CN105253333A - 用于航天产品地面失重状态模拟的低刚度柔性悬吊装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于航天产品地面失重状态模拟的低刚度柔性悬吊装置，主要由悬挂桁架、转接框、手拉葫芦、弹力绳和传感器组成，通过多个吊点悬挂来实现产品的失重状态模拟，每个吊点可独立调节悬吊力，利用弹力绳的机械特性来调节悬吊系统的固有频率。本发明可实现被测产品的微重力状态模拟，悬吊数量没有限制，每个悬吊点可独立、无级调节悬吊力，悬吊力可长期保持稳定，并可实现被测产品的柔性悬吊，且悬吊系统固有频率可根据需要调整，能够有效隔绝外界振源对被测产品的扰动。

Description

用于航天产品地面失重状态模拟的低刚度柔性悬吊装置

技术领域

本发明涉及失重状态模拟领域，具体地，涉及一种用于航天产品地面失重状态模拟的低刚度柔性悬吊装置。

背景技术

航天产品在进行一些地面测试项目时，往往需要模拟失重状态才能实现，如活动部件解锁、指向精度测量、微振动测试等，特别是高精度有效载荷的微振动测试，除了需要模拟失重状态外，还要求卸载装置本身有较低的固有频率以隔绝外界振源的影响，同时避免与隔振装置发生耦合作用，在这种情况下，常规的气浮平台、刚性悬挂、氦气球等卸载装置均不能满足要求。

因此，有必要设计一种用于航天产品地面失重状态模拟的低刚度柔性悬吊装置。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种用于航天产品地面失重状态模拟的低刚度柔性悬吊装置。

根据本发明提供的一种用于航天产品地面失重状态模拟的低刚度柔性悬吊装置，包括悬挂桁架、转接框、手拉葫芦、弹力绳、传感器；

悬挂桁架连接转接框；

手拉葫芦安装于转接框；

弹力绳与手拉葫芦之间可拆卸连接；

传感器连接弹力绳的下端。

优选地，所述的悬挂桁架主要由多个带螺纹孔的球型接头和带螺接头的杆件螺纹连接拼接组成；所述的转接框与悬挂桁架通过球型接头上的螺孔连接；转接框上的悬挂点的位置设置有手拉葫芦的安装接口，手拉葫芦安装于该安装接口；所述转接框上的多个悬挂点均安装有一台手拉葫芦；弹力绳的内部为多股并联的橡皮筋，弹力绳的外层为弹性织物，弹力绳两头通过金属压头制成环状。

优选地，所述悬挂桁架的球型接头间距为800mm，悬挂桁架的内包络尺寸为长6500mm×宽4000mm×高8300mm；所述转接框采用异性铝型材拼接而成；所述手拉葫芦额定承载500kg，减速比1:20，有效升降高度>2000mm；所述弹力绳直径为Φ10mm，长度为4000mm，最大承载70kg，拉伸比>270％；其中，每根弹力绳对折后作为1股使用，或者在中间部位打结，连接打接处和一个端头作为半股使用；所述传感器采用最大承载100kg、测量精度50g的力传感器，传感器两端分别通过卸扣与弹力绳、被测产品连接。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明可实现被测产品的微重力状态模拟，悬吊数量没有限制，每个悬吊点可独立、无级调节悬吊力，悬吊力可长期保持稳定。

2、本发明可实现被测产品的柔性悬吊，且悬吊系统固有频率可根据需要调整，能够有效隔绝外界振源对被测产品的扰动。

3、本发明了实现被测产品悬吊状态下的姿态微调和升降操作，除微重力状态模拟外，还可用于被测产品的高精度对接、指向精度测量等用途。

4、本发明构造简单，制造方便，可通过简单的适应性修改满足不同产品，不同工作环境下的使用需求。

5、本发明通过多个吊点悬挂来实现产品的失重状态模拟，每个吊点可独立调节悬吊力，利用弹力绳的机械特性来调节悬吊系统的固有频率。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1是本发明的组成结构图。

图2是本发明的转接框和手拉葫芦的组成结构图

图3是本发明的使用时的组装示意图。

1-悬挂桁架

2-转接框

3-手拉葫芦

4-弹力绳

5-传感器

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

本发明涉及一种用于航天产品地面失重状态模拟的低刚度柔性悬吊装置，主要由悬挂桁架、转接框、手拉葫芦、弹力绳以及传感器组成，通过多个吊点悬挂来实现产品的失重状态模拟，采用弹力绳作为吊绳，每个吊点可独立调节悬吊力，利用弹力绳的机械特性来调节悬吊系统的固有频率。

所述用于航天产品地面失重状态模拟的低刚度柔性悬吊装置主要由以下组件组成：悬挂桁架1、转接框2、手拉葫芦3、弹力绳4、传感器5。

所述的悬挂桁架1由多个带螺纹孔的球型接头和带螺接头的杆件拼接组成。

所述的转接框2与悬挂桁架1通过球型接头上的螺孔连接。转接框2上对应悬挂点的位置有手拉葫芦3的安装接口。

所述的手拉葫芦3是一种常规的起重工具，可通过手拉葫芦3上调节索的正向或反向拖拽实现手拉葫芦3吊索的升降。

所述转接框2上的每个悬挂点安装有一台手拉葫芦3。

所述弹力绳4是一种具有弹性的吊绳，内部为多股并联的橡皮筋，外层为弹性织物，弹力绳两头通过金属压头制成环状。弹力绳4与手拉葫芦3之间通过普通卸扣连接。根据每个悬吊点承载的不同，可以选择单股弹力绳4悬挂或多股弹力绳4并联悬挂。

所述传感器5是一种普通的力传感器，可测量传感器两端受到的拉力或压力。传感器5两端分别通过普通卸扣与弹力绳4和被测产品连接。

所述的用于航天产品地面失重状态模拟的低刚度柔性悬吊装置各悬吊点的悬吊力根据被测产品的重量、质心位置和悬吊点位置确定，悬吊系统的固有频率理论值如下：

其中，f垂直表示垂直方向的固有频率，f水平表示水平方向的固有频率，g表示重力加速度，L为被测产品的总悬挂高度，ΔL为弹力绳伸长量。

如附图1所示，本发明提供的一种用于航天产品地面失重状态模拟的低刚度柔性悬吊装置，主要由1件悬挂桁架1、1件转接框2、4件手拉葫芦3、4组弹力绳4、4件传感器5及相应的紧固件、卸扣组成。

下面对本实施例的各组件的具体组成、使用方法和测试结果进行说明：

所述的悬挂桁架1由球型接头和螺纹杆件拼接组成，球型接头间距为800mm，悬挂桁架的内包络尺寸为6500mm长×4000宽×8300mm高。

所述的转接框2采用异性铝型材拼接而成，与悬挂桁架1通过球型接头上的螺孔连接。转接框2上对应悬挂点的位置有4个手拉葫芦3的安装接口。

所述的手拉葫芦3选用，额定承载500kg，减速比1:20，有效升降高度>2000mm。转接框2上的每个悬挂点安装有1台手拉葫芦3。

所述弹力绳4直径为Φ10mm，长度为4000mm，最大承载70kg，拉伸比>270％。每根弹力绳对折后作为1股使用；或者在中间部位打结，连接打接处和一个端头，作为半股使用。

所述传感器5采用最大承载100kg，测量精度50g的力传感器。传感器5两端分别通过普通卸扣与弹力绳4和被测产品连接。

下面对本发明的使用方法进行说明，具体如下：

步骤1：根据被测产品的重力、质心位置和吊点位置分配每个吊点的悬吊力。并根

据吊点悬吊力、弹力绳机械特性和固有频率要求选择每个吊点的弹力绳股数。

步骤2：按照图1所示组装悬挂桁架1、转接框2、手拉葫芦3、弹力绳4、传感器5。

步骤3：传感器置零。

步骤4：操纵手拉葫芦使悬吊绳降下，与被测产品连接。

步骤5：操作手拉葫芦给每个吊点施加预定悬吊力，使被测产品被吊起。

步骤6：通过手拉葫芦微调水平。

步骤7：静止30min，待弹力绳蠕变稳定。

步骤8：通过手拉葫芦复调水平。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (3)

1.一种用于航天产品地面失重状态模拟的低刚度柔性悬吊装置，其特征在于，包括悬挂桁架、转接框、手拉葫芦、弹力绳、传感器；

悬挂桁架连接转接框；

手拉葫芦安装于转接框；

弹力绳与手拉葫芦之间可拆卸连接；

传感器连接弹力绳的下端。

2.根据权利要求1所述的用于航天产品地面失重状态模拟的低刚度柔性悬吊装置，其特征在于，所述的悬挂桁架主要由多个带螺纹孔的球型接头和带螺接头的杆件螺纹连接拼接组成；所述的转接框与悬挂桁架通过球型接头上的螺孔连接；转接框上的悬挂点的位置设置有手拉葫芦的安装接口，手拉葫芦安装于该安装接口；所述转接框上的多个悬挂点均安装有一台手拉葫芦；弹力绳的内部为多股并联的橡皮筋，弹力绳的外层为弹性织物，弹力绳两头通过金属压头制成环状。

3.根据权利要求1所述的用于航天产品地面失重状态模拟的低刚度柔性悬吊装置，其特征在于，所述悬挂桁架的球型接头间距为800mm，悬挂桁架的内包络尺寸为长6500mm×宽4000mm×高8300mm；所述转接框采用异性铝型材拼接而成；所述手拉葫芦额定承载500kg，减速比1:20，有效升降高度>2000mm；所述弹力绳直径为Φ10mm，长度为4000mm，最大承载70kg，拉伸比>270％；其中，每根弹力绳对折后作为1股使用，或者在中间部位打结，连接打接处和一个端头作为半股使用；所述传感器采用最大承载100kg、测量精度50g的力传感器，传感器两端分别通过卸扣与弹力绳、被测产品连接。