[发明专利]应用于航天器的新型质量质心测试系统

说明书

技术领域

本发明属于航天器地面装备技术领域，涉及一种航天器质量质心测试系统，具体地 说涉及一种长时间实时检测、自驱升降的高精度质量质心测试系统。

背景技术

质量质心参数是航天器的关键性能参数，影响到航天器的轨道控制及推进系统的性 能。由于航天器结构复杂，元器件繁多，一般理论计算很难准确地确定其质心的几何位 置，因此必须进行实际的质量质心位置测量。目前，大型航天器质量质心的测量主要采 用多点支承质量测量法。多点支承质量测量法用3个或者更多的质量测量传感器共同支 承测量台，质心是通过各传感器相对基准中心的位置求矩计算。

在传统的测试系统中，测量台一般采用3套梯形丝杆机构进行测量台的升降，采用 人力驱动的方式，通过扭转梯形升降机构实现测量台的升降，一般来讲很难实现三套机 构的同步升降，同时操作费时费力；同时传统的测试系统采用单次测量的方法，一次读 取测试数据，然后进行配重，再次进行测量，需要进行多次测量及配重进行修正才能完 成质心测试工作，无法进行实时的、长时间的测量工作。这一系列的操作不仅费时费力， 而且存在安全隐患。通常完成一个航天器型号的质心测量工作需要一天时间，如果需要 进一步进行三个坐标的配重，每一次配重又会对质心三个坐标都产生影响，就必须反复 测量，其工作量将成倍增加。

在卫星批量化生产的要求下，过长的测试时间是不能接受的。为了缩短测试流程， 节约测试时间，需要质心测试系统具备实时的、长时间负载测量的功能，同时测量台需 要具备自驱同步升降的功能。

发明内容

针对上述现有技术中存在的技术问题，本发明提供一种应用于航天器的新型质量质 心测试系统，该测试系统具备测量台自驱升降功能，能够实现质量质心参数长时间、实 时监测功能。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种应用于航天器的新型质量质心测试系统，包括测量台，用于支撑测量台的三套 称重传感器，利用三点测量的原理，通过称重传感器获取各位置的质量信息，并通过力 矩平衡原理计算产品的质心信息。

所述测量台是由液压升降模块通过同步控制系统控制液压缸的升降，实现测量台的 自动升降。

所述液压升降模块用于对称重传感器进行卸载保护，主要由电机、柱塞泵、电磁换 向阀、同步分流马达、调速阀、液压锁、压力传感器、油缸和管路组成，采用电动机和 柱塞泵作为动力元件，管路上设有压力传感器作为反馈元件，通过上位机和PLC来实现 控制过程。

所述测量台的水平度是由调平底座在底部配置六套调节脚撑，通过丝杠螺母的调节 实现调平底座的水平度调整，从而实现测量台水平度的调节。

所述调平底座为圆盘形厢式结构，内部镂空，在满足强度及刚度的情况下减少了用 料和自重。

所述调平底座选用球磨铸铁材料，对安装面进行机械加工以满足配合要求，上端安 装面设置不同分布节圆的安装接口，不仅用于适配各个平台的航天器产品，也作为转接 接口进行扩展。

所述称重传感器利用应变效应获取质量信息，支撑称重传感器的机架能够满足3.2t 的承载能力，同时称重传感器具备长时间负载能力，在满载情况下，7天内测量蠕变量 不超过0.02％。

所述机架包括千斤顶底座、调节螺杆、钢球，调节螺杆调节高度，升降结束通过锁紧螺母锁紧，底座上称重传感器安装面的平面度≤0.02mm，支撑的柱体与称重传感器通过4个螺钉连接，为保证称重传感器的重复安装精度，在4个螺钉的节圆上对称位置配打两个8mm的销孔。

产品的质心信息的计算是通过测控系统来完成，所述测控系统同时完成处理、计 算和显示功能，所述测控系统整体采用便携式工控机模式，便于携带和移动。

所述测控系统用于实现如下功能：

1)提供图形化控制窗口，可控制液压千斤顶顶出和复位；

2)具有质心测试台标定相关模块；

3)图形化显示质心位置、质心偏移方向和距离；

4)能够通过比较所测质心位置和理论质心位置给出配重方案；

5)对产品重量实时监测，通过连续曲线反应质量质心与时间的关系；

6)对于超差数据给出警示；

7)连续监测、数据实时显示和同步自动保存；

8)具有历史搜索能力，能调出以往各型号产品的质量特性参数；