CN106134494B - 一种用于卫星紧缩场综合测试的装置 - Google Patents

Abstract

一种用于卫星紧缩场综合测试的装置，包括天线零重力展开装置支架(1)、天线零重力展开装置(2)、天线展开到位固定装置(3)、L型支架本体(4)和水平运输车(5)。天线零重力展开装置支架(1)将天线零重力展开装置(2)固定在L型支架本体(4)的上部。天线零重力展开装置(2)将卫星天线在零重力状态下展开到位。天线展开到位固定装置(3)固定于L型支架本体(4)的中部，对在零重力状态下展开到位的卫星天线进行固定。L型支架本体(4)用于固定卫星本体并将卫星与紧缩场转台对接。水平运输车(5)位于L型支架本体(4)的底部，用于调节L型支架本体(4)的位置和姿态。本装置结构简单、操作方便，可以实现大型卫星的紧缩场综合测试。

Description

一种用于卫星紧缩场综合测试的装置

技术领域

本发明涉及一种大型卫星的紧缩场综合测试装置。

背景技术

紧缩场(CATR)测试是近代高精度天线和雷达散射截面测量广泛采用的一种测试方式，是保证卫星天线和雷达性能的重要测试过程。紧缩场测试的精度和效率直接关系到卫星研制周期和卫星在轨的通信性能。

我国大型卫星紧缩场综合测试中，卫星质量很大，测试过程中需要对卫星进行固定并对其姿态进行调整，需要对卫星上的天线系统进行零重力展开并固定，由于没有相关的测试装置，卫星姿态调整困难，测试装置刚度不足，导致测试精度低。另外，天线系统零重力展开操作复杂，展开到位后与固定装置的接口对接困难，影响综合测试的效果，测试效率很低。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供了一种适用于大型卫星紧缩场综合测试的地面测试装置。

本发明的技术解决方案是：一种用于卫星紧缩场综合测试的装置，包括天线零重力展开装置支架、天线零重力展开装置、天线展开到位固定装置、L型支架本体和水平运输车；天线零重力展开装置支架将天线零重力展开装置固定在L型支架本体的上部；天线零重力展开装置将卫星天线在零重力状态下展开到位；天线展开到位固定装置固定于L型支架本体的中部，对在零重力状态下展开到位的卫星天线进行固定；L型支架本体用于固定卫星本体并将卫星与紧缩场转台对接；水平运输车位于L型支架本体的底部，用于调节L型支架本体的位置和姿态。

所述的L型支架本体包括吊装组件、铸件和主架结构；吊装组件用于对L型支架本体进行翻转吊装，包括一个顶部吊杆和两个水平吊杆，顶部吊杆固定于L型支架本体竖直方向部分的顶部，水平吊杆固定于L型支架本体水平方向部分的端部；铸件固定于所述顶部吊杆的下方，铸件为中间镶嵌空心圆柱体的长方体结构，所述的空心圆柱体一边通过圆形法兰与卫星固定连接，另一边通过圆形法兰与紧缩场转台固定连接；主架结构为L型结构，竖直方向与铸件固定连接。

所述的天线展开到位固定装置包括天线安装板、弧形导轨、调节框、主梁和立柱；主梁为沿水平方向的长矩形管结构，主梁的一端固定在铸件上，另一端安装了沿水平方向的弧形导轨；立柱竖直放置并可沿水平方向的弧形导轨滑动并到位固定，立柱上安装有沿竖直方向的弧形导轨；调节框可沿竖直方向的弧形导轨相对立柱进行滑动并到位固定，调节框上有T型滑槽，滑槽内预置螺母；天线安装板为有固定卫星天线用接口的矩形板，天线安装板通过螺栓固定在调节框上并可沿T型滑槽上滑动，滑动到位后通过螺栓拧紧固定。

所述的水平运输车包括螺旋升降机、万向脚轮、液压缸、液压缸托架、车架，车架为矩形框架结构，螺旋升降机和万向脚轮均有四个并分别固定在车架的四角，车架与L型支架本体直角弯曲部分的两个角端位置连接，一端通过液压缸与L型支架本体铰接，另一端通过转动轴与L型支架本体形成可转动连接。

所述的天线零重力展开装置包括框架、滑轮、绳索和配重，框架的固定部分固定于天线零重力展开装置支架上，框架的可动部分为可绕固定动部分旋转的三角形框架，三角形框架的角端设有滑轮，绳索绕过滑轮，绳索的两端分别连接卫星天线以及天线同等重量的配重。

所述的天线零重力展开装置支架为直角三角形框架结构，直角三角形斜边的两端均为矩形法兰，分别用于与L型支架本体以及天线零重力展开装置连接。

本发明与现有技术相比的优点在于：

(1)本发明首次采用L型支架结构方式实现了大型卫星的紧缩场综合测试，方便卫星的安装固定、卫星的移动、支撑和卫星姿态的调整，方便天线展开零重力装置的安装和使用；

(2)本发明采用弧形导轨和独特的铝型材组合形成的角度和位移调节结构，需调节的部分在弧形导轨上滑动，可以实现绕轴线的角度调整；需调节的部分可沿铝型材上的凹槽滑动，实现位移调整，提高了综合测试装置角度和位移调节的范围和精度；

(3)本发明在L型支架中采用焊接结构+大型铸件的结构方式，铸件结构合理，在带负载情况下变形较小，提高了综合测试装置的强度和刚度，减轻了综合测试装置的重量，降低了成本；

(4)本发明采用液压驱动+螺旋升降机驱动的姿态调整机构，调整时首先利用液压缸驱动实现姿态的粗调，保证调整的效率，然后采用螺旋升降机驱动实现姿态的精调，保证调整的精度；采用万向脚轮+带球铰底座螺旋升降机的支撑和移动机构，万向脚轮使得综合测试装置在各个工位之间可以灵活移动，带螺旋升降机的支撑和移动机构，既保证了支撑的稳定性，又保证了在高度调整时测试装置不会出现卡死的现象；

本装置实现了大型卫星的紧缩场综合测试，保证了测试过程中对测试装置结构强度、刚度和角度位移调节的需求，解决了大型卫星紧缩场测试中卫星姿态调整操作困难、天线零重力展开复杂的问题，操作方便、简捷，有效地提高了卫星紧缩场综合测试的效率。

附图说明

图1为本发明卫星紧缩场综合测试装置结构示意图；

图2为本发明主架结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明装置包括天线零重力展开装置支架1、天线零重力展开装置2、天线展开到位固定装置3、L型支架本体4和水平运输车5；天线零重力展开装置支架1将天线零重力展开装置2固定在L型支架本体4的上部，天线零重力展开装置2通过螺接方式固定在天线零重力展开装置支架1上；天线零重力展开装置2将卫星天线在零重力状态下展开到位；天线展开到位固定装置3固定于L型支架本体4的中部，对在零重力状态下展开到位的卫星天线进行固定；L型支架本体4用于固定卫星本体并将卫星与紧缩场转台对接；水平运输车5位于L型支架本体4的底部，用于调节L型支架本体4的位置和姿态。

L型支架本体4包括吊装组件41、铸件42和主架结构43，各部分之间采用螺接方式固定。铸件42为长方体且中间镶嵌空心圆柱体结构，材料为ZL205A，抗拉强度不低于470MPa。铸件42上面留有与天线零重力展开装置支架1的螺接接口和吊装组件41的螺接接口，下面留有与主架结构43的螺接接口，左面和右面留有与天线展开到位固定装置3的螺接接口，空心圆柱体的前面通过圆形法兰与卫星螺接，后面通过圆形法兰与紧缩场转台螺接。铸件42在受力较大的前面圆形法兰和后面圆形法兰附近设计了加强筋，提高了铸件及整个综合测试装置的刚度。

吊装组件41包括一个顶部吊杆和两个水平吊杆，顶部吊杆螺接在铸件42上面，水平吊杆螺接在主架结构43两侧。

主架结构43见图2所示，由钢管焊接而成，为L型结构，在L型的竖边和横边上设计了斜梁，以加强刚度。L型横边上端跟铸件45下面通过矩形法兰螺接。L型竖边一端设计一个铰接座，跟运输车5上的液压缸通过铰接头连接；另一端固连了两个圆柱，运输车上对应位置为两个半圆柱的槽，主架结构上的圆柱可卧在圆柱槽内并与槽做相对转动。

铸件42、吊装组件41和主架结构43共同组成L型支架本体，L型结构一方面方便卫星的安装固定，L型支架不会与卫星干涉，另一方面方便卫星的翻转和姿态调整。

天线展开到位固定装置3由主梁34、立柱35、调节框33、弧形导轨32和天线安装板31组成。主梁34为长矩形管结构，一端固定在铸件42上，另一端安装了弧形导轨32，立柱35可在弧形导轨32上滑动并到位固定。立柱35上也安装了弧形导轨32，立柱35上的弧形导轨32轴线和主梁34上的弧形导轨32轴线垂直。调节框33可以沿立柱35上的弧形导轨32相对立柱35进行滑动和到位固定。组成调节框的铝型材上有T型滑槽，滑槽内预置了螺母，天线安装板31通过螺栓固定在铝型材调节框33上。松开螺栓，天线安装板31可以沿调节框上的滑槽滑动，滑动到位后可以将螺栓拧紧固定。天线安装板31为矩形板，上面有固定卫星天线用的接口。

天线零重力展开装置支架1为直角三角形框架结构，斜边的两端均为矩形法兰。下端的矩形法兰与铸件42螺接，上端的矩形法兰用螺栓来固定天线零重力展开装置2。

天线零重力展开装置2框架、滑轮、绳索和配重组成。框架又分为固定部分和可动部分，固定部分正视图为矩形，俯视图为Ω型，固定部分通过Ω型的两个直腿螺接在天线零重力展开装置支架1上，可动部分为三角形框架，三角形直角边短边为旋转轴，插在固定部分Ω型的圆形空心处，并可绕旋转轴旋转。三角形直角边长边两端各安装一个滑轮，绳索绕过滑轮，一端连接卫星天线，另一端连接与天线同等重量的配重。

水平运输车5包括螺旋升降机51、万向脚轮52、液压缸53、液压缸托架54、车架55，车架为矩形框架结构，螺旋升降机51和万向脚轮52均有四个并分别固定在车架的四角，车架与L型支架本体4直角弯曲部分主架结构的竖边的两个角端位置连接，一端通过液压缸53与L型支架本体4铰接，另一端通过转动轴与L型支架本体4形成可转动连接。液压缸实现L型支架本体4姿态的粗调，万向脚轮实现运输车的移动功能，螺旋升降机实现运输车的停放和L型支架本体4姿态的微调。

测试时，首先将L型支架本体4与天线零重力展开装置支架1、天线展开到位固定装置3螺接并放置于平台上，此时铸件42的空心圆柱体轴心处于铅锤状态，方便与卫星对接，这种装星方式操作简单、可靠。然后利用梁式吊具和L型支架上的吊装组件41采用双钩起吊的方式翻转L型支架本体4与卫星，翻至铸件42的空心圆柱体轴心处于水平状态，翻转到位后将带卫星的L型支架本体4放置到水平运输车5上。通过液压缸53和螺旋升降机51调整卫星的姿态，调整时液压缸驱动L型支架本体4绕与水平运输车5连接的旋转轴旋转，快速实现粗调，利用螺旋升降机54实现卫星姿态的精调，使卫星天线的展开轴竖直。利用天线零重力展开装置2将卫星天线在零重力状态下展开到位，天线零重力展开装置2上的配重实现卫星天线的重力补偿，展开到位后通过天线展开到位固定装置3上的两个相互垂直的弧形导轨32调整天线安装板31绕三个轴的角度，通过天线安装板31在调节框33上的T型槽内滑动，调节天线安装板31在三个方向的位移，直至调整到天线安装板31与卫星天线接口准确对接，然后将卫星天线固定在天线安装板31上。之后利用水平运输车5将天线处于展开状态的卫星移动到紧缩场转台下方，利用吊具将卫星吊起，通过铸件42后面与紧缩场转台之间的圆形法兰螺接接口将装有天线已经展开到位的卫星的L型支架本体4安装到紧缩场转台上，进行紧缩场综合测试。

本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。

Claims (3)

1.一种用于卫星紧缩场综合测试的装置，其特征在于包括：天线零重力展开装置支架(1)、天线零重力展开装置(2)、天线展开到位固定装置(3)、L型支架本体(4)和水平运输车(5)；天线零重力展开装置支架(1)将天线零重力展开装置(2)固定在L型支架本体(4)的上部；天线零重力展开装置(2)将卫星天线在零重力状态下展开到位；天线展开到位固定装置(3)固定于L型支架本体(4)的中部，对在零重力状态下展开到位的卫星天线进行固定；L型支架本体(4)用于固定卫星本体并将卫星与紧缩场转台对接；水平运输车(5)位于L型支架本体(4)的底部，用于调节L型支架本体(4)的位置和姿态；所述的L型支架本体(4)包括吊装组件(41)、铸件(42)和主架结构(43)；吊装组件(41)用于对L型支架本体(4)进行翻转吊装，包括一个顶部吊杆和两个水平吊杆，顶部吊杆固定于L型支架本体(4)竖直方向部分的顶部，水平吊杆固定于L型支架本体(4)水平方向部分的端部；铸件(42)固定于所述顶部吊杆的下方，铸件(42)为中间镶嵌空心圆柱体的长方体结构，所述的空心圆柱体一边通过圆形法兰与卫星固定连接，另一边通过圆形法兰与紧缩场转台固定连接；主架结构(43)为L型结构，竖直方向与铸件(42)固定连接；所述的天线展开到位固定装置(3)包括天线安装板(31)、弧形导轨(32)、调节框(33)、主梁(34)和立柱(35)；主梁(34)为沿水平方向的长矩形管结构，主梁(34)的一端固定在铸件(42)上，另一端安装了沿水平方向的弧形导轨(32)；立柱(35)竖直放置并可沿水平方向的弧形导轨(32)滑动并到位固定，立柱(35)上安装有沿竖直方向的弧形导轨(32)；调节框(33)可沿竖直方向的弧形导轨(32)相对立柱(35)进行滑动并到位固定，调节框(33)上有T型滑槽，滑槽内预置螺母；天线安装板(31)为有固定卫星天线用接口的矩形板，天线安装板(31)通过螺栓固定在调节框(33)上并可沿T型滑槽上滑动，滑动到位后通过螺栓拧紧固定；所述的天线零重力展开装置(2)包括框架、滑轮、绳索和配重，框架的固定部分固定于天线零重力展开装置支架(1)上，框架的可动部分为可绕固定动部分旋转的三角形框架，三角形框架的角端设有滑轮，绳索绕过滑轮，绳索的两端分别连接卫星天线以及天线同等重量的配重。

2.根据权利要求1所述的一种用于卫星紧缩场综合测试的装置，其特征在于：所述的水平运输车(5)包括螺旋升降机(51)、万向脚轮(52)、液压缸(53)、液压缸托架(54)、车架(55)，车架(55)为矩形框架结构，螺旋升降机(51)和万向脚轮(52)均有四个并分别固定在车架(55)的四角，车架(55)与L型支架本体(4)直角弯曲部分的两个角端位置连接，一端通过液压缸(53)与L型支架本体(4)铰接，另一端通过转动轴与L型支架本体(4)形成可转动连接。

3.根据权利要求1所述的一种用于卫星紧缩场综合测试的装置，其特征在于：所述的天线零重力展开装置支架(1)为直角三角形框架结构，直角三角形斜边的两端均为矩形法兰，分别用于与L型支架本体(4)以及天线零重力展开装置(2)连接。