[发明专利]气浮悬挂式三维展开试验装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种卫星三维展开试验装置，具体地，涉及一种气浮悬挂式三维展开试验装置。

背景技术

卫星活动部件在轨展开时是处于失重状态的，因此，在进行地面展开试验时，需要对其重力进行补偿，以消除重力在展开过程中的影响。补偿装置必须在支撑试验对象重量的同时，不能施加任何约束力。

现有的展开试验装置通常采用被动式机械悬挂系统来实现。被动式机械悬挂系统主要包括钢丝绳、弹簧秤、滑轮组和重力块等。该系统结构简单、成本低、适应性强、维护方便。但是在整个展开过程中，系统悬挂的力是变化的，而且在机构展开的过程中会产生额外的摩擦力，导致活动部件地面展开与在轨展开不一致，出现滑轮组摆动等情况，试验误差大。

目前，随着活动部件的大型化和复杂化，需要对其进行地面三维展开试验验证，但是由于现有技术条件限制，目前只能采用二维悬挂法进行地面展开试验，对于三维展开试验，在地面做展开试验时，需要分两步展开：即首先将卫星转90°，在其上悬挂导轨滑块，将中板展开；其次，将活动部件压回初始位置，再将卫星转到竖直状态，在其上悬挂导轨滑块，将内外板展开，由此可知：现有展开过程需要卫星姿态的转换，而且其不能实现三维展开，与卫星在轨状态有差别。

本发明针对以上问题，提供一种气浮悬挂式三维展开试验装置，该装置具有响应速度快、摩擦阻力小的特点，能够满足卫星活动部件地面三维展开试验的要求。经对现有技术的文献检索发现，目前没有发现能用于卫星活动部件的地面气浮悬挂式三维展开试验装置。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种气浮悬挂式三维展开试验装置，该装置具有定位精度高、响应速度快、摩擦阻力小等特点，能够满足卫星活动部件地面三维展开试验的要求。

根据本发明的一个方面，提供一种气浮悬挂式三维展开试验装置，包括：四个X方向气浮运动机构、六个Y方向气浮运动机构、六个Z方向配重机构和支撑框架，支撑框架上设置有两个X方向导轨和两个Y方向导轨，两个X方向导轨平行设置，四个X方向气浮运动机构两个一组分别套接至对应的X方向导轨，Y方向导轨的两端分别连接至位于两个X方向导轨上位置相对的X方向气浮运动机构，六个Y方向气浮运动机构三个一组分别套接至对应的Y方向导轨，六个Z方向配重机构与六个Y方向气浮运动机构一一对应，分别连接至相对应的Y方向气浮运动机构的下方。

优选地，X方向气浮运动机构包括：X方向气浮轴承和Y方向导轨安装件，X方向气浮轴承上设置有导轨安装孔，X方向气浮轴承通过导轨安装孔与X方向导轨套接连接，Y方向导轨安装件设置在X方向气浮轴承下方，与Y方向导轨连接。

优选地，X方向气浮运动机构还包括喷气调节阀，喷气调节阀设置在X方向气浮轴承侧面。

优选地，Y方向气浮运动机构包括Y方向气浮轴承，Y方向气浮轴承上设置有导轨安装孔，Y方向气浮轴承通过导轨安装孔与Y方向导轨套接连接。

优选地，Z方向配重机构包括拉力传感器、拉力调节装置、第一定滑轮、动滑轮、角度测量机构、第二定滑轮、配重吊绳和配重块，拉力传感器连接至Y方向气浮轴承的下方，拉力调节装置与拉力传感器连接，第一定滑轮与拉力调节装置连接，第二定滑轮与支撑框架连接，配重吊绳一端与拉力调节装置连接，另一端依次通过第一定滑轮和第二定滑轮与配重块连接，动滑轮设置在拉力调节装置和第一定滑轮之间的配重吊绳上与配重吊绳连接，角度测量机构与动滑轮连接。

优选地，第一定滑轮和第二定滑轮平行设置。

优选地，支撑框架采用工业铝型材搭建。

优选地，配重吊绳采用钢丝绳。

以下以某型号卫星太阳翼展开试验为例来说明该装置的工作原理及过程，由于该太阳翼为T型分布，传统展开试验中需分步展开，需要卫星姿态调整，而该装置可较好的解决该问题。首先调节太阳翼与试验装置间的平行度，使其满足展开试验要求，将太阳翼和试验装置通过钢丝绳连接，使太阳翼处于收拢状态；当太阳翼的中板开始逐渐展开时，展开试验装置上的X方向的气浮导轨将跟随太阳翼展开，通过拉力传感器可实时测量拉力情况，通过二维角度测量机构可测量展开过程中钢丝绳与竖直方向的角度变化，当试验装置落后于太阳翼时，控制器控制后电磁阀动作，为其加速，使其跟上太阳翼的展开过程。当试验装置超前于太阳翼时，控制器控制前电磁阀动作，为其减速，使其等待太阳翼展开，通过控制电磁阀从而保证试验装置与太阳翼的同步运动；同理，太阳翼的内板、外板展开时，其Y方向的气浮运动机构保持其与太阳翼的同步运动。