[发明专利]一种对称钟摆式微推力测量装置

说明书

本发明公开了一种对称钟摆式微推力测量装置，包括：第一支撑架、第二支撑架、第一轴承、第二轴承、支撑棒、第一轴承盖、第二轴承盖、第一摆臂、第二摆臂、第一底盘、第二底盘、第一连接件、第二连接件和高速摄影仪。本发明具有结构简单，计算简洁，系统误差小，抗环境干扰能力强，测量准确度高，适用于推重比小的推力器的推力测量的特点。

技术领域

本发明属于微小卫星技术领域，尤其涉及一种对称钟摆式微推力测量装置。

背景技术

微小卫星具有研制周期短、质量小、成本低等特点，国内外都已致力于微小卫星的发射和组网，为了实现微小卫星的姿轨控制和使用结束后的离轨，需对微小卫星用推力器的微推力进行测量。精确测量微小推力一方面要解决推力器推重比非常小的问题，如公斤级别的推力器产生的推力为毫牛级，另一方面要减弱环境对测量结果的影响，比如空气流动或人员走动引起的地面振动等，都可将微小的推力淹没。

专利CN 107091705 A披露了一种单摆微推力测量装置和一种三丝扭摆微推力测量装置，在保持重力方向和微推力方向垂直的状态下，通过机械平衡原理，将微推力物理量转化为位移的物理量，解决了由于推力和重力在同一个方向或对推进器的质量变化敏感等因素而导致的测量误差大的问题，但当推力器重量很大而推力很小时，则微推力物理量仅能转化为很微小的位移，很难被位移探测器精确探测，因此不适用于推重比小的推力器的推力测量。

专利CN 106895936 A披露了一种精度可调的扭摆式微推力测试装置，通过调节扭摆摆臂的长度实现待测推力装置的装载测试，具有体积小，测量带宽大，精度高的特点，但对于质量较大的推力器，扭摆的摆臂易发生弯曲，加大挠性轴的摩擦，因此其适用的推力器重量受限。

专利CN 104535256 B披露了一种微推力测量装置，通过靶安装块使得整个测量装置实现一体化，甚至可在测量过程中连续自动调整。但其位移传感器与靶安装块接触，易受环境振动引入干扰，测量精度不高。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种对称钟摆式微推力测量装置，具有结构简单，计算简洁，系统误差小，抗环境干扰能力强，测量准确度高，适用于推重比小的推力器的推力测量的特点。

本发明目的通过以下技术方案予以实现：一种对称钟摆式微推力测量装置，包括：第一支撑架、第二支撑架、第一轴承、第二轴承、支撑棒、第一轴承盖、第二轴承盖、第一摆臂、第二摆臂、第一底盘、第二底盘、第一连接件、第二连接件和高速摄影仪；其中，所述第一轴承通过所述第一轴承盖与所述第一支撑架的顶端相连接，所述第二轴承通过所述第二轴承盖与所述第二支撑架的顶端相连接；所述支撑棒的一端穿过第一摆臂与所述第一轴承相连接，所述支撑棒的一端与第一摆臂固定连接；所述支撑棒的另一端穿过第二摆臂与所述第二轴承相连接，所述支撑棒的另一端与第二摆臂固定连接；所述第一底盘的两个顶角通过第一连接件与第一摆臂的一端相连接，所述第一底盘的其余两个顶角通过第一连接件与第二摆臂的一端相连接；所述第二底盘的两个顶角通过第二连接件与第一摆臂的另一端相连接，所述第二底盘的其余两个顶角通过第二连接件与第二摆臂的另一端相连接；所述第一底盘设置推力器，所述第二底盘设置配重物体；所述高速摄影仪在第一支撑架一侧，镜头与支撑棒成一条直线；推力器工作时驱动第一摆臂和第二摆臂偏转，带动支撑棒转动，高速摄影仪拍摄记录支撑棒端面的预设方向标记，通过图像处理获得摆臂的摆动角，根据推力器和配重物体的重量差、摆臂的摆动角得到推力器的推力。

上述对称钟摆式微推力测量装置中，所述第一支撑架和所述第二支撑架结构相等，均为梯形支架，所述第一支撑架和所述第二支撑架的底端均与防震平台采用螺丝固定连接。

上述对称钟摆式微推力测量装置中，所述第一支撑架的顶端开设有第一凹槽，所述第一轴承设置于第一凹槽内。

上述对称钟摆式微推力测量装置中，所述第二支撑架的顶端开设有第二凹槽，所述第二轴承设置于第二凹槽内。