【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于空间应用，具体涉及一种空间大型绳网抽出阻力测试装置与测试方法。
技术介绍
1、空间绳网是近些年提出的一种新型空间操控概念，与传统的机械手抓捕方式相比，绳网捕获方式具有捕获适应范围大、捕获距离远、对载体航天器影响小、安全性高、消耗能量少等优点。
2、在实际使用过程中，绳网无法以展开状态随卫星上行，而是折叠在网包中随卫星上行后发射质量块带动绳网择机展开，准确测量抽出阻力对产品的设计、研制等工作至关重要。而大尺寸绳网被折叠在网包里，抽出过程中彼此会互相接触和摩擦，抽出过程复杂，且有重力和空气阻力的存在，对在轨发网时的抽出阻力测试比较困难。
3、欧空局在removedebris项目中利用飞机抛物线运动开展了2m口径飞网发射捕获试验，在产品研制中利用落塔开展了失重条件下飞网试验，受到尺寸和条件限制，试验飞网口径都比较小(不大于5m)，飞网发射初始速度也低。为验证飞网展开功能，国内外飞网发射展开试验多采用从上向下或从下向上发射方式。飞网质量轻，地面试验过程中空气阻力影响不容忽视。从下向上发网试验只能将网体抽出展开一部分；而从上向下发网试验则因重力影响带动网体抽出，两种试验方式仅仅起展开演示的效果，都不能考核产品性能，无法验证在轨发网的情况。针对尺寸较大的飞网，一般通过提高牵引体速度方式来提高试验展示效果，无法实现验证产品折叠工艺和动态阻力测试的目的。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种空间大型绳网抽出阻力测试装置与测试方法，准确获取空间大型绳网
2、为了达到上述的目的，本专利技术提供一种空间大型绳网抽出阻力测试装置，包括塔架组件、网包台架组件和测控系统；所述塔架组件包括高度可调塔架、滑轮机构、导向铁丝、牵引绳、绳袋、钢环、动力系统；所述网包台架组件包括网包安装筒、网包、六维力传感器和高度可调安装支架；所述滑轮机构安装于所述高度可调塔架顶部；所述动力系统安装于所述高度可调塔架底部；所述网包安装筒安装于所述高度可调安装支架上，所述六维力传感器设置于所述网包安装筒与所述高度可调安装支架之间；所述网包内装有折叠的绳网；所述网包置于所述网包安装筒内；所述导向铁丝一端安装于所述高度可调塔架顶部，所述导向铁丝另一端安装于所述高度可调安装支架上；所述牵引绳一端与所述动力系统连接，所述牵引绳另一端穿过所述滑轮机构、所述绳袋后与绳网的引出绳连接；部分牵引绳存储在所述绳袋中，使部分牵引绳处于松弛状态；所述牵引绳通过所述钢环与所述导向铁丝连接；所述测控系统与所述动力系统和所述六维力传感器连接。
3、上述空间大型绳网抽出阻力测试装置，其中，通过所述高度可调塔架与所述网包之间的距离以及所述滑轮机构的高度调节绳网牵引力角度，使测试试验中绳网抽出角度与实际工作中绳网抽出角度一致。
4、上述空间大型绳网抽出阻力测试装置，其中，部分牵引绳以z字形叠放于绳袋中。
5、上述空间大型绳网抽出阻力测试装置，其中，所述空间大型绳网抽出阻力测试装置还包括非接触式力传感器，所述牵引绳另一端依次穿过所述滑轮机构、所述非接触式力传感器、所述绳袋后与绳网的引出绳连接；所述非接触式力传感器与所述钢环连接，所述导向铁丝从所述钢环的环孔中穿过。
6、上述空间大型绳网抽出阻力测试装置，其中，所述空间大型绳网抽出阻力测试装置还包括拉力测量组件，所述拉力测量组件安装于所述高度可调塔架底端；所述牵引绳另一端依次穿过所述拉力测量组件、所述滑轮机构、所述非接触式力传感器、所述绳袋后与绳网的引出绳连接。
7、上述空间大型绳网抽出阻力测试装置，其中，所述动力系统包括电控箱、牵引电机、绞盘和多圈绝对值编码器；所述牵引绳一端缠绕在所述绞盘上，所述牵引电机的输出轴与所述绞盘的转轴连接，所述电控箱与所述牵引电机连接；所述多圈绝对值编码器用于测量绞盘转轴转速；所述牵引电机和所述多圈绝对值编码器均与所述测控系统连接。
8、上述空间大型绳网抽出阻力测试装置，其中，所述绳袋由若干收纳筒串联形成，所述收纳筒呈筒状，牵引绳以z字形方式叠置于若干收纳筒内，在收纳筒底部将牵引绳与绳袋夹住，防止拉动前松动。
9、本专利技术提供的另一技术方案是一种空间大型绳网抽出阻力测试方法，采用上述空间大型绳网抽出阻力测试装置，所述测试方法包括：1)装配网包台架组件，调整网包的高度；2)装配塔架组件，调整牵引力角度；塔架组件有若干套；3)通过测控系统控制各塔架组件的动力系统，进行抽出试验；测控系统对各动力系统进行单独控制，通过动力系统控制抽出速度；4)获取测试数据。
10、上述空间大型绳网抽出阻力测试方法，其中，进行对比试验，该对比试验用于测试不同抽出长度下抽出绳网的自重，利用该对比试验的数据进行仿真，标定重力变化曲线，并作为参数进入抽出阻力的计算；使用标准砝码对滑轮机构上的摩擦系数进行标定，将得到的结果代入到抽出阻力的计算中。
11、上述空间大型绳网抽出阻力测试方法，其中，对各动力系统设置不同的抽出速度曲线，模拟实际工作中各个牵引体发射速度不一致性的情形。
12、与现有技术相比，本专利技术的有益技术效果是：
13、本专利技术针对大尺寸绳网抽出过程复杂，抽出阻力难以测试的问题，提出了一种测试装置与测试方法，该方法可以排除空气阻力和重力的影响，且采用电机牵引方式模拟牵引体发射，可以实现验证产品折叠工艺和动态阻力的目的。
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1.空间大型绳网抽出阻力测试装置，其特征在于，包括塔架组件、网包台架组件和测控系统；所述塔架组件包括高度可调塔架、滑轮机构、导向铁丝、牵引绳、绳袋、钢环、动力系统；所述网包台架组件包括网包安装筒、网包、六维力传感器和高度可调安装支架；
2.如权利要求1所述的空间大型绳网抽出阻力测试装置，其特征在于，通过所述高度可调塔架与所述网包之间的距离以及所述滑轮机构的高度调节绳网牵引力角度，使测试试验中绳网抽出角度与实际工作中绳网抽出角度一致。
3.如权利要求1所述的空间大型绳网抽出阻力测试装置，其特征在于，部分牵引绳以z字形叠放于绳袋中。
4.如权利要求1所述的空间大型绳网抽出阻力测试装置，其特征在于，所述空间大型绳网抽出阻力测试装置还包括非接触式力传感器，所述牵引绳另一端依次穿过所述滑轮机构、所述非接触式力传感器、所述绳袋后与绳网的引出绳连接；所述非接触式力传感器与所述钢环连接，所述导向铁丝从所述钢环的环孔中穿过。
5.如权利要求4所述的空间大型绳网抽出阻力测试装置，其特征在于，所述空间大型绳网抽出阻力测试装置还包括拉力测量组件，所述拉力测
6.如权利要求1所述的空间大型绳网抽出阻力测试装置，其特征在于，所述动力系统包括电控箱、牵引电机、绞盘和多圈绝对值编码器；所述牵引绳一端缠绕在所述绞盘上，所述牵引电机的输出轴与所述绞盘的转轴连接，所述电控箱与所述牵引电机连接；所述多圈绝对值编码器用于测量绞盘转轴转速；所述牵引电机和所述多圈绝对值编码器均与所述测控系统连接。
7.如权利要求1所述的空间大型绳网抽出阻力测试装置，其特征在于，所述绳袋由若干收纳筒串联形成，所述收纳筒呈筒状，牵引绳以z字形方式叠置于若干收纳筒内，在收纳筒底部将牵引绳与绳袋夹住，防止拉动前松动。
8.空间大型绳网抽出阻力测试方法，其特征在于，采用如权利要求1至7中任一权利要求所述的空间大型绳网抽出阻力测试装置，所述测试方法包括：
9.如权利要求8所述的空间大型绳网抽出阻力测试方法，其特征在于，进行对比试验，该对比试验用于测试不同抽出长度下抽出绳网的自重，利用该对比试验的数据进行仿真，标定重力变化曲线，并作为参数进入抽出阻力的计算；使用标准砝码对滑轮机构上的摩擦系数进行标定，将得到的结果代入到抽出阻力的计算中。
10.如权利要求8所述的空间大型绳网抽出阻力测试方法，其特征在于，对各动力系统设置不同的抽出速度曲线，模拟实际工作中各个牵引体发射速度不一致性的情形。
...【技术特征摘要】
1.空间大型绳网抽出阻力测试装置，其特征在于，包括塔架组件、网包台架组件和测控系统；所述塔架组件包括高度可调塔架、滑轮机构、导向铁丝、牵引绳、绳袋、钢环、动力系统；所述网包台架组件包括网包安装筒、网包、六维力传感器和高度可调安装支架；
2.如权利要求1所述的空间大型绳网抽出阻力测试装置，其特征在于，通过所述高度可调塔架与所述网包之间的距离以及所述滑轮机构的高度调节绳网牵引力角度，使测试试验中绳网抽出角度与实际工作中绳网抽出角度一致。
3.如权利要求1所述的空间大型绳网抽出阻力测试装置，其特征在于，部分牵引绳以z字形叠放于绳袋中。
4.如权利要求1所述的空间大型绳网抽出阻力测试装置，其特征在于，所述空间大型绳网抽出阻力测试装置还包括非接触式力传感器，所述牵引绳另一端依次穿过所述滑轮机构、所述非接触式力传感器、所述绳袋后与绳网的引出绳连接；所述非接触式力传感器与所述钢环连接，所述导向铁丝从所述钢环的环孔中穿过。
5.如权利要求4所述的空间大型绳网抽出阻力测试装置，其特征在于，所述空间大型绳网抽出阻力测试装置还包括拉力测量组件，所述拉力测量组件安装于所述高度可调塔架底端；所述牵引绳另一端依次穿过所述拉力测量组件、所述滑轮机构、所述非接触式力传感器、所述绳袋后与绳网的引出绳连接。
【专利技术属性】
技术研发人员：肖余之，王治易，靳宗向，邹晓宏，赵宏图，刘志，杨青，傅丽佳，杨文淼，
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：
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