CN106524990B - 一种隔振器零位调测方法及检验装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种隔振器零位调测方法及检验装置，通过卸载隔振器所承受的重力，使隔振器的受力状态与在轨状态保持一致，从而测试被隔振体与安装基础之间的夹角，并且隔振器零位检验装置包括：底座；力传感器，一端固定在底座上，而另一端与测试台面固连；测试台面；自锁丝杠，被固定在底座上；过孔，位于测试台面上；丝杠螺母，其螺纹孔为铅垂方向；台面精测镜，被粘贴在测试台面上；以及被隔振体精测镜，被固定在被隔振体上。因此，采用本发明，能够在地面模拟隔振器入轨后的受力状态，并计算出被隔振体与安装基础之间的调测夹角，能够在研制阶段检验隔振器引起的安装角度偏差能否满足设计要求，避免入轨后出现被隔振设备指向角偏差超标的现象。

Description

一种隔振器零位调测方法及检验装置
技术领域
本发明属于振动隔离领域，涉及一种隔振器零位调测方法及检验装置，通过卸载隔振器所承受的重力，使隔振器的受力状态与在轨状态保持一致，从而测试被隔振体与安装基础之间的夹角。
背景技术
高分辨率遥感航天器、激光通信技术对航天器微振动干扰敏感度增大，星体微幅抖动对成像质量的影响不可忽略，并成为制约遥感航天器性能提高的重要因素之一，由于这类抖动幅度达角秒级，无法通过星上姿态控制系统(10角秒级)抑制，美国Hubble太空望远镜(Hubble space telescope，以下简称为HST)就是因为进出地影时太阳翼的热颤振造成望远镜抖动、成像畸变模糊而无法正常工作。为了抑制卫星上活动部件引起的卫星结构微幅振动，在活动部件与星体结构之间或者敏感设备与星体结构之间安装隔振器是一种有效的措施。
安装隔振器的设备与星体结构之间的夹角往往有较为严格的要求，以保证控制力矩或探测器指向与预期值一致。在地面环境下，由于重力的作用，隔振器会产生变形。而航天器入轨后，隔振器处于微重力环境下，其变形状态与地面环境有较为明显的差别。
因此，在地面环境下测量得到的被隔振设备与星体结构之间的夹角与在轨实际情况不一致。为了在地面环境下预测入轨后被隔振设备与星体结构之间的安装角度，需要采用专用工装，使隔振器的受力状态与在轨状态一致。如何在地面测得被隔振设备与星体结构之间的安装角度，保证控制力矩或探测器指向与预期值一致，这是振动隔离领域需要研究的课题，而目前国内外尚未见有相关文献记载和报道。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题，本发明提出了一种隔振器零位调测方法及隔振器零位检验装置，能够通过重力状态下隔振器精测镜与基准精测镜之间的夹角为α、重力卸载状态(在轨状态)下隔振器精测镜与基准精测镜之间的夹角β以及隔振器安装理论值γ得到地面总装过程中隔振器安装角度的调测值。本方法能够在研制阶段检验隔振器引起的安装角度偏差能否满足设计要求，避免入轨后出现被隔振设备指向角偏差超标的现象。
令隔振器重力状态下与基准精测镜之间的夹角为α，重力卸载状态下与基准精测镜之间夹角为β，隔振器安装理论值为γ，隔振器调测值为θ。由于重力作用使隔振器与安装界面之间的变形量为微小量级，可处理为弹性变形，则隔振器重力卸载状态下的夹角β与安装理论值γ之间存在一组对应关系，可用矩阵T表示，得到β·T＝γ，隔振器调测值θ与重力状态(地面总装)下的角度α之间的关系可由公式α·T＝θ表示，则隔振器调测值θ＝αβ-1γ。
本发明的一个方面提供了一种隔振器零位检验装置，通过卸载隔振器所承受的重力，使隔振器的受力状态与在轨状态保持一致，从而测试被隔振体与安装基础之间的夹角，并且隔振器零位检验装置包括：底座；力传感器，一端固定在底座上，而另一端与测试台面固连；测试台面；自锁丝杠，被固定在底座上；过孔，位于测试台面上；丝杠螺母，其螺纹孔为铅垂方向；台面精测镜，被粘贴在测试台面上；以及被隔振体精测镜，被固定在被隔振体上。
在本发明中，自锁丝杠被旋入丝杠螺母并穿过丝杠螺母延伸至底座的上方。自锁丝杠穿过过孔延伸至测试台面的上方。当自锁丝杠旋转时，自锁丝杠在丝杠螺母内上下运动，并穿过过孔但与过孔无接触。
本发明的另一个方面还提供了一种隔振器零位调测方法，包括以下步骤：步骤一，将隔振器固定在测试台面上但不安装被隔振体，读出此时力传感器的读数并记录为第一力度值；步骤二，将被隔振体与隔振器连接，并在被隔振体上粘贴被隔振体精测镜，步骤三，采用经纬仪测量台面精测镜与被隔振体精测镜之间的第一夹角；步骤四，旋转自锁丝杠，使其与被隔振体无接触；步骤五，旋转自锁丝杠，使其与被隔振体接触，并在调节自锁丝杠的同时观察力传感器的读数，直至调整至自锁丝杠的读数达到第一力度值；步骤六，采用经纬仪测量台面精测镜与被隔振体精测镜之间的第二夹角；步骤七，根据重力状态下的第一夹角、重力卸载状态下的第二夹角和隔振器的安装理论值，采用预定公式一得到研制阶段隔振器的安装角度的调测值。
其中，公式一为θ＝αβ-1γ，α为重力状态下的第一夹角，β为重力卸载状态下的第二夹角，γ为隔振器的安装理论值，以及θ为研制阶段隔振器的安装角度的调测值。
因此，采用本发明，能够在地面模拟隔振器入轨后的受力状态，并计算出被隔振体与安装基础之间的调测夹角，能够在研制阶段检验隔振器引起的安装角度偏差能否满足设计要求，避免入轨后出现被隔振设备指向角偏差超标的现象。
附图说明
图1是本发明的隔振器零位检验装置的组成图；
图2是采用图1所示的隔振器零位检验装置执行调测方法中的步骤一的示意图；以及
图3是采用图1所示的隔振器零位检验装置执行调测方法中的步骤二的示意图。
具体实施方式
应了解，本发明的隔振器零位调测方法能够通过重力状态下隔振器精测镜与基准精测镜之间的夹角α、重力卸载状态下隔振器精测镜与基准精测镜之间的夹角β以及隔振器安装理论值γ得到隔振器安装角度的调测值。隔振器零位调测方法通过隔振器零位检验装置实现。隔振器零位检验装置由底座、力传感器、测试台面、自锁丝杠、过孔、丝杠螺母、台面精测镜以及被隔振体精测镜组成。丝杠螺母固定在底座上，丝杠螺母的螺纹孔为铅垂方向。
其中，自锁丝杠旋入丝杠螺母，并穿过丝杠螺母伸至底座上方。力传感器一端固定在底座上，另一端与测试台面固连。测试台面上有若干过孔，自锁丝杠穿过过孔伸至测试台面上方。测试台面上粘贴有台面精测镜，被隔振体精测镜固定在被隔振体上。自锁丝杠旋转时，在丝杠螺母内上下运动，并可穿过过孔，且与过孔无接触。
下面结合附图1-3及具体实施方式对本发明进行详细说明。
在本发明中，隔振器零位调测方法能够通过重力状态下隔振器精测镜与基准精测镜之间的夹角为α、重力卸载状态(在轨状态)下隔振器精测镜与基准精测镜之间的夹角β以及隔振器安装理论值γ得到地面总装过程中隔振器安装角度的调测值。本发明的调测方法能够在研制阶段检验隔振器引起的安装角度偏差能否满足设计要求，避免入轨后出现被隔振设备指向角偏差超标的现象。
令隔振器重力状态下与基准精测镜之间的夹角为α，重力卸载状态下与基准精测镜之间夹角为β，隔振器安装理论值为γ，隔振器调测值为θ。由于重力作用使隔振器与安装界面之间的变形量为微小量级，可处理为弹性变形，则隔振器重力卸载状态下的夹角β与安装理论值γ之间存在一组对应关系，可用矩阵T表示，得到β·T＝γ，隔振器调测值θ与重力状态(地面总装)下的角度α之间的关系可由公式α·T＝θ表示，则隔振器调测值θ＝αβ-1γ。
隔振器零位检验装置通过卸载隔振器所承受的重力，使隔振器的受力状态与在轨状态保持一致，进而测试被隔振体与安装基础之间夹角。
如图1所示，本发明的隔振器零位检验装置包括底座1、力传感器2、测试台面3、自锁丝杠4、过孔5、丝杠螺母6、台面精测镜7、被隔振体精测镜8。丝杠螺母6固定在底座1上，丝杠螺母6的螺纹孔为铅垂方向。自锁丝杠4旋入丝杠螺母6，并穿过丝杠螺母6伸至底座1上方。力传感器2一端固定在底座1上，另一端与测试台面3固连。测试台面3上有过孔5，自锁丝杠4穿过过孔5伸至测试台面3上方。测试台面3上粘贴有台面精测镜7，被隔振体精测镜8固定在被隔振体10上。自锁丝杠4旋转时，在丝杠螺母6内上下运动，并可穿过过孔5，而与过孔5无接触。
接下来，将详细介绍隔振器零位检验装置的调测方法的具体操作过程，描述如下：
步骤一，将隔振器9与固定于测试台面3，不安装被隔振体10，此时读出力传感器2的读数w0(如图2所示)；
步骤二，将被隔振体10与隔振器9连接，并在被隔振体10上粘贴被隔振体精测镜8，其中，采用经纬仪测量台面精测镜7和被隔振体精测镜8之间的夹角α(如图3所示)；
步骤三，旋转自锁丝杠4，使其与被隔振体10无接触；
步骤四，旋转自锁丝杠4，使其与被隔振体10接触，调节自锁丝杠4，同时观察力传感器2的读数，直至调整至其读数位w0，其中，采用经纬仪测量台面精测镜7和被隔振体精测镜8之间的夹角β；以及
步骤五，根据重力状态下夹角α，重力卸载状态下夹角β以及隔振器安装理论值γ，由公式θ＝αβ-1γ得到研制阶段隔振器安装角度的调测值。
综上所述，本发明能够在研制阶段检验隔振器引起的安装角度偏差能否满足设计要求，避免入轨后出现被隔振设备指向角偏差超标的现象，能够在地面模拟隔振器入轨后的受力状态，并计算出被隔振体与安装基础之间的调测夹角。
本发明中未说明部分属于本领域的公知技术。

Claims (2)

1.一种隔振器零位检验装置，其特征在于，通过卸载隔振器所承受的重力，使所述隔振器的受力状态与在轨状态保持一致，从而测试被隔振体与安装基础之间的夹角，并且所述隔振器零位检验装置包括：
底座；
力传感器，一端固定在所述底座上，而另一端与测试台面固连；
所述测试台面；
自锁丝杠，被固定在所述底座上；
过孔，位于所述测试台面上；
丝杠螺母，其螺纹孔为铅垂方向；
台面精测镜，被粘贴在所述测试台面上；
被隔振体精测镜，被固定在所述被隔振体上，
其中，所述自锁丝杠被旋入所述丝杠螺母并穿过所述丝杠螺母延伸至所述底座的上方，所述自锁丝杠穿过所述过孔延伸至所述测试台面的上方，
当所述自锁丝杠旋转时，所述自锁丝杠在所述丝杠螺母内上下运动，并穿过所述过孔但与所述过孔无接触。
2.一种隔振器零位调测方法，采用上述权利要求1所述的隔振器零位检验装置，通过卸载隔振器所承受的重力，使所述隔振器的受力状态与在轨状态保持一致，从而测试被隔振体与安装基础之间的夹角，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，将隔振器固定在测试台面上但不安装被隔振体，读出此时力传感器的读数并记录为第一力度值；
步骤二，将所述被隔振体与所述隔振器连接，并在所述被隔振体上粘贴被隔振体精测镜，
步骤三，采用经纬仪测量台面精测镜与所述被隔振体精测镜之间的第一夹角；
步骤四，旋转自锁丝杠，使其与所述被隔振体无接触；
步骤五，旋转所述自锁丝杠，使其与所述被隔振体接触，并在调节所述自锁丝杠的同时观察所述力传感器的读数，直至调整至所述自锁丝杠的读数达到所述第一力度值；
步骤六，采用所述经纬仪测量所述台面精测镜与所述被隔振体精测镜之间的第二夹角；
步骤七，根据重力状态下的所述第一夹角、重力卸载状态下的所述第二夹角和所述隔振器的安装理论值，采用预定公式一得到研制阶段所述隔振器的安装角度的调测值，
其中，所述公式一为θ＝αβ-1γ，α为所述重力状态下的第一夹角，β为所述重力卸载状态下的第二夹角，γ为所述隔振器的安装理论值，以及θ为研制阶段所述隔振器的安装角度的调测值。
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航天器精密设备隔振问题的功率流最优化研究;赵会光等;《宇航学报》;20020531;第23卷(第3期);第1-7页 *

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