一种应用于地面微重力展开试验的模拟装置制造方法及图纸

一种应用于地面微重力展开试验的模拟装置，其主要由可调平结构组件

【技术实现步骤摘要】
一种应用于地面微重力展开试验的模拟装置


[0001]本专利技术涉及一种应用于地面微重力展开试验的模拟装置，属于空间微重力展开

。

技术介绍

[0002]随着空间可展结构的发展，大型空间可展开结构越来越广泛应用于各种航天领域中，诸如新型技术卫星
、
空间站的建设，与之相对应的地面微重力模拟展开试验技术需求更加迫切
。
国内外研究机构对此进行了大量的研究，提出了多种地面微重力模拟展开试验技术方法，通过模拟空间失重环境满足各行各业的验证需求
。
[0003]经过地面微重力模拟展开试验技术的改进创新亦不断推动了空间展开结构的发展
。
二维折叠机构是用于支撑某新型技术卫星轻型载荷的参试产品，其在轨所处的是一种微重力环境，与地球表面重力环境有很大差异
。
如何使折叠状态下的参试产品成功展开，是地面模拟在轨微重力环境下试验验证的关键技术
。
[0004]为了提高二维折叠机构地面模拟在轨微重力环境下成功展开的高质量性，可通过采用机械臂作为物理主体的微重力半物理仿真系统实现折叠展开，如
《
一种空间机械臂气浮支撑装置
》CN105345841A
专利技术人：范庆麟
、
刘书远等，其通过力传感器对上下板压力的感知，判断机械臂是否可靠的把重心落在该气浮支撑装置上，模拟空间机械臂微重力环境试验使用，可实现对机械臂臂杆的水平支撑和滚转功能
。
此种方案虽能提高试验产品的可靠性和安全性，但对二维折叠机构的展开过程控制精度要求较高，且操作较复杂
、
成本较高
。
[0005]通过磁悬浮驱动和悬吊补偿相结合的方式实现二维折叠机构的展开，如
《
基于磁悬浮随动的悬吊重力补偿装置
》CN208198861U
专利技术人：邱需松
、
王亚楠等，该方法结构简单
、
重力补偿精度高，通用性强，可扩展性好等良好的综合性能，但对二维折叠机构尺寸要求有一定限制，操作较复杂，成本较高
。

技术实现思路

[0006]本专利技术的技术解决问题是：克服现有技术的不足，针对二维折叠机构在轨复杂环境下的折叠展开过程，提供了一种应用于地面微重力展开试验的模拟装置，通过该装置的高精度测量可实现二维折叠机构到位角度
/
尺寸的高精度测量，可以把测量精度提高
n
倍
(n
为臂长比
)。
[0007]本专利技术的技术解决方案是：
[0008]一种应用于地面微重力展开试验的模拟装置，包括：可调平结构组件
、
可调抗蠕变绳索组件
、
磁悬浮消旋结构组件
、
可调配重组件
、
安全防护绳锁以及参试产品；
[0009]调平结构组件结构上为可调抗蠕变绳索组件
、
可调配重组件
、
安全防护绳索和参试产品提供对接接口，调平结构组件为对称结构，一端连接有可调配重组件，另一端连接参试产品；可调配重组件质量随参试产品质量变化，满足调平结构组件左
、
右两端平衡的要求；磁悬浮消旋结构组件分别通过两根可调抗蠕变绳索组件与可调平结构组件的两端连
接，通过对可调抗蠕变绳索组件的精调，实现整体平衡；可调平结构组件的两端还分别通过安全防护绳锁连接到磁悬浮消旋结构组件，用于安全性防护
。
[0010]进一步的，所述可调平结构组件包括臂长平台结构
、
水平精调装置
、
吊挂装置以及产品连接装置；
[0011]水平精调装置安装在臂长平台结构上表面，吊挂装置固定于臂长平台结构上表面两端，产品连接装置通过臂长平台结构上设置的安装通孔与臂长平台结构固定连接
。
[0012]进一步的，水平精调装置
、
吊挂装置以及产品连接装置均对称分布，且产品连接装置位于吊挂装置内侧；两个产品连接装置分别连接可调配重组件和参试产品；两个吊挂装置均连接可调抗蠕变绳索组件和安全防护绳锁
。
[0013]进一步的，可调平结构组件臂长比
n
＝
L1/L2，其中，
L1为参试产品在可调平结构组件上的力臂长度；
L2为可调配重组件在可调平结构组件上的力臂长度
。
[0014]进一步的，所述可调抗蠕变绳索组件包括抗蠕变绳
、
精调移动装置和精调伸缩装置；
[0015]抗蠕变绳安装固定在精调移动装置的一端，精调移动装置另一端连接精调伸缩装置；
[0016]通过精调移动装置和精调伸缩装置控制抗蠕变绳的长度
。
[0017]进一步的，磁悬浮消旋结构组件包括磁悬浮浮力罩组件
、
磁悬浮转子组件；
[0018]磁悬浮浮力罩组件包括磁悬浮浮力罩结构
、
两侧吊装结构
、
下吊装结构和上吊装结构；两侧吊装结构安装在磁悬浮浮力罩结构的两侧，磁悬浮浮力罩结构的上方和下方分别安装上吊装结构和下吊装结构；
[0019]磁悬浮转子组件包括磁悬浮转子
、
红外测距仪；
[0020]磁悬浮转子组件安装于磁悬浮浮力罩组件内，抗蠕变绳的一端连接下吊装装置；上吊装装置用于与外部机械设备连接
。
[0021]进一步的，可调配重组件结构包括组件腔体
、
可调配重单元；可调配重组件结构根据参试产品的实际质量配置；组件腔体与产品连接装置连接；参试产品与产品连接装置连接；
[0022]可调配重组件结构重量为
m2＝
m1/n
，其中，
m1为参试产品的实际质量；
m2为可调配重组件结构的实际质量
。
[0023]进一步的，安全防护绳锁两端分别连接吊挂装置和两侧吊装结构，两根安全防护绳锁对称分布
。
[0024]进一步的，通过机械设备连接上吊装装置将所述模拟装置吊起，利用红外测距仪对起吊高度进行精准测量，同时通过精调移动装置和精调伸缩装置进行调平，通过水平精调装置完成水平状态确认
。
[0025]进一步的，当接通外部电源时，磁悬浮结构组件内部空间产生强磁场力，实现磁悬浮转子组件和磁悬浮浮力罩组件之间相互分离，磁悬浮转子组件在磁场力的作用下稳定悬浮并在运动过程中不受任何摩擦力作用，当有外力作用时磁悬浮浮力罩组件跟随外部展开结构实现
360
°
无摩擦力旋转
。
[0026]进一步的，本专利技术还提出一种臂长比控制消重力及高精度变形测试方法，步骤如下：
[0027]步骤一：测量展开机构重量
m1和展开机构摆臂长度
L1，根据展开精度放大需求以及臂长比
n
，计算可调配重组件重量本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种应用于地面微重力展开试验的模拟装置，其特征在于包括：可调平结构组件
(1)、
可调抗蠕变绳索组件
(2)、
磁悬浮消旋结构组件
(3)、
可调配重组件
(4)、
安全防护绳锁
(5)
以及参试产品
(6)
；调平结构组件
(1)
结构上为可调抗蠕变绳索组件
(2)、
可调配重组件
(4)、
安全防护绳索
(5)
和参试产品
(6)
提供对接接口，调平结构组件
(1)
为对称结构，一端连接有可调配重组件
(4)
，另一端连接参试产品
(6)
；可调配重组件
(4)
质量随参试产品
(6)
质量变化，满足调平结构组件
(1)
左
、
右两端平衡的要求；磁悬浮消旋结构组件
(3)
分别通过两根可调抗蠕变绳索组件
(2)
与可调平结构组件
(1)
的两端连接，通过对可调抗蠕变绳索组件
(2)
的精调，实现整体平衡；可调平结构组件
(1)
的两端还分别通过安全防护绳锁
(5)
连接到磁悬浮消旋结构组件
(3)
，用于安全性防护
。2.
根据权利要求1所述的一种应用于地面微重力展开试验的模拟装置，其特征在于：所述可调平结构组件
(1)
包括臂长平台结构
(101)、
水平精调装置
(102)、
吊挂装置
(103)
以及产品连接装置
(104)
；水平精调装置
(102)
安装在臂长平台结构
(101)
上表面，吊挂装置
(103)
固定于臂长平台结构
(101)
上表面两端，产品连接装置
(104)
通过臂长平台结构
(101)
上设置的安装通孔与臂长平台结构
(101)
固定连接
。3.
根据权利要求2所述的一种应用于地面微重力展开试验的模拟装置，其特征在于：水平精调装置
(102)、
吊挂装置
(103)
以及产品连接装置
(104)
均对称分布，且产品连接装置
(104)
位于吊挂装置
(103)
内侧；两个产品连接装置
(104)
分别连接可调配重组件
(4)
和参试产品
(6)
；两个吊挂装置
(103)
均连接可调抗蠕变绳索组件
(2)
和安全防护绳锁
(5)。4.
根据权利要求2所述的一种应用于地面微重力展开试验的模拟装置，其特征在于：可调平结构组件
(1)
臂长比
n
＝
L1/L2，其中，
L1为参试产品在可调平结构组件上的力臂长度；
L2为可调配重组件在可调平结构组件上的力臂长度
。5.
根据权利要求4所述的一种应用于地面微重力展开试验的模拟装置，其特征在于：所述可调抗蠕变绳索组件
(2)
包括抗蠕变绳
(201)、
精调移动装置
(202)
和精调伸缩装置
(203)
；抗蠕变绳
(201)
安装固定在精调移动装置
(202)
的一端，精调移动装置
(202)
另一端连接精调伸缩装置
(203)
；通过精调移动装置
(202)
和精调伸缩装置
(203)
控制抗蠕变绳
(201)
的长度
。6.
根据权利要求5所述的一种应用于地面微重力展开试验的模拟装置，其特征在于：磁悬浮消旋结构组件
(3)
包括磁悬...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘兴华，武士轻，张宏伟，聂成文，曹旭，
申请(专利权)人：北京空间机电研究所，
类型：发明
国别省市：