一种小卫星质量质心在线测量支架车及测量方法，属于卫星总装技术领域；手动升降机安装在底座底部的顶角处；3个测量传感器固定安装在底座的上表面；自动升降机上表面的顶角处；支撑电机设置在底座上表面的侧壁处；主框架的底部被自动升降机支撑；翻转台面的一个侧边与主框架旋转连接，实现翻转台面绕该侧边相对于主框架旋转打开或闭合；导轨设置在主框架底板两侧；通过配重电机驱动配重块沿导轨平移；通过翻转机构驱动翻转台面旋转；翻转台面的顶部中心设置有对接环；本发明专利技术实现了实时测量卫星质量质心，为质心配平和质量特性分析提供数据，进一步减小卫星最终配重质量，优化电缆布局，提高卫星质量特性，更好的满足发射和飞行数据要求。发射和飞行数据要求。发射和飞行数据要求。

【技术实现步骤摘要】
一种小卫星质量质心在线测量支架车及测量方法


[0001]本专利技术属于卫星总装
，涉及一种小卫星质量质心在线测量支架车及测量方法。

技术介绍

[0002]目前小卫星质量特性测试包括质量质心测试和转动惯量测试，质量质心测试使用质量质心测试台进行测量，转动惯量测试使用扭摆台进行测量。卫星总装完成后，进行质量质心测试，根据测量结果和设计要求之间的差值对卫星进行配平和质量特性分析，保证实测值在设计理论值内，从而满足发射和飞行要求。
[0003]在卫星质心配平和质量特性分析时，当质量特性配平前的测试值与理论值相差较大时，需要进一步找出偏差来源，现有方法是核查卫星主结构、各单机设备、电缆和管路组件的质量，无法对各个组件质心进行分析，准确找出误差来源；其次，传统测试方法需要将卫星吊装至质心台进行测试，测试完成后再次吊装至支架车上，无法实时监测量卫星总装过程中的质量和质心分布情况为后续质量分析提供数据支撑。

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，提出一种小卫星质量质心在线测量支架车及测量方法，实现实时测量卫星质量质心，为质心配平和质量特性分析提供数据，进一步减小卫星最终配重质量，优化电缆布局，提高卫星质量特性，更好的满足发射和飞行数据要求。
[0005]本专利技术解决技术的方案是：
[0006]一种小卫星质量质心在线测量支架车，包括对接环、翻转台面、主框架、配重电机、配重块、导轨、翻转机构、自动升降机、支撑电机、手动升降机、底座和3个测量传感器；其中，底座水平放置；手动升降机安装在底座底部的顶角处，实现对底座高度及水平度的手动调整；3个测量传感器固定安装在底座的上表面；自动升降机上表面的顶角处；支撑电机设置在底座上表面的侧壁处，支撑电机与自动升降机电连接，实现驱动自动升降机动作；主框架水平设置在底座的上方，且主框架的底部被自动升降机支撑；翻转台面水平设置在主框架的顶部，且翻转台面的一个侧边与主框架旋转连接，实现翻转台面绕该侧边相对于主框架旋转打开或闭合；导轨设置在主框架底板两侧，且导轨轴向垂直于翻转台面与主框架的连接侧边；配重块与导轨配合；配重电机与配重块电连接，实现通过配重电机驱动配重块沿导轨平移；翻转机构的根部设置在主框架底板上，翻转机构的顶部与翻转台面底部连接，通过翻转机构驱动翻转台面旋转；翻转台面的顶部中心设置有对接环，通过对接环与外部小卫星对接。
[0007]在上述的一种小卫星质量质心在线测量支架车，3个测量传感器以底座的中心为圆心，沿周向呈圆环均匀分布。
[0008]在上述的一种小卫星质量质心在线测量支架车，支架车还包括辅助支撑梁；辅助
支撑梁为方形框架结构；辅助支撑梁安装在主框架与翻转台面旋转连接所在的外侧壁处；辅助支撑梁实现相对于主框架的旋转和折叠；当需要辅助支撑梁支撑时，辅助支撑梁完全展开，并旋转至与主框架倾斜指定角度，实现从外部对主框架的稳定支撑；当不需要辅助支撑梁支撑时，辅助支撑梁折叠收起，并旋转至贴附主框架的外侧壁。
[0009]在上述的一种小卫星质量质心在线测量支架车，支架车还包括倾角传感器、水平仪和光栅尺；倾角传感器安装在翻转台面的侧壁，实现对翻转台面旋转角度的测量；水平仪安装在底座的上表面，通过手动升降机调整底座时，实现对底座上表面水平度的监测；光栅尺周向平行设置在导轨的外侧，通过光栅尺观测配重块的位移。
[0010]在上述的一种小卫星质量质心在线测量支架车的一种小卫星质量质心在线测量方法，包括如下步骤：
[0011]步骤一、定义小卫星质量质心的测量坐标系oxyz；测量坐标系oxyz的原点o位于主框架上表面的中心；y轴平行于翻转台面与主框架旋转连接的侧边；z轴竖直向上；x轴由右手定则确定；
[0012]步骤二、不安装外部小卫星，校准支架车的质心；
[0013]步骤三、安装外部小卫星，翻转台面不翻转状态下，测量外部小卫星的质量和在oxy平面的质心坐标；
[0014]步骤四、拆除外部小卫星，重复步骤二，校准支架车的质心；
[0015]步骤五、安装外部小卫星，翻转台面翻转至指定角度状态下，测量外部小卫星的质量和质心在竖直方向的坐标z
c
。
[0016]在上述的一种小卫星质量质心在线测量方法，所述步骤二中，校准支架车的质心的方法为：
[0017]通过调整手动升降机将底座离地，且调整至水平状态；通过支撑电机驱动自动升降机向上顶起主框架，实现主框架底部与3个测量传感器脱离；通过配重电机驱动配重块沿导轨平移，直至支架车的质心位于原点o所在竖直线上，完成校准。
[0018]在上述的一种小卫星质量质心在线测量方法，所述步骤三中，翻转台面不翻转状态下，测量外部小卫星的质量质心的方法为：
[0019]将外部小卫星通过对接环安装在翻转台面的上表面；通过支撑电机驱动自动升降机放下主框架，直至主框架底部与3个测量传感器接触，由3个测量传感器受力承重，测得3个测量传感器的测量值为P1、P2、P3；3个测量传感器在oxy平面中的坐标分别为(x1,y1)、(x2,y2)、(x3,y3)；根据P1、P2、P3计算外部小卫星质量M1；根据外部小卫星质量M1和(x1,y1)、(x2,y2)、(x3,y3)计算外部小卫星在oxy平面中的坐标(x
c
,y
c
)。
[0020]在上述的一种小卫星质量质心在线测量方法，外部小卫星质量M1的计算方法为：
[0021]M1＝P1+P2+P3‑
M
[0022]式中，M为3个测量传感器支撑的所有支架车结构件的质量；
[0023]外部小卫星在oxy平面中坐标的计算方法为：
[0024]x
c
＝(P1x1+P2x2+P3x3)/M1[0025]y
c
＝(P1y1+P2y2+P3y3)/M1。
[0026]在上述的一种小卫星质量质心在线测量方法，所述步骤五中，翻转台面翻转至指定角度状态下，测量外部小卫星的质量和质心在竖直方向的坐标z
c
的方法为：
[0027]将外部小卫星通过对接环安装在翻转台面的上表面；完全展开辅助支撑梁，并旋转至与主框架倾斜指定角度，实现从外部对主框架的稳定支撑；通过翻转机构从下方推动翻转台面，带动外部小卫星旋转至指定角度α；稳定后，辅助支撑梁折叠收起，并旋转至贴附主框架的外侧壁；通过支撑电机驱动自动升降机放下主框架，直至主框架底部与3个测量传感器接触，由3个测量传感器受力承重，测得3个测量传感器的测量值为P1′
、P2′
、P3′
；3个测量传感器在oxy平面中的坐标分别为(x1,y1)、(x2,y2)、(x3,y3)；根据P1′
、P2′
、P3′
计算外部小卫星质量M2；根据外部小卫星质量M2和(x1,y1)、(x2,y2)、(x3,y3)计算外部小卫星质心在竖直方向的坐标z
c
。
[0028]在上本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种小卫星质量质心在线测量支架车，其特征在于：包括对接环(2)、翻转台面(3)、主框架(4)、配重电机(5)、配重块(6)、导轨(7)、翻转机构(9)、自动升降机(11)、支撑电机(14)、手动升降机(15)、底座(16)和3个测量传感器(18)；其中，底座(16)水平放置；手动升降机(15)安装在底座(16)底部的顶角处，实现对底座(16)高度及水平度的手动调整；3个测量传感器(18)固定安装在底座(16)的上表面；自动升降机(11)上表面的顶角处；支撑电机(14)设置在底座(16)上表面的侧壁处，支撑电机(14)与自动升降机(11)电连接，实现驱动自动升降机(11)动作；主框架(4)水平设置在底座(16)的上方，且主框架(4)的底部被自动升降机(11)支撑；翻转台面(3)水平设置在主框架(4)的顶部，且翻转台面(3)的一个侧边与主框架(4)旋转连接，实现翻转台面(3)绕该侧边相对于主框架(4)旋转打开或闭合；导轨(7)设置在主框架(4)底板两侧，且导轨(7)轴向垂直于翻转台面(3)与主框架(4)的连接侧边；配重块(6)与导轨(7)配合；配重电机(5)与配重块(6)电连接，实现通过配重电机(5)驱动配重块(6)沿导轨(7)平移；翻转机构(9)的根部设置在主框架(4)底板上，翻转机构(9)的顶部与翻转台面(3)底部连接，通过翻转机构(9)驱动翻转台面(3)旋转；翻转台面(3)的顶部中心设置有对接环(2)，通过对接环(2)与外部小卫星对接。2.根据权利要求1所述的一种小卫星质量质心在线测量支架车，其特征在于：3个测量传感器(18)以底座(16)的中心为圆心，沿周向呈圆环均匀分布。3.根据权利要求1所述的一种小卫星质量质心在线测量支架车，其特征在于：支架车还包括辅助支撑梁(23)；辅助支撑梁(23)为方形框架结构；辅助支撑梁(23)安装在主框架(4)与翻转台面(3)旋转连接所在的外侧壁处；辅助支撑梁(23)实现相对于主框架(4)的旋转和折叠；当需要辅助支撑梁(23)支撑时，辅助支撑梁(23)完全展开，并旋转至与主框架(4)倾斜指定角度，实现从外部对主框架(4)的稳定支撑；当不需要辅助支撑梁(23)支撑时，辅助支撑梁(23)折叠收起，并旋转至贴附主框架(4)的外侧壁。4.根据权利要求1所述的一种小卫星质量质心在线测量支架车，其特征在于：支架车还包括倾角传感器(1)、水平仪(20)和光栅尺(21)；倾角传感器(1)安装在翻转台面(3)的侧壁，实现对翻转台面(3)旋转角度的测量；水平仪(20)安装在底座(16)的上表面，通过手动升降机(15)调整底座(16)时，实现对底座(16)上表面水平度的监测；光栅尺(21)周向平行设置在导轨(7)的外侧，通过光栅尺(21)观测配重块(6)的位移。5.基于权利要求1所述的一种小卫星质量质心在线测量支架车的一种小卫星质量质心在线测量方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一、定义小卫星质量质心的测量坐标系oxyz；测量坐标系oxyz的原点o位于主框架(4)上表面的中心；y轴平行于翻转台面(3)与主框架(4)旋转连接的侧边；z轴竖直向上；x轴由右手定则确定；步骤二、不安装外部小卫星，校准支架车的质心；步骤三、安装外部小卫星，翻转台面(3)不翻转状态下，测量外部小卫星的质量和在oxy平面的质心坐标；步骤四、拆除外部小卫星，重复步骤二，校准支架车的质心；步骤五、安装外部小卫星，翻转台面(3)翻转至指定角度状态下，测量外部小卫星的质量和质心在竖直方向的坐标z
c
。6.根据权利要求5所述的一种小卫星质量质心在线测量方法，其特征在于：所述步骤二
中，校准支架车的质心的方法为：通过调整手动升降机(15...

【专利技术属性】
技术研发人员：张少渤，邱增帅，薛长利，赵虎，何振东，
申请(专利权)人：航天东方红卫星有限公司，
类型：发明
国别省市：