[发明专利]一种高低温微扭矩测试装置和方法

说明书

本发明公开了一种高低温微扭矩测试装置和方法，其中，该测试装置包括：测试台架、第一安装支座、第二安装支座、旋转夹持机构、固定夹持机构、高低温箱、扭矩传感器、伺服电机、第一联轴器和第二联轴器；高低温箱安装在测试台架上；固定夹持机构安装在高低温箱内，旋转夹持机构通过第一联轴器与扭矩传感器的测试端连接；第一安装支座和第二安装支座垂直设置在测试台架上；扭矩传感器和伺服电机分别安装在第一安装支座和第二安装支座上；扭矩传感器的辅助端通过第二联轴器与伺服电机的输出轴连接。通过本发明实现了封口装置‑40～+250℃下10～15Nmm微扭矩的精确测试。

技术领域

本发明属于深空探测技术领域，尤其涉及一种高低温微扭矩测试装置和方法。

背景技术

我国探月三期钻取采样装置通过采用软质取芯技术，将着陆点钻取目标区域内深度约2米的月壤样品钻取至取芯机构，在月球钻取采样过程中，随钻进的深入，所采集的月壤样品不断进入取芯筒，到达指定钻进深度后停止钻进。钻进完成后提拉取芯筒，使封口装置在弹性作用下通过扭转变形将包覆月壤样品的软质取芯筒密闭，保证取芯筒内月壤不散落。封口装置的密闭能力直接影响月壤样品的采集量，是钻取采样器的关键部件和单点失效环节。

该封口装置为高弹性合金开式结构8字型构型，其在-40℃～+250℃下的扭转力矩是样品密闭效果的关键参数，而这一参数量级较小，不大于15Nmm，现有测试方法或技术无法实现-40～+250℃宽温域下的微扭矩测量，需要开发测试装置及测试方法对封口装置高低温下的微扭矩进行测试，以保证产品满足型号要求。

发明内容

本发明的技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种高低温微扭矩测试装置和方法，实现封口装置-40～+250℃下10～15Nmm微扭矩的精确测试。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种高低温微扭矩测试装置，包括：测试台架、第一安装支座、第二安装支座、旋转夹持机构、固定夹持机构、高低温箱、扭矩传感器、伺服电机、第一联轴器和第二联轴器；

高低温箱安装在测试台架上；

固定夹持机构安装在高低温箱内，旋转夹持机构通过第一联轴器与扭矩传感器的测试端连接；其中，封口装置测试件通过所述固定夹持机构和旋转夹持机构进行夹持；

第一安装支座和第二安装支座垂直设置在测试台架上；

扭矩传感器和伺服电机分别安装在第一安装支座和第二安装支座上；

扭矩传感器的辅助端通过第二联轴器与伺服电机的输出轴连接；

第一联轴器、扭矩传感器、第二联轴器和伺服电机串联。

在上述高低温微扭矩测试装置中，还包括：控制及数据采集系统；

控制及数据采集系统，用于驱动伺服电机旋转，使通过第一联轴器、扭矩传感器和第二联轴器与伺服电机串联的旋转夹持机构从0度开始旋转，并保持设定时间；以及，对扭矩传感器的输出数据进行采集，得到封口装置测试件的微扭矩测试结果。

在上述高低温微扭矩测试装置中，还包括：由电热丝和低温冷却液构成的温度调节装置；

温度调节装置，用于对高低温箱的箱体内温度的调节。

在上述高低温微扭矩测试装置中，封口装置测试件为高弹性合金开式结构8字型构型。

相应的，本发明还公开了一种高低温微扭矩测试方法，包括：

将封口装置测试件的顶端通过固定夹持机构进行夹持，以使封口装置测试件位于高低温箱内；以及，将封口装置测试件的底部通过旋转夹持机构进行夹持；

启动控制及数据采集系统，通过控制及数据采集系统驱动伺服电机旋转，使通过第一联轴器、扭矩传感器和第二联轴器与伺服电机串联的旋转夹持机构从0度开始旋转，并保持设定时间；