[发明专利]仿形多自由度运行机构及舱外航天服头盔综合测试方法

说明书

本发明涉及仿形多自由度运行机构及舱外航天服头盔综合测试方法，实现9自由度的空间仿形运动，在搭载配套不同小型光学仪器的基础上，不仅可实现对舱外服头盔面窗曲面形状进行空间仿形及采集点的信息采集，还可实现对舱外服头盔面窗光学性能、面窗应力水平的测试，具有运行精度高、重复定位性好、操作简单等特点。采用主从式的架构分别安装接收光学仪器和发射光学仪器，便于保持二者的相对位置，便于控制同轴。

技术领域

本发明涉及载人航天技术领域，尤其涉及仿形多自由度运行机构及舱外航天服头盔综合测试方法。

背景技术

舱外航天服是航天员进行空间出舱任务时的必备装备，而头盔作为舱外航天服的重要组成部分，在空间极端高低温、真空、辐照等恶劣环境下集压力防护、视觉防护、热防护、视觉工效保障等多种功能于一体，压力防护性能是舱外头盔的首要防护功能，视觉防护和视觉工效保障功能是舱外头盔独有的特殊防护功能。

舱外服头盔主体形状为类似半球形的大拉深容腔，左右颞侧稍扁、竖直方向稍长，由金属压力盔壳与压力面窗共同构成，压力面窗外部安装有防护面窗、滤光面窗等功能面窗，使得头盔整体为多层面窗结构。

舱外航天服具有长寿命、高可靠性、操作精细化、高频出舱等要求，头盔面窗既是主承压结构，又是服内航天员用眼直接观察外界的唯一窗口，因此，地面测试过程中，头盔面窗的光学性能、面窗应力水平是测试考核重点。“舱外航天服头盔综合测试用空间仿形多自由度运行机构”解决了舱外航天服工程研制过程中的测试难题，对产品质量保障等起到了不可或缺作用。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供仿形多自由度运行机构及舱外航天服头盔综合测试方法，实现9自由度的空间仿形运动，在搭载配套不同小型光学仪器的基础上，不仅可实现对舱外服头盔面窗曲面形状进行空间仿形及采集点的信息采集，还可实现对舱外服头盔面窗光学性能、面窗应力水平的测试，具有运行精度高、重复定位性好、操作简单等特点。

为达到上述目的，本发明提供了一种舱外航天服头盔综合测试用仿形多自由度运行机构，包括第一方向运行模组、第二方向运行模组、竖直轴旋转模组、主动柱架、从动柱架以及中央控制处理单元；

所述第一方向运行模组和所述第二方向运行模组，分别驱动所述竖直轴旋转模组沿水平Y轴方向移动和水平X轴方向移动；

所述竖直轴旋转模组的输出轴竖直设置，驱动所述主动柱架以输出轴轴线为竖直Z轴旋转，并带动所述主动柱架水平X轴和Y轴方向移动；

所述从动柱架通过其下底部横向支架固定至所述主动柱架的下部，且平行于所述主动柱架并随所述主动柱架同步运动；

所述从动柱架安装发射载台，在驱动下，发射载台能够沿从动柱架上下直线移动，并能够以其在从动柱架的安装轴为旋转轴旋转；所述发射载台安装发射光学仪器，在驱动下，发射光学仪器能够沿发射载台长方向做直线进给移动；

所述主动柱架安装接收载台，在驱动下，接收载台能够沿主动柱架上下直线移动，并能够以其在主动柱架的安装轴为旋转轴旋转；所述接收载台安装接收光学仪器及测距传感器，所述测距传感器在驱动下能够沿接收载台长方向作直线进给移动；所述接收光学仪器接收所述发射光学仪器发射的穿过舱外航天服头盔的光线；

所述中央控制处理单元，控制第一方向运行模组、第二方向运行模组、竖直轴旋转模组、接收载台以及发射载台，以调整发射光学仪器、接收光学仪器及测距传感器位置。

进一步地，所述第一方向运行模组，包括第一伺服电机、第一滚珠丝杆、第一行星减速机以及第一滑动载台；

所述第一滚珠丝杆沿Y轴方向固定在底座上，所述第一伺服电机通过所述第一行星减速机驱动所述第一滚珠丝杆旋转；

所述底座设置两根轨道，对称设置在所述第一滚珠丝杆两侧；