[实用新型]拉丝约束的微牛顿推力测试台装置

说明书

本实用新型涉及弱力测量技术领域，具体涉及一种拉丝约束的微牛顿推力测试台装置。所述测试台装置包括：安装框架、台体、待测试微推进器、拉丝约束组件和测微器。本实用新型的拉丝约束的微牛顿推力测试台装置通过至少一个拉丝约束组件对台体进行自由度约束，拉丝约束组件包括一个施力调节件和至少三根第一拉丝，施力调节件为第一拉丝提供张力，并且施力调节件通过自身的施力大小的调节和台体的细微转动来维持拉丝约束组件的弹性结构的张力近似不变，实现台体沿其轴向平动为柔性自由度，台体的其余四个自由度被拉丝的张力约束，降低了台体及微推进器的重力和地面振动对推力测试的影响。

技术领域

本实用新型涉及弱力测量技术领域，具体涉及一种拉丝约束的微牛顿推力测试台装置。

背景技术

分辨率在微牛顿量级及更高精度的微推进器在高精度太空实验中有重要应用。在高精度的深空探测、空间卫星编队飞行等空间任务中，对卫星的姿态控制和轨道控制的精度要求越来越高，而控制的执行器即是高精度空间微推进器，它是空间任务极其重要的组成部分，其性能也决定了空间任务的执行质量甚至成败。另外，空间引力波探测计划、卫星重力场测量、空间等效原理检验、空间微重力隔振等项目中，还需要用微推进器对卫星或局部载荷受到的非引力扰动进行实时补偿，进行所谓的无拖曳控制。

而地面性能评估测试和精度标定是微推进器发展的必由之路，也是其空间应用的前提条件之一。

应用于空间任务的高精度微推进器的地面测试是一件困难的事情。主要原因在于：地面测试无法避免地表重力加速度g₀的影响，对于微推进器而言(通常质量在公斤量级)，所受到的重力是地面测试中不可避免的背景力，而需要测试的微弱推力仅为其重力的10⁶～10⁸分之一。另外，普通实验室地面的地表震动噪声(seismic noise)可以达到10^-5m/s²甚至更大，也是亚微牛顿精度的微推力测试和标定的主要限制因素之一。

为此，国际上十数个课题组对高精度微推力的测试进行了长期探索和研究，形成了单摆、扭摆、扭秤、倒摆等不同的精巧的机械敏感结构，微推力作用在敏感结构上引起线(角)位移的变化并进行测量，构成了各具特色的地面测试系统。这些技术的发展极大的促进了高精度微推进器的发展(A.J.Jamison,A.D. Ketsdever and E.P.Muntz,AccurateMeasurement of Nano-Newton Thrust for Micropropulsion System Characterization[C],EPC-01-236,2001,Californica,USA； S.Rocca,C.Menon and D.Nicolini,FEEPmicro-thrust balance characterization and testing[J],Meas.Sci.Technol.2006,17:711-718；杨元侠，微牛顿量级推进器的推力性能研究[D]，博士论文，华中科技大学图书馆，2012)。然而，这些方案的不足也是明显的：(1)测量频率响应慢，难以准确测定推力快速变化的过程； (2)部分方案中，弹性结构的自身重力引起了附加的测试刚度，限制了测试的灵敏度；(3)测试台的调节过程较复杂，更换不同的待测微推时效率较低。鉴于此，克服以上现有技术中的不足，提供一种新的能够模拟太空环境的测试台装置成为本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

本实用新型的目的在于针对现有技术的上述不足，提供一种拉丝约束的微牛顿推力测试台装置。

本实用新型的目的可通过以下的技术措施来实现：

本实用新型提供了一种拉丝约束的微牛顿推力测试台装置，所述装置包括：

安装框架；

设于所述安装框架上的具有容纳腔的台体，所述容纳腔沿所述台体的轴向延伸；

设于所述台体容纳腔内的微推进器；以及