[发明专利]一种空间站某转位机构高低温性能测试装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种空间站某转位机构高低温性能测试装置，属于物理实验装置领域。

背景技术

从苏联的礼炮一号空间站到现在仍在太空中服役的国际空间站，转位机构、对接机构、与展开机构等大型机构的性能以及工作寿命影响着空间站的服役年限。因此为了获得转位机构性能参数，分析转位机构可能存在的问题以便进行相应的改进优化，提高转位机构的工作寿命，在转位机构发射至太空之前，需要进行地面模拟实验。但是中国目前没有发射过国际空间站，在建造国际空间时，由于美国认为空间站技术会应用于军事用途，因此拒绝中国加入。所以，中国目前在转位机构性能测试装置方面还是很欠缺。

转位机构转位过程高低温性能测试装置是转位机构研制阶段的必须测试设备，主要用于转位机构单位总装完成后转位臂转位过程负载模拟，测试转位启动转矩、转速、转角和启动时间等数据，以考核转位机构关节性能。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明提供了一种地面模拟空间站某转位机构高低温性能测试装置，能够对空间站某转位机构在高低温环境中转位过程的综合性能进行测试，采用的技术方案为：

一种空间站某转位机构高低温性能测试装置，其特征在于，包括高低温箱1、中部支撑与飞轮装置、下端控制装置；

所述中部支撑与飞轮装置包括转位机构2、支撑体3、轴系4、飞轮5，其中：转位机构2上端安放于高低温箱1中，下端通过轴系4与飞轮5连接，支撑体3上设有螺栓孔及不同接口，转位机构2通过接口固定于支撑体3上；

所述下端控制装置包括气浮平台6、电动缸7、滑动小车8、直线导轨9、电气控制10，其中：气浮平台6位于飞轮5顶部支撑部位的下方，电动缸7位于飞轮5下方，滑动小车8、直线导轨9安装在电动缸7的下方；所述电气控制10位于整套装置的下方。

所述高低温箱1，框架采用不锈钢薄壁板和加强肋片，并在上端设计有吊耳结构，方便转位机构的安装与拆卸；所述高低温箱1进行密封，控制高低温箱的温度模拟太空中高低温环境。

所述轴系4上安装有增速器，能够减小惯量机械模拟部件的尺寸与电机需求；所述轴系4是惯量电模拟与惯量机械模拟的共用轴系，传递机械惯量至转位机构2。所述轴系4安装有传感器及信号采集器，采集信号，汇总到电气装置，处理和分析信号，获得转位机构的性能参数。

所述飞轮5整体结构为组合式，下部设有质量不同的配重块，模拟不同机械惯量，电动缸7对配重块进行安装和拆卸。

所述飞轮5支撑内部安装有电惯量模拟用的电机。

所述飞轮5整体置于气浮平台6上，气浮平台6气浮支撑飞轮5，模拟太空失重环境。所述电气控制10控制整个装置工作，采集、处理信号。

所述电气控制10设有控制柜，与轴系4安装的传感器及信号采集器相连，控制和采集信号，并与单测设备交互产品信息。

所述的空间站某转位机构高低温性能测试装置的长、宽、高之比为：长：宽：高＝9420：5055：8364。

所述飞轮5的直径及支撑体3的长、宽之比为：飞轮直径：支撑体长：支撑体宽＝6550：5600：5600。

将需要进行时模拟的转位机构2安装在支撑体3上，整体置放于高低温箱中，高低温箱1进行密封，通过控制高低温箱1的温度，模拟太空中温度的变化。高低温箱1同样安放在支撑体3上。

所述轴系4进行扭矩的惯量的传递，同时在轴系上安装有增速器，能够减小惯量机械模拟部件的尺寸与电机需求。

所述支撑体3是整套装置的基础，在整套装置中充当支撑作用，支撑体3上留有螺栓孔及其它对应接口，方便转位机构进行安装拆卸与调整，将需要进行时模拟的转位机构2安装在支撑体3上，整体置放于高低温箱1中，高低温箱1进行密封，通过控制高低温箱1的温度，模拟太空中温度的变化。

所述飞轮5整体置于气浮平台6上，当进行惯量模拟时，通过气浮平台6将飞轮5进行气浮支撑，减小下端摩擦力，以达到模拟太空中的失重环境。

所述飞轮5的整体结构做成组合式，以方便进行不同惯量的模拟，充分模拟太空中不同规格的实验舱的物理惯量；飞轮5下部配有质量不同的配重块，在模拟不同惯量时，不必更换装置，只需增减飞轮下端配重块的数量即可。飞轮配重块通过电动缸7进行拆卸与安装，当需要改变飞轮惯量进行模拟时，只需要经电动缸7升起、降低至合适高度松开或者旋紧相应的螺栓即可，而不必通过人力去安装，极大地方便安装与拆卸，极大地减少了人力物力的消耗。

在整套装置的下部分，安装有直线导轨9与滑动小车8，可以调整整套装置的位置。