[发明专利]一种空间展开机构锁定撞击力测试系统

说明书

技术领域

本发明涉及航天飞行器技术领域，特别涉及一种用于航天器空间展开机构展开过程中的锁定撞击力的测试系统。 

背景技术

目前，航天飞行器上的空间展开机构如天线展开机构、太阳翼展开机构等由于受限于运载火箭空间包络限制，在发射段需收拢并压紧安装在航天器本体上，航天飞行器入轨后再解锁展开。空间展开机构在展开锁定过程中由于受运动状态的突然改变会产生很强的动态力学载荷，尤其是在空间展开机构与航天飞行器本体连接点和空间展开机构本身的铰链展开锁定机构附近。 

虽然目前的一些虚拟仿真手段可以分析空间展开机构在展开过程中的锁定撞击力，但是分析结果往往误差很大，这给空间展开机构的强度计算带来输入条件的不确定性问题和风险，同时对空间展开机构本身的结构与机构轻量化设计带来难题。 

目前没有发现同本发明类似技术的说明或报道，也尚未收集到国内外类似的资料。 

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提供了一种空间展开机构锁定撞击力测试系统。本发明通过以下技术方案实现： 

一种空间展开机构锁定撞击力测试系统，用以对一空间展开机构进行锁定撞击力测试，包括： 

安装结构，包括第一部分和第二部分，第一部分与一航天飞行器本体模拟墙固支连接，第二部分与空间展开机构刚性连接； 

六维力/力矩测量组件，连接在第一部分和第二部分之间，用以检测空间展开机构在展开锁定撞击过程中的力和力矩的大小、方向； 

三向加速度传感器，连接空间展开机构，用以检测空间展开机构在展开锁定撞击过程中在三个方向上的加速度； 

角速度传感器，连接空间展开机构，用以检测空间展开机构在展开锁定撞击过程中的角速度； 

数据采集与分析系统，连接六维力/力矩测量组件、三向加速度传感器以及角速度传感器，用以根据六维力/力矩测量组件检测得到的数据，直接解算空间展开机构的锁定撞击力；或者，根据三向加速度传感器以及角速度传感器检测得到的数据，间接解算空间展开机构的锁定撞击力。 

较佳的，六维力/力矩测量组件包括若干三向力传感器，用以检测三个方向上的力，通过三个方向的力来解算出三个方向的力矩，再通过数据采集与分系统获取六个方向的力元素，实现空间展开机构锁定撞击力的直接测量。 

较佳的，根据三向加速度传感器以及角速度传感器检测得到的数据，间接解算空间展开机构的锁定撞击力包括： 

通过激振器或锤击使三向加速度传感器检测到加速度，再通过数据采集与分析系统获取空间展开机构的模态响应传递函数和动态响应传递函数，从而解算出锁定撞击力。 

较佳的，数据采集与分析系统根据角速度传感器检测得到的角速度，通过时域响应曲线对比确认空间展开机构的锁定撞击时刻。 

较佳的，还包括： 

数据采集前端，连接六维力/力矩测量组件、三向加速度传感器以及角速度传感器，用以记录六维力/力矩测量组件、三向加速度传感器以及角速度传感器检测到的数据，并将所记录的数据通过TCP/IP协议传输至数据采集与分析系统。 

较佳的，三向加速度传感器连接于空间展开机构铰链机构锁定撞击点。 

本发明提供的一种空间展开机构锁定撞击力测试系统，其工作过程简单、快速、有效，解决了空间展开机构在展开锁定工程中的锁定撞击力测试问题。 

附图说明

图1所示的是本发明实施例的安装结构示意图； 

图2所示的是本发明实施例的连接结构示意图； 

图3-6分别所示的是本发明实施例中六维力/力矩测量组件与安装结构的连接示意图的正视图、俯视图、仰视图、侧视图； 

图7-9分别所示的是本发明实施例中六维力/力矩测量组件的正视图、俯视图、侧视图； 

图10、11所示的是本发明实施例中六维力/力矩测量组件的原理图； 

图12所示的是本发明实施例中三向加速度传感器以及角速度传感器的连接示意图。 

具体实施方式

以下将结合本发明的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述和讨论，显然，这里所描述的仅仅是本发明的一部分实例，并不是全部的实例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。 

为了便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以具体实施例为例作进一步的解释说明，且各个实施例不构成对本发明实施例的限定。