一种用于扇形翼展开的试验装置及试验方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种用于扇形翼展开的试验装置，包含随动滑块装置、轻质平衡摆杆、平衡回转装置、支架车以及吊挂工装架等。扇形翼展开运动需要时刻平衡重力进行卸载以及平衡展开运动过程中卸载点的位移变化，通过平衡回转装置、平衡摆杆、实现整翼的卸载展开。通过随动滑块装置、平衡摆杆实现展开过程中卸载点径向小幅距离变化，通过两者的结合满足扇形翼的展开过程中的重力有效卸载和复杂运动轨迹的目的。过程中的重力有效卸载和复杂运动轨迹的目的。过程中的重力有效卸载和复杂运动轨迹的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种用于扇形翼展开的试验装置及试验方法


[0001]本专利技术涉及机械
，特别涉及一种用于扇形翼展开的试验装置及试验方法。

技术介绍

[0002]柔性扇形太阳翼采用柔性板代替了刚性板，由伸展机构将柔性板展开并张紧。相对于传统刚性太阳翼，柔性翼的质量更轻，展收比更大，适用于空间站、大型卫星等对大功率航天器上。柔性太阳翼依据伸展机构分为扇形、构架式、套筒式以及薄管式。其中扇形翼的功率质量比高、结构紧凑、展开刚度高，因此得到广泛应用。扇形翼于发射前处于收拢状态，当发射进入预定轨道后进行展开并锁定。展开过程中刚性撑杆间连接的柔性翼逐渐张紧至展成平面，此过程基频低，动力学情况复杂，因此需要通过开展地面展开试验来验证其安全性与功能性。由于扇形翼展开过程中有重力以及机构摩擦阻力的影响，直接在地面上对扇形翼进行模拟展开试验难度较大。同时展开运动的动力学情况复杂，未来扇形翼会向更大展收比、展开面积方向发展，对扇形翼重力卸载的展开试验装置需求会更大。
[0003]一种用于扇形翼展开的试验装置主要是具备模拟扇形翼的无重力展开环境功能,以实现此类结构在零重力条件下的多维展开的功能测试。
[0004]现有的可展结构的地面展开试验装置，如太阳翼帆板的卸载装置，一般采用导轨小车在纵向导轨和横向导轨上移动来实现地面展开试验，可展机构上的卸载点通过绳索与导轨小车相连。此类展开试验装置只能用于卸载点为直线运动轨迹的展开运动，无法满足运动轨迹比较复杂的展开运动要求，同时导轨小车与导轨间的摩擦阻力较大，会对展开试验造成影响。
[0005]由于气浮导轨具有摩擦阻力小、运动精度高等特点，已广泛应用于短距离、长距离等无摩擦装置中。专利申请号为201010165536.0的“用于超长距离跟随吊点运动轨迹的无摩擦气浮装置”以及专利申请号为201010165658.X的“不受气管扰动力影响的超长距离跟随吊点运动轨迹的气浮装置”等方案已实现了一维的无摩擦的平动。专利申请号为201210403329.3的“二维无摩擦长距离运动的多层气浮吊挂装置”提供了二维无摩擦大位移长距离运动的解决方案。虽然一维及二维长距离运动气浮吊挂装置实现了摩擦阻力小、大位移、长距离运动的解决方案，但对于运动轨迹复杂的大位移三维展开结构来说，设计存在着一定的缺陷。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种用于扇形翼展开的试验装置及试验方法，以解决现有可展开结构的地面展开试验装置具有的缺陷：
[0007](1)摩擦力较大；
[0008](2)无法满足扇形翼复杂运动轨迹的可展结构的重力平衡需求；
[0009](3)无法实现结构重力的有效卸载。
[0010]为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是：提供一种用于扇形翼展开的试验装置，包括随动滑块装置、吊挂绳索、绳索吊钩、轻质平衡摆杆、平衡回转装置、配重块、支架车以及吊挂工装架；
[0011]所述随动滑块装置、轻质平衡摆杆、平衡回转装置、配重块组成杆系卸载平衡装置，以平衡回转装置为中心，在其两端接口各安装一个轻质平衡摆杆，一端摆杆末端安装有随动滑块装置并配有堵头(9)，防止滑块装置脱落，展开运动过程中随动滑块装置会在轻质平衡摆杆随吊装点的位置变化进行随动，以平衡摆杆实现展开过程中卸载点径向小幅距离变化，使吊挂绳索始终垂直于扇形翼翼面；另一端摆杆安装有配重块，沿杆方向调节配重块距离回转中心的位移，卸载重力；每组平衡装置通过吊挂绳索与绳索吊钩吊挂在扇形翼各个吊装点上；
[0012]所述平衡回转装置上下设置有螺纹接口，各组杆系卸载平衡装置以平衡回转装置为中心叠加安装，可根据卸载目标的结构情况增减安装；
[0013]所述叠加安装后的杆系卸载平衡装置组整体安装到吊挂工装架上组成展开试验装置的主体部分；所述支架车用来支撑扇形翼上无需平衡重力的部分。
[0014]进一步的，通过平衡回转装置、平衡摆杆、实现整翼的卸载展开；通过随动滑块装置、平衡摆杆实现展开过程中卸载点径向小幅距离变化。
[0015]进一步的，展开运动过程中随动滑块装置在轻质平衡摆杆随吊装点的位置变化进行随动，以平衡摆杆实现展开过程中卸载点径向小幅距离变化，使吊挂绳索始终垂直于扇形翼翼面。
[0016]进一步的，摆臂长度为随动滑块装置距离平衡回转装置中心距离，该长度在满足卸载点运动范围的要求的基础上尽量减小，以避免展开过程中绳索干涉或发生缠绕。
[0017]本专利技术的另一个技术方案提供一种用于扇形翼展开的试验方法，应用于上述的试验装置，包括如下步骤：
[0018]S1、通过重力场中静力计算获取扇形翼各个卸载点需要卸载的重力值；
[0019]S2、根据卸载点需要卸载的重力值和运动范围设计杆系卸载平衡装置；
[0020]S3、卸载重力的展开运动：
[0021]S3
‑
1、通过配重块使平衡回转装置两端的摆杆水平；
[0022]S3
‑
2、杆系卸载平衡装置以平衡回转装置为回转中心跟随对应卸载点旋转，各个摆杆上的随动滑块装置跟随卸载点位置变化沿摆杆移动。
[0023]进一步的，所述步骤S2中，在忽略绳索重量的前提下，配重的重量根据杠杆平衡原理设计为：
[0024][0025]其中G1是配重块重量，G2为随动滑块装置重量，L1、L2分别为随动滑块装置与平衡回转装置中心的距离和配重端的力臂长度，ρ为杆的线密度。
[0026]进一步的，所述步骤S2中，根据运动范围的设计基准，L≥L1+D，其中L为摆杆总长度，D为单组杆系卸载平衡装置的卸载点的展开初始态与末态之间的直线距离。
[0027]本专利技术提供的用于扇形翼展开的试验装置及试验方法取得的有益效果是：
[0028]本专利技术采用平衡回转装置与杆系配重卸载组合的方式对扇形翼多维可展结构进行重力卸载平衡。扇形翼中每一个部组件重力均可通过杆系卸载平衡装置进行有效平衡，如图1所示。扇形翼进行展开动作时，随动跟随平衡卸载点的位置通过平衡回转装置的中心旋转实现，平衡各个部组件重力通过调节平衡回转装置一端配重块的重量或力臂长度实现，因此消除了重力对扇形翼展开过程的影响。随动滑块装置在展开过程中实时跟随卸载点移动可满足对扇形翼复杂运动轨迹的跟随，使吊挂绳索始终垂直于扇形翼翼面。各组杆系卸载平衡装置可通过以平衡回转装置为中心、根据卸载目标的结构情况叠加安装。
附图说明
[0029]下面结合附图对专利技术作进一步说明：
[0030]图1一种用于扇形翼展开的试验装置示意图：(a)收拢态；(b)展开态；
[0031]图2本专利技术中单组杆系卸载平衡装置。
具体实施方式
[0032]以下结合附图和具体实施例对本专利技术提出的用于扇形翼展开的试验装置及试验方法作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本专利技术的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。
[0033]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于扇形翼展开的试验装置，其特征在于，包括随动滑块装置、吊挂绳索、绳索吊钩、轻质平衡摆杆、平衡回转装置、配重块、支架车以及吊挂工装架；所述随动滑块装置、轻质平衡摆杆、平衡回转装置、配重块组成杆系卸载平衡装置，以平衡回转装置为中心，在其两端接口各安装一个轻质平衡摆杆，一端摆杆末端安装有随动滑块装置并配有堵头(9)，防止滑块装置脱落，展开运动过程中随动滑块装置会在轻质平衡摆杆随吊装点的位置变化进行随动，以平衡摆杆实现展开过程中卸载点径向小幅距离变化，使吊挂绳索始终垂直于扇形翼翼面；另一端摆杆安装有配重块，沿杆方向调节配重块距离回转中心的位移，卸载重力；每组平衡装置通过吊挂绳索与绳索吊钩吊挂在扇形翼各个吊装点上；所述平衡回转装置上下设置有螺纹接口，各组杆系卸载平衡装置以平衡回转装置为中心叠加安装，可根据卸载目标的结构情况增减安装；所述叠加安装后的杆系卸载平衡装置组整体安装到吊挂工装架上组成展开试验装置的主体部分；所述支架车用来支撑扇形翼上无需平衡重力的部分。2.如权利要求1所述的用于扇形翼展开的试验装置，其特征在于，通过平衡回转装置、平衡摆杆、实现整翼的卸载展开；通过随动滑块装置、平衡摆杆实现展开过程中卸载点径向小幅距离变化。3.如权利要求2所述的用于扇形翼展开的试验装置，其特征在于，展开运动过程中随动滑块装置在轻质平衡摆杆随吊装点的位置变化进行随动，以平衡摆杆实现展开过程中卸载点径向小幅距离变化，使...

【专利技术属性】
技术研发人员：万德胜，咸奎成，徐天心，彭祺擘，王慎泉，程雷，倪啸枫，
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：