[发明专利]用于模拟失重的称重气浮装置

说明书

本发明公开了一种用于模拟失重的称重气浮装置，包括上部气浮垫、密封圈、下部进气块及三片应变片。所述上部气浮垫上方开有节流孔，下方开有供气孔。所述下部进气块上方开有与上部气浮垫相同的供气孔，下方开有与供气孔相连的进气口。所述上部气浮垫与下部进气块通过螺钉连接，连接部分装有密封圈，用于防止供气孔漏气。三片应变片均安装于下部进气块上，其中两片竖直对称布置于下部进气块表面，另一片横向布置于下部进气块表面。本发明通过使用应变片可精准得到气浮垫上方配重质量，通过高度调节机构调节配重重心高度，使得配重中心高度和铰链机构等高，配重处于失重状态，可有效避免配重在铰链机构上施加激振方向之外的力。

技术领域

本发明涉及用于模拟失重的称重气浮装置领域，更具体的说，尤其涉及一种用于模拟失重的称重气浮装置。

背景技术

由于受运载空间的限制，太阳电池阵在发射前全部是以折叠形式存放在整流罩中，待航天器被送入太空后展开并锁定，为航天器提供正常工作的能源需求。铰链作为太阳电池阵展开过程中的关键机构，其动态性能及其重要。目前太阳电池阵铰链机构动刚度测试装置中用于模拟配重失重的方法有悬吊法及气浮法两种。悬吊法由于其悬挂系统固有频率较高，无法用于部分固有频率较低的铰链机构的动刚度测试；而气浮法则存在失重情况难以模拟的问题，极易在铰链机构中引入额外力，影响动刚度测试结果。

发明内容

本发明的目的在于解决上述太阳电池阵铰链机构动刚度测试装置中气浮法模拟配重失重中失重情况难以模拟的问题，提出了一种用于模拟失重的称重气浮装置，用于模拟配重失重环境，并保证配重重心始终与铰链等高，避免在动刚度测试过程中对铰链机构引入额外力，影响其测试结果。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：一种用于模拟失重的称重气浮装置，包括上部气浮垫、密封圈、下部进气块及三片应变片。所述上部气浮垫上方开有节流孔，下方开有供气孔。所述下部进气块上方开有与上部气浮垫相同的供气孔，下方开有与供气孔相连的进气口。所述上部气浮垫与下部进气块通过螺钉连接，上部气浮垫与下部进气块的连接部分装有用于防止供气孔漏气的密封圈。三片应变片均安装于下部进气块上，其中两片竖直对称布置于下部进气块表面，另一片横向布置于下部进气块表面。

进一步的，所述上部气浮垫下方供气孔、密封圈、下部进气块上方供气孔可形成一个完整供气孔，供气孔由下部进气块下方进气口进气，经上部气浮垫节流孔后在气浮垫表面形成气膜，用于承载配重。

进一步的，在所述上部气浮垫表面节流孔附近开有均压槽，用于提高气膜承载能力及耐冲击能力。

进一步的，所述三片应变片中竖直对称布置的两片可测量气浮垫上方配重质量，两片应变片可构成差动式，提高测量灵敏度；横向布置的单片应变片将用于测量过程中的温度补偿。

本发明所述用于模拟配重失重的称重气浮装置将用于太阳电池阵铰链机构动刚度测试装置。所述太阳电池阵铰链机构动刚度测试装置主要包括T型槽平台、铰链刚性墙、铰链安装法兰、铰链、配重、气浮装置、激振器、激振器刚性墙、激光位移传感器、力传感器和加速度传感器。铰链刚性墙通过T型槽平台的T型槽安装在平台上方左侧，铰链刚性墙右侧固定连接铰链安装法兰，通过铰链安装法兰上的安装孔固定连接铰链(板间铰链或根部铰链)。激振器刚性墙也通过T型槽平台的T型槽安装在平台上方右侧，激振器刚性墙左侧固定连接激振器及相关组件，激振器一端连接力传感器。配重一侧与铰链连接，另一侧与力传感器连接，在配重下方配有气浮装置，用于平衡配重质量，防止其在铰链上施加激振方向之外的力。激光位移传感器安装在磁力座上，磁力座放置到平板上面某一合适位置后，通过调节磁力座上的调节杆调节激光位移传感器的工作位置。加速度传感器安装在铰链上。整个装置可通过激光位移传感器或加速度传感器完成动刚度测试。

本发明所述用于模拟配重失重的称重气浮装置将替代太阳电池阵铰链机构动刚度测试装置中的气浮装置，具体方法如下：通过T型槽平台的T型槽安装气浮装置高度调节机构，将四个用于模拟配重失重的称重气浮装置安装在高度调节机构上，利用四个气浮装置形成的气膜承载配重。