一种用于卫星质心纠偏的模拟装置及其使用方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于卫星质心纠偏的模拟装置及其使用方法，模拟装置包括底座；检测机构，其包括第一检测滑轨、第二检测滑轨和加速度传感器，第一检测滑轨和第二检测滑轨相互层叠并安装于底座，加速度传感器与第二检测滑轨的滑块连接，第一检测滑轨和第二检测滑轨的轴向方向相交；质心调节机构，其包括第一调节滑轨、第二调节滑轨和配重块，第一调节滑轨和第二调节滑轨的轴向方向相交且均安装于底座，配重块安装在两者的滑块上；飞轮，其转动连接于所述底座。本发明专利技术通过飞轮的转动模拟卫星在失重状态下的飞行姿态，而且通过质心调节机构模拟卫星的质心调节过程，从而实现在地面对卫星的质心调节进行模拟，为卫星的实际质心调节工作提供数据支持。工作提供数据支持。工作提供数据支持。

【技术实现步骤摘要】
一种用于卫星质心纠偏的模拟装置及其使用方法


[0001]本专利技术涉及航天器地面仿真
中的一种用于卫星质心纠偏的模拟装置及其使用方法。

技术介绍

[0002]地球重力场模型的精确建立对于地球大地测量学、海洋科学、地震学、资源探测等有重要的意义。而要建立精确的地球重力场模型，高精密的重力卫星是必不可少的。为保证地球重力的精确测量，精确的去除地球引力外的其他非保守力，保证重力卫星质心与加速度计检验质量的质心在一定范围内是其中一项关键技术。
[0003]卫星在轨期间，由于推进剂的消耗，卫星质心会相对于卫星框架发生变化，而加速度计和卫星框架之间近似刚性连接，因此加速度计检验质量与卫星质心在轨实际位置会随时间发生变化，这就需要在卫星整个寿命周期内定期测量二者的质心位置偏差，并利用质心调节机构进行在轨调节，将二者偏差控制在一定范围内。
[0004]对于质心调节机构的自调节功能，目前一般在软件中进行数字模拟，日后将依据模拟结果对实际调节过程进行指导和调整。但是，虚拟模拟与现实模拟终究存在差异，需要一种能够实际测试质心调节机构的模拟装置，而且为了便于实验的进行和降低实验成本，实验装置需要在重力环境下模拟卫星在失重状态中的受力情况。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种用于卫星质心纠偏的模拟装置及其使用方法，能够在地面模拟卫星的失重状态，并测试质心调节机构的纠偏功能。
[0006]根据本专利技术第一方面实施例，提供一种用于卫星质心纠偏的模拟装置，包括：
[0007]底座；
[0008]检测机构，其包括第一检测滑轨、第二检测滑轨和加速度传感器，所述第一检测滑轨安装于所述底座，所述第二检测滑轨与所述第一检测滑轨的滑块连接，所述加速度传感器与所述第二检测滑轨的滑块连接，所述第一检测滑轨和所述第二检测滑轨的轴向方向相交；
[0009]质心调节机构，其包括第一调节滑轨、第二调节滑轨和配重块，所述第一调节滑轨和所述第二调节滑轨均安装于所述底座，所述配重块安装在所述第一调节滑轨的滑块以及所述第二调节滑轨的滑块上，所述第一调节滑轨和所述第二调节滑轨的轴向方向相交；
[0010]飞轮，其转动连接于所述底座。
[0011]根据本专利技术第一方面实施例，进一步地，所述第一检测滑轨和所述第二检测滑轨相互垂直。
[0012]根据本专利技术第一方面实施例，进一步地，所述检测机构还包括数据采集卡，所述数据采集卡与所述加速度传感器电连接。
[0013]根据本专利技术第一方面实施例，进一步地，所述第一调节滑轨和所述第二调节滑轨相互垂直。
[0014]根据本专利技术第一方面实施例，进一步地，所述第一调节滑轨和所述第二调节滑轨均包括电机、丝杆和丝杆座，所述电机驱动所述丝杆旋转，所述丝杆座与所述丝杆螺纹连接。
[0015]根据本专利技术第一方面实施例，进一步地，所述质心调节机构还包括电机驱动器，所述电机驱动器与所述第一调节滑轨以及所述第二调节滑轨中的电机电连接。
[0016]根据本专利技术第一方面实施例，进一步地，所述配重块的数量为多个且能够可拆卸地安装至所述第一调节滑轨的滑块以及所述第二调节滑轨的滑块上。
[0017]根据本专利技术第一方面实施例，进一步地，所述用于卫星质心纠偏的模拟装置还包括砝码，所述砝码可拆卸安装至所述底座。
[0018]根据本专利技术第一方面实施例，进一步地，所述用于卫星质心纠偏的模拟装置还包括电池，所述电池与所述检测机构、所述质心调节机构以及所述飞轮电连接，从而提供电能。
[0019]根据本专利技术第二方面实施例，提供一种基于上述用于卫星质心纠偏的模拟装置的使用方法，包括：
[0020]调整所述第一检测滑轨和所述第二检测滑轨，使得所述加速度传感器移动到设定原点；
[0021]调整所述第一调节滑轨和所述第二调节滑轨，使得所述用于卫星质心纠偏的模拟装置的质心与所述加速度传感器的质心重合，完成实验前的校准；
[0022]将所述底座安装至单轴气浮台，启动所述飞轮；
[0023]调整所述第一检测滑轨和所述第二检测滑轨中的至少之一，使得所述加速度传感器的位置发生偏移；
[0024]所述第一调节滑轨和所述第二调节滑轨根据事先设计的算法进行调节，进行质心的重新对准，从而测试调节算法是否满足要求；
[0025]实验完成，收集实验数据。
[0026]本专利技术实施例的有益效果至少包括：本专利技术通过飞轮的转动模拟卫星在失重状态下的飞行姿态，而且通过质心调节机构模拟卫星的质心调节过程，从而实现在地面对卫星的质心调节进行模拟，为卫星的实际质心调节工作提供数据支持。
附图说明
[0027]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本专利技术的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他设计方案和附图。
[0028]图1是本专利技术第一方面实施例用于卫星质心纠偏的模拟装置的三维图；
[0029]图2是本专利技术第一方面实施例用于卫星质心纠偏的模拟装置的俯视图。
[0030]附图标记：100
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底座、200
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检测机构、210
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第一检测滑轨、220
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第二检测滑轨、230
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加速度传感器、240
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数据采集卡、300
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质心调节机构、310
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第一调节滑轨、320
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第二调节滑
轨、330
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配重块、341
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电机、342
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丝杆、343
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丝杆座、350
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电机驱动器、400
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飞轮、500
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砝码、600
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电池。
具体实施方式
[0031]本部分将详细描述本专利技术的具体实施例，本专利技术之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本专利技术的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本专利技术保护范围的限制。
[0032]在本专利技术的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0033]在本专利技术的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于卫星质心纠偏的模拟装置，其特征在于，包括：底座(100)；检测机构(200)，其包括第一检测滑轨(210)、第二检测滑轨(220)和加速度传感器(230)，所述第一检测滑轨(210)安装于所述底座(100)，所述第二检测滑轨(220)与所述第一检测滑轨(210)的滑块连接，所述加速度传感器(230)与所述第二检测滑轨(220)的滑块连接，所述第一检测滑轨(210)和所述第二检测滑轨(220)的轴向方向相交；质心调节机构(300)，其包括第一调节滑轨(310)、第二调节滑轨(320)和配重块(330)，所述第一调节滑轨(310)和所述第二调节滑轨(320)均安装于所述底座(100)，所述配重块(330)安装在所述第一调节滑轨(310)的滑块以及所述第二调节滑轨(320)的滑块上，所述第一调节滑轨(310)和所述第二调节滑轨(320)的轴向方向相交；飞轮(400)，其转动连接于所述底座(100)。2.根据权利要求1所述的用于卫星质心纠偏的模拟装置，其特征在于：所述第一检测滑轨(210)和所述第二检测滑轨(220)相互垂直。3.根据权利要求1所述的用于卫星质心纠偏的模拟装置，其特征在于：所述检测机构(200)还包括数据采集卡(240)，所述数据采集卡(240)与所述加速度传感器(230)电连接。4.根据权利要求1所述的用于卫星质心纠偏的模拟装置，其特征在于：所述第一调节滑轨(310)和所述第二调节滑轨(320)相互垂直。5.根据权利要求1所述的用于卫星质心纠偏的模拟装置，其特征在于：所述第一调节滑轨(310)和所述第二调节滑轨(320)均包括电机(341)、丝杆(342)和丝杆座(343)，所述电机(341)驱动所述丝杆(342)旋转，所述丝杆座(343)与所述丝杆(342)螺纹连接。6.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：石志斌，赵宏超，焦小磊，闫勇，贺闻涛，陈文多，范磊，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：