本实用新型专利技术公开一种氦气球悬挂重力卸载装置，应用于航天器上可展开机构的地面展开试验，包括具有安全绳、悬挂绳、牵控绳以及进气口和出气口的氦气球，利用拉力传感器将试验过程中拉力的变化进行采样并实时传输至地面的计算机，通过缓冲弹簧秤连接拉力传感器和悬挂工装，采用充气氦气瓶通过减压阀将氦气充入氦气球，通过氦气压缩机将氦气回收至回收氦气瓶中以重复利用。本实用新型专利技术重力卸载装置可以实现可展开机构展开试验的重力卸载，降低试验成本的同时，提高展开试验的效率和可靠性。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）
Helium balloon suspension gravity unloading device
The utility model discloses a helium balloon suspension gravity unloading device used on spacecraft deployable mechanism of the ground test, including a safety rope, hanging rope, pull rope control and a gas inlet and a helium balloon in the air will change during the test pull use tension sensor to sample and transmit the data to the computer on the ground, and suspension tooling through the buffer spring balance connecting force sensor, using inflatable helium cylinders will be filled with helium helium balloon through the valve, the helium compressor will be helium recovery to the recovery in the repeated use of helium bottles. The gravity unloading device of the utility model can realize the gravity unloading of the deployable mechanism, reduce the test cost, and improve the efficiency and reliability of the expansion test.
【技术实现步骤摘要】
氦气球悬挂重力卸载装置
本技术涉及航天器可展开机构地面展开试验的重力卸载，具体是可实现空间 展开的重力卸载装置。
技术介绍
在航天器发射阶段，由于受到空间的限制，其中的一些机构如天线、太阳翼电池板 通常在发射阶段出于收拢状态，待航天器入轨后相关机构进行展开，进入工作状态。展开 过程的顺利对卫星的工作状态和寿命起着至关重要的作用，为了保证展开机构展开的可靠 性，卫星在地面需要进行一系列的展开试验。在地面进行展开试验时，由于展开关节的铰链设计通常无法承载在地面展开后所 带来的重力，为了更好地模拟卫星入轨后的实际状态，需要采用重力卸载系统来模拟零重 力或者微重力的状态。目前常用的重力卸载有气浮平台法、机械悬挂系统法，这些方法很好 地解决了太阳翼和天线的二维展开，但地面试验需要的工装(如大理石平台、桁架)跟随航 天器进入发射场成本很大，而且这些方法仍无法实现空间三维展开。
技术实现思路
本技术针对上述通用的重力卸载方法优缺点，提供一种氦气球悬挂重力卸载 装置，利用氦气球悬挂的方法对展开机构进行重力卸载，从而简化展开试验所需工装设备 的安装调试过程，缩短展开试验的工装准备时间，提高试验效率，通过氦气回收装置可以将 试验所用的氦气进行回收二次利用，从而控制采用氦气球悬挂重力卸载装置进行展开试验 时的成本。为达到上述目的，本技术所采用的技术方案如下:一种氦气球悬挂重力卸载装置，包括具有安全绳、悬挂绳、牵控绳以及进气口和出 气口的氦气球，利用拉力传感器将试验过程中拉力的变化进行采样并实时传输至地面的计 算机，通过缓冲弹簧秤连接拉力传感器和悬挂工装，采用充气氦气瓶通过减压阀将氦气充 入氦气球，通过氦气压缩机将氦气回收至回收氦气瓶中以重复利用。所述安全绳位于氦气球上方，所述牵控绳位于氦气球两侧，所述悬挂绳均匀分布 在氦气球底部周边，所述进气口和出气口设置在氦气球底端用于充气和放气。所述进气口和出气口可共用一口。所述氦气球与悬挂工装之间设有缓冲弹簧秤和拉力传感器，所述缓冲弹簧秤用来 对展开试验开始和结束时的冲击进行缓冲，所述拉力传感器测量展开试验过程中的悬挂 力，通过数据线将数据传输至地面计算机上进行记录和后期处理。所述缓冲弹簧秤和拉力传感器的位置可以互换。所述氦气球的大小根据实际展开试验的对象进行设计，直径小于4m时采用0.18mm厚轻质PVC (聚氯乙烯)制作，当直径大于4m时采用0.18mm厚TPU (热塑性聚氨酯 弹性体)制作。本技术克服了通用展开试验方法无法实现空间三维展开的缺陷，提高了展开试验工装的通用型，大幅度降低展开试验的人力和物力成本。附图说明图1为本技术的整体结构示意图。101-氦气球102-行车吊钩103-安全绳104-牵控 105-悬挂绳106-氦气压缩机 107-回收氦气瓶 108-计算机109-悬挂工装 110-可展开机构111-配重块112-缓冲弹簧秤 113-充气氦气瓶 114-减压阀 115-拉力传感器具体实施方式现结合附图，对本技术的
技术实现思路
进一步描述。图1所示，本技术所提供的氦气球悬挂重力卸载装置，包括提供悬挂升力的氦气球101，氦气球的形状和尺寸可以根据试验的空间要求和展开机构所需的卸载力进行确定，当直径4m以下的气球采用轻质PVC (聚氯乙烯)进行制作，直径大于4m时PVC材料连接处容易破裂，需采用TPU (热塑性聚氨酯弹性体)材料进行制作。氦气球101上端通过安全绳103悬挂在行车吊钩102上，主要用来防止气球泄气或破裂后，试验工装对展开机构产生破环，保证展开试验过程的安全可靠。氦气球101两侧设有牵控绳104,牵控绳104的另一端引至地面,试验过程中由专人负责，主要实现氦气球101悬挂安装时对气球进行控制，同时防止试验过程中由于氦气球101过大位移。氦气球101下端通过悬挂绳105连接至拉力传感器115，悬挂拉力绳均匀布置于四周。拉力传感器115主要用来观察展开过程中重力卸载的情况是否满足要求，其测得的数据通过数据线跟地面的计算机108进行实时传输。拉力传感器115下端与缓冲弹簧秤112相连，缓冲弹簧秤112的作用是大展开机构启动和停止时对气球由于惯性而产生的额外冲击进行缓冲，从而保证实验过程的安全可O缓冲弹簧秤112下端与悬挂工装109相连，悬挂工装109安装在进行展开试验的可展开机构110，悬挂工装109的设计视具体的展开机构结构有所区别，但都必须保证在整个展开试验的过程中，悬挂绳通过可展开机构的质心位置。悬挂工装109悬挂点处挂有配重块111，主要用来对悬挂力进行调节。充气氦气瓶113通过减压阀114将氦气充入到氦气球101中直到达到理论要求的升力为止，升力的具体数值可以通过拉力传感器115获得，当获得稳定的升力后，在展开实验过程中可以将整个充气装置移除。氦气球101 中的氦气通过氦气压缩机106充入至回收氦气瓶107中，以达到重复利用的目的。权利要求1.一种氦气球悬挂重力卸载装置，其特征在于:包括具有安全绳、悬挂绳、牵控绳以及 进气口和出气口的氦气球，利用拉力传感器将试验过程中拉力的变化进行采样并实时传输 至地面的计算机，通过缓冲弹簧秤连接拉力传感器和悬挂工装，悬挂工装悬挂点处挂有配 重块，采用充气氦气瓶通过减压阀将氦气充入氦气球，通过氦气压缩机将氦气回收至回收 氦气瓶中以重复利用。2.根据权利要求1所述氦气球悬挂重力卸载装置，其特征在于:所述安全绳位于氦气 球上方，所述牵控绳位于氦气球两侧，所述悬挂绳均匀分布在氦气球底部周边，所述进气口 和出气口设置在氦气球底端用于充气和放气。3.根据权利要求1或2所述氦气球悬挂重力卸载装置，其特征在于:所述进气口和出 气口共用一口。4.根据权利要求1所述氦气球悬挂重力卸载装置，其特征在于:所述氦气球与悬挂工 装之间设有缓冲弹簧秤和拉力传感器，所述缓冲弹簧秤用来对展开试验开始和结束时的冲 击进行缓冲，所述拉力传感器测量展开试验过程中的悬挂力，通过数据线将数据传输至地 面计算机上进行记录和后期处理。5.根据权利要求4所述氦气球悬挂重力卸载装置，其特征在于:所述缓冲弹簧秤和拉 力传感器的位置互换。6.根据权利要求1所述氦气球悬挂重力卸载装置，其特征在于:所述氦气球的大小根 据实际展开试验的对象进行设计，直径小于4m时采用0.18mm厚轻质PVC制作，当直径大于 4m时采用0.18mm厚TPU制作。专利摘要本技术公开一种氦气球悬挂重力卸载装置，应用于航天器上可展开机构的地面展开试验，包括具有安全绳、悬挂绳、牵控绳以及进气口和出气口的氦气球，利用拉力传感器将试验过程中拉力的变化进行采样并实时传输至地面的计算机，通过缓冲弹簧秤连接拉力传感器和悬挂工装，采用充气氦气瓶通过减压阀将氦气充入氦气球，通过氦气压缩机将氦气回收至回收氦气瓶中以重复利用。本技术重力卸载装置可以实现可展开机构展开试验的重力卸载，降低试验成本的同时，提高展开试验的效率和可靠性。文档编号B64G7/00GK203064210SQ20122066820公开日2013年7月17日 申请日期2012年12月6日 优先权日2012年12月6日专利技术者孙涛, 陈伟明, 车腊梅, 陈小弟 申请人:上海裕达实业公司本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种氦气球悬挂重力卸载装置，其特征在于：包括具有安全绳、悬挂绳、牵控绳以及进气口和出气口的氦气球，利用拉力传感器将试验过程中拉力的变化进行采样并实时传输至地面的计算机，通过缓冲弹簧秤连接拉力传感器和悬挂工装，悬挂工装悬挂点处挂有配重块，采用充气氦气瓶通过减压阀将氦气充入氦气球，通过氦气压缩机将氦气回收至回收氦气瓶中以重复利用。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：孙涛，陈伟明，车腊梅，陈小弟，
申请(专利权)人：上海裕达实业公司，
类型：实用新型
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。