[发明专利]空间站出舱舱门压差条件下开关性能测试系统及方法

说明书

本发明公开了一种空间站出舱舱门压差条件下的开关性能测试系统，包括舱体模拟单元和开关性能测试单元；所述舱体模拟单元包括两个真空模拟舱、模拟门框及压力控制系统，模拟门框设置在两真空模拟舱的连接位置并进行分隔，分别模拟出舱舱门内外两侧空间，控制其压力；开关性能测试单元包括转动手柄开启机构，手柄开启机构和助力手柄转动机构、机构驱动测试系统和控制系统，控制系统与机构驱动测试系统进行交互，控制三个机构运动，测试出舱舱门的开关性能参数。同时也公开了一种开关性能测试方法。本发明可测试舱门在不同压差条件下，舱门开关性能参数的变化，真实模拟舱门在轨期间可能遇到的各种情况，降低航天员在轨进行出舱活动的风险。

技术领域

本发明属于空间站出舱舱门性能的测试技术领域，具体来说，本发明涉及一种出舱舱门在热、压差环境下的测量系统以及利用该系统进行空间站出舱舱门压差约2至3kPa条件下开关性能的测试方法。

背景技术

在我国首次空间出舱活动过程中，发生因舱体出舱舱门内外两侧存在残余压差，导致航天员开启出舱舱门非常吃力的问题。为此，空间站出舱舱门新增加了助力手柄装置，用于辅助航天员在存在残余压差条件下顺利开启出舱舱门，并按计划完成出舱活动。

目前，评价空间站出舱舱门的开关性能开启过程、操作力等变化情况所采用的测量方法，是将出舱舱门分别放入模拟空间热真空环境中，经过一段时间考核后，使用开关机构，测量其开关性能操作时间、力学参数，这样就得到了出舱舱门开关性能参数随环境考核时间强度变换的关系。但是，上述现有的模拟空间热真空环境下出舱舱门开关性能测试系统和方法，不能在出舱舱门内外侧存在压差的情况下，开启出舱舱门，无法测试助力装置设计的有效性。

因此，有必要寻求一种能真实反映出舱舱门压差条件下开关性能的测试系统和测试方法。

发明内容

本发明的目的在于克服过去测试方法在真空压差条件下不能测试出舱舱门开关性能的缺点，从而提出一种在设定压差条件下出舱舱门开关性能的测试方法，该测试方法可在空间环境模拟条件下舱门开关性能测试过程中进行应用，并可直接测出舱舱门在此条件下开启功能和力学性能，直接验证了出舱舱门助力手柄装置设计的有效性。

本发明的另一目的在于提供一种压差条件下空间站出舱舱门开关性能的测试系统，该系统可以准确、可靠地测量出出舱舱门在不同压差条件下开关性能的变化情况。

为了实现上述目的，本发明采用了如下的技术解决方案：

本发明的空间站出舱舱门压差条件下的开关性能测试系统，主要包括舱体模拟单元和开关性能测试单元；所述舱体模拟单元包括两个真空模拟舱、模拟门框及压力控制系统，模拟门框设置在两个真空模拟舱的连接位置，将出舱舱门安装在模拟门框上后，将2个真空舱分隔，分别用于模拟出舱舱门内、外两侧空间，再由压力控制系统分别控制两个真空舱的压力；所述开关性能测试单元包括转动手柄开启机构，手柄开启机构和助力手柄转动机构、机构驱动测试系统和控制系统，控制系统与机构驱动测试系统进行交互，控制上述三个机构按设定顺序和方式运动，开启和关闭出舱舱门，同时测试出舱舱门的开关性能参数。

进一步地，所述两个真空模拟舱分别拥有一个相同的压力控制系统，包括抽真空系统、加压系统和压力测试系统，用于精确控制两个真空模拟舱的压力，形成要求的出舱舱门内外侧压差条件。

进一步地，所述转动手柄开启机构，手柄开启机构和助力手柄转动机构均采用真空电机，在热真空环境下能正常工作。

进一步地，所述助力手柄转动机构驱动出舱舱门助力手柄按要求转动，利用其助力丝杠将出舱舱门顶开预设距离，完成舱门内侧向外侧泄压，以便后续进行舱门开启操作。

进一步地，所述控制系统用于控制驱动测试系统进行测试，并且处理测试系统采集的测量信号，再将测试结果在控制界面进行呈现。