[发明专利]空间展开机构关键零部件装配预紧力实时测量系统及方法

说明书

本发明涉及空间展开机构装调技术领域的一种空间展开机构关键零部件装配预紧力实时测量系统及方法。该系统包括：多个垫片式力传感器(3)、多通道数据采集模块(2)和数据处理模块(1)，所述多个垫片式力传感器(3)用于采集设置在所述垫片式力传感器(3)上的连接件的预紧力原始信号；所述多通道数据采集模块(2)用于为所述多个垫片式力传感器(3)提供驱动电压，并对所述预紧力原始信号进行调理、采集，将所述预紧力原始信号转换为可读的预紧力电信号；所述数据处理模块(1)用于对所述预紧力电信号进行数据处理、显示和存储。通过本发明，可实现预紧力的实时监测，从而对预紧力进行精确控制，保证空间展开机构的装配精度和性能。

技术领域

本发明涉及空间展开机构装调技术领域，尤其涉及一种空间展开机构关键零部件装配预紧力实时测量系统及方法。

背景技术

空间展开机构装配过程中，存在非常多螺栓连接预紧的环节。以展开臂装配为例，各关节与臂杆是通过螺栓进行连接。在目前的装配过程中，预紧过程主要通过力矩扳手对螺栓施加一定的扭矩，然而由于螺栓扭-拉关系的不确定性以及人工操作的不稳定性，很难在实际装配过程中实现对预紧力的精确控制。由于装配过程中螺栓预紧力的存在和装配误差的累积，结构内部形成的非均匀应力场使得各零部件发生变形，导致整体结构的装配状态发生变化，从而影响展开臂的装配精度和可靠性。因此，依靠人工经验、缺乏定量控制的螺栓预紧方式已经无法满足空间展开机构关键环节高精度装配的需求。针对现有手段的不足，亟需一种空间展开机构关键零部件装配预紧力实时测量方法。

发明内容

为克服上述现有手段的不足，本发明的目的在于提供一种空间展开机构关键零部件装配预紧力实时测量方法，实现预紧力的实时监测，从而对预紧力进行精确控制，保证空间展开机构的装配精度和性能。

为实现上述发明目的，本发明的技术方案是：

本发明提供一种空间展开机构关键零部件装配预紧力实时测量系统，包括：多个垫片式力传感器、多通道数据采集模块和数据处理模块，所述多个垫片式力传感器用于采集设置在所述垫片式力传感器上的连接件的预紧力原始信号；所述多通道数据采集模块用于为所述多个垫片式力传感器提供驱动电压，并对所述预紧力原始信号进行调理、采集，将所述预紧力原始信号转换为可读的预紧力电信号；所述数据处理模块用于对所述预紧力电信号进行数据处理、显示和存储。

根据本发明的一个方面，所述垫片式力传感器为筒形结构，中间设置有供所述连接件穿过的通孔。

根据本发明的一个方面，当所述通孔的直径大于所述连接件的直径时，在所述通孔内设置衬套，所述衬套的高度低于所述垫片式力传感器的高度。

根据本发明的一个方面，在所述垫片式力传感器四周设置多个应变片，形成平衡电桥。

根据本发明的一个方面，当所述连接件中产生预紧力时，所述平衡电桥失去平衡，所述垫片式力传感器将产生的电信号反馈给所述多通道数据采集模块。

根据本发明的一个方面，在所述垫片式力传感器的两端分别设置抗磨垫圈；

在所述连接件的头部侧设置装配垫圈。

根据本发明的一个方面，所述连接件为螺栓。

本发明还提供一种利用上述空间展开机构关键零部件装配预紧力实时测量系统实现的空间展开机构关键零部件装配预紧力实时测量方法，包括：

a、利用多个垫片式力传感器采集设置在所述垫片式力传感器上的连接件的预紧力原始信号；

b、利用多通道数据采集模块为所述多个垫片式力传感器提供驱动电压，并对所述预紧力原始信号进行调理、采集，将所述预紧力原始信号转换为可读的预紧力信号；

c、利用数据处理模块对所述预紧力信号进行数据处理、显示和存储。