[发明专利]一种舱门展开力矩自动测量系统

说明书

本发明公开了一种舱门展开力矩自动测量系统，包括：舱门、立柱、测量装置、滑动装置、圆弧导轨、齿条、底板、舱体结构。其中，舱门是测量对象，通过电机限制舱门在极低转速下运动，使其达到准静止状态从而驱动力矩和阻力矩平衡，力传感器位置与力作用方向与舱门的相对位置保持固定，由此可以保证力臂保持设计值不变，同时使用力传感器实时监测维持舱门转动力矩平衡所需力大小，再计算出对应力矩大小。根据力矩平衡原理，通过开展舱门自身和舱门安装电缆及管路两个状态测量，即可得到舱门在展开全程不同位置处驱动力矩和阻力矩大小。该测量系统主体部分还能实现与舱门自动脱开并移出舱门展开包络范围，从而保证舱门能随时开展自由展开试验。

技术领域

本发明涉及航空航天、测量及工业自动化领域，具体是一种舱门展开力矩自动测量系统。

背景技术

随着社会的发展，人们对自动化的需求不断提高。在高低温、真空、有毒或水下等特殊工作环境中，人工操作困难甚至无法实现，需要机器设备具备可靠自动动作的功能。某舱体结构的舱门需要在微重力、真空和高低温条件下绕舱门一侧的旋转轴展开。由于舱门与舱体结构之间安装有电缆及管路等设备，会对舱门展开产生阻力矩。由于设备舱门工作环境特殊，且是连续展开动作，无法采用人工方法测量阻力矩。没有舱门展开的阻力矩数据，舱门展开的驱动力矩裕度就无法量化，从而对舱门展开的可靠性评估带来很大难度。因此迫切需要建造一种舱门展开力矩自动测量系统，实现在舱门展开过程中驱动力矩和阻力矩的连续精确测量。目前测量力矩的发明专利很多，但还没有发现针对上述舱门在微重力、真空和高低温条件下连续旋转运动的力矩自动测量系统，也尚未收集到国内类似的资料。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种舱门展开力矩自动测量系统，通过电机限制舱门在极低转速下运动，使其达到准静止状态从而驱动力矩和阻力矩平衡，力传感器位置与力作用方向与舱门的相对位置保持固定，由此可以保证力臂保持设计值不变，同时使用力传感器实时监测维持舱门转动力矩平衡所需力大小，再计算出对应力矩大小。根据力矩平衡原理，通过开展舱门自身和舱门安装电缆及管路两个状态测量，即可得到舱门在展开全程不同位置处驱动力矩和阻力矩大小。该测量系统主体部分还能实现与舱门自动脱开并移出舱门展开包络范围，从而保证舱门能随时开展自由展开试验。该系统测试原理及结构简单，测量精度高，可多次往复测量，适用范围广，可靠性高，具有很好的应用价值。

本发明目的通过以下技术方案予以实现：一种舱门展开力矩自动测量系统，其特征在于，包括：舱门1、测量装置2、立柱3、滑动装置4、圆弧导轨5、齿条6、底板7和舱体结构8；其中，

所述舱门1是测量对象，通过测量装置2测量舱门自身状态和舱门安装电缆及管路状态；

测量装置2安装于立柱3的上端，所述立柱3的下端安装有滑动装置4；所述滑动装置4安装于底板7上，通过底板7上的圆弧导轨5上的齿条6进行移动；实现对舱门展开力矩的自动测量；

舱门自身带有驱动装置，其驱动装置安装在舱体结构上，驱动舱门绕转轴旋转展开；舱门自身带有重力平衡装置，使得舱门能够在重力平衡状态下展开，且该重力平衡装置对舱门展开产生的阻力矩忽略。

优选地，所述测量装置2包括：第一电机201、第一纤维线202、上滑块203、下滑块204、第二纤维线205、力传感器206和Z型支架207；

立柱3顶端加工有短槽，槽内安装有上滑块203和下滑块204，上滑块203置于下滑块204上方；下滑块204通过第一纤维线202同立柱3顶端的电机201相连接，上滑块203与第二纤维线205连接，第二纤维线205与力传感器206连接，力传感器206再与Z型支架207固定；通过力传感器206测量第二纤维线205上的拉力；Z型支架207用于将舱门1测量位置引出到舱门1外侧位置，方便测量装置2的布局。

优选地，测量装置2在测量结束后还可实现与舱门的自动脱开，使得舱门1在高低温环境下直接开展自由展开试验；