CN106542128A - 大口径花瓣式空间机构地面展开试验装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种大口径花瓣式空间机构地面展开试验装置，该展开试验装置包括上吊点组件、绳索收放机构、第一吊绳、第二吊绳、下吊点组件、斜杆、空间展开机构，上吊点组件的上部固定且下部均布多个吊点，吊点连接吊绳，上吊点组件中间连接绳索收放机构；绳索收放机构上部连接上吊点组件且下部连接下吊点组件，绳索收放机构这样实现下吊点组件的垂直升降运动；下吊点组件外侧均布连接多根斜杆；吊绳连接弹簧秤后与空间展开机构连接。本发明针对花瓣式空间机构大口径、高精度、构型及运动复杂等难点，解决了花瓣式空间机构地面三维展开试验问题。

Description

大口径花瓣式空间机构地面展开试验装置
技术领域
本发明涉及一种空间机构地面系统，具体地，涉及一种大口径花瓣式空间机构地面展开试验装置。
背景技术
随着卫星技术的不断发展，卫星及载荷的尺寸、重量越来越大，机构构型越来越复杂，如某些光学载荷口径已达10m、20m的量级，机构构型类似与花瓣，这就要求卫星在发射时收拢，入轨后展开。因此，在地面充分验证大口径花瓣式空间机构的展开性能是卫星研制流程中一项重要的考核内容。
如某卫星光学镜面由18个镜瓣组成，收拢状态尺寸为￠3.6m，展开后口径达￠10m，结构形式类似于花瓣。该主镜展开采用主被动结合的方式，其运动复杂。为确保卫星在轨任务的成功执行，需要在地面进行充分的展开试验，以进行展开性能、展开可靠性的验证和评估。
常见展开机构多为一维、二维运动，如磁强计、太阳帆板、天线、伸展臂等，常用机构展开试验方法主要有气浮和悬挂两种方式。随着空间展开机构构型越来越复杂，空间机构展开试验方法也越来越多样。
经对现有技术文献检索，由于花瓣式空间机构大口径、高精度、构型及运动复杂等难点，没有发现用于大口径花瓣式空间机构地面展开试验装置。
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大口径花瓣式空间机构地面展开试验装置，针对花瓣式空间机构大口径、高精度、构型及运动复杂等难点，解决了花瓣式空间机构地面三维展开试验问题。
根据本发明的一个方面，提供一种大口径花瓣式空间机构地面展开试验装置，其特征在于，其包括上吊点组件、绳索收放机构、第一吊绳、第二吊绳、下吊点组件、斜杆、空间展开机构等，上吊点组件的上部固定且下部均布多个吊点，吊点连接吊绳，上吊点组件中间连接绳索收放机构；绳索收放机构上部连接上吊点组件且下部连接下吊点组件，绳索收放机构这样可实现下吊点组件的垂直升降运动；下吊点组件外侧均布连接多根斜杆；吊绳连接弹簧秤后与空间展开机构连接；当空间展开机构收拢时，整个试验装置均处于收拢状态。在展开机构铰链的展开驱动力带动下，展开机构逐步展开，绳索收放机构配合展开机构铰链的运动，逐步向下放绳索，从而驱动下吊点组件向下运动，此时连接在下吊点组件上的斜杆也同时逐步张开，最终当展开机构完全展平时，绳索收放机构停止运动，下吊点组件及其斜杆也停止运动。
优选地，所述所述大口径花瓣式空间机构地面展开试验装置还包括上圆盘、电动葫芦、下圆盘、花篮螺栓、支撑杆、弹簧秤、花瓣式展开机构，上圆盘位于试验装置的顶端，电动葫芦位于上圆盘和下圆盘之间，花篮螺栓位于弹簧秤的上方，花瓣式展开机构位于试验装置的底端。
优选地，所述上圆盘由两个大小不同上下圆环组成，上下两圆环通过多根斜杆支撑连接，上下圆环中间处通过十字杆连接。上圆环有吊点连接行车，下圆环上均布多个吊点孔，连接多根钢丝绳，中间十字杆相交处连接电动葫芦。
优选地，所述下圆盘由两个大小不同上下圆环组成并通过多根斜杆支撑连接，上下圆环中间处通过十字杆连接。下圆环底部均布连接多根支撑杆。
优选地，所述支撑杆采用不锈钢管制成且两端分别安装左右旋螺钉，螺钉用以调节支撑杆长度。所述钢丝绳连接花篮螺栓、弹簧秤，并与花瓣式展开机构连接。所述电动葫芦上部连接上圆盘，下部连接下圆盘。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：本发明所述试验方法简单、可靠，试验装置可扩展性强，经济性好，能够适应不同口径花瓣式空间机构展开试验；本发明机构重力补偿调节精度高，可以单独调节每个吊挂点的质心吊挂位置和吊挂质量。该展开试验方案能有效进行在轨展开状态模拟，满足大口径花瓣式空间机构的地面展开试验任务要求。
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为大口径空间花瓣式展开机构地面展开试验原理图。
图2为大口径空间花瓣式光学镜面地面展开试验装置主视图。
图3为大口径空间花瓣式光学镜面地面展开试验装置俯视图。
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，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
如图1至图3所示，本发明提供一种大口径花瓣式空间机构地面展开试验装置，该展开试验装置主要包括：上吊点组件1、绳索收放机构2、第一吊绳3、第二吊绳4、下吊点组件5、斜杆6、空间展开机构7，上吊点组件1的上部固定且下部均布多个吊点，吊点连接吊绳3，上吊点组件1中间连接绳索收放机构2；绳索收放机构2上部连接上吊点组件1且下部连接下吊点组件5，绳索收放机构2这样实现下吊点组件5的垂直升降运动，下吊点组件5外侧均布连接多根斜杆6，吊绳3、吊绳4连接弹簧秤后与空间展开机构7连接。当空间展开机构7收拢时，整个试验装置均处于收拢状态，在展开机构7铰链的展开驱动力带动下，展开机构7逐步展开，此时绳索收放机构2配合展开机构7铰链的运动，逐步向下放绳索，从而驱动下吊点组件5向下运动，此时连接在下吊点组件5上的斜杆6也同时逐步张开，最终当展开机构7完全展平时，绳索收放机构2停止运动，下吊点组件5及其斜杆6也停止运动。
如图2所示，本发明还包括上圆盘8、电动葫芦9、下圆盘12、花篮螺栓13、支撑杆14、弹簧秤15、花瓣式展开机构16，上圆盘8位于试验装置的顶端，电动葫芦9位于上圆盘8和下圆盘9之间，花篮螺栓13位于弹簧秤15的上方，花瓣式展开机构16位于试验装置的底端。
上圆盘8结构由两个大小不同上下圆环组成，上下两圆环通过多根斜杆支撑连接，上下圆环中间处通过十字杆连接，这样加强上圆盘的整体刚度。上圆环有吊点连接行车，下圆环上均布多个吊点孔，连接多根钢丝绳11，中间十字杆相交处连接电动葫芦9，这样结构简单、方便使用。
电动葫芦9上部连接上圆盘8，电动葫芦9下部连接下圆盘12。
下圆盘12结构由两个大小不同上下圆环组成并通过多根斜杆支撑连接，上下圆环中间处通过十字杆连接。下圆环底部均布连接多根支撑杆14，这样可以单独调节每个吊挂点的质心吊挂位置和吊挂质量。
支撑杆14采用不锈钢管制成，支撑杆14两端分别安装左右旋螺钉，这样用以调节支撑杆14长度。
钢丝绳连接花篮螺栓13、弹簧秤15，并与花瓣式展开机构16连接。花瓣式展开机构16由镜瓣组成，收拢状态尺寸为￠3.6m，展开后口径达￠10m，采用铰链驱动。
花瓣式展开机构16收拢时，与下圆盘12连接的支撑杆处于收拢状态。当花瓣式展开机构16逐步展开时，电动葫芦9逐步向下放链条，带动下圆盘12向下运动，同时连接下圆盘12上的支撑杆14也同步逐步张开，最终当花瓣式展开机构16展平时，其最大口径达￠10m，电动葫芦9停止运动，这样能够适应不同口径花瓣式空间机构展开试验。
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形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (5)

1.一种大口径花瓣式空间机构地面展开试验装置，其特征在于，所述大口径花瓣式空间机构地面展开试验装置包括上吊点组件、绳索收放机构、第一吊绳、第二吊绳、下吊点组件、斜杆、空间展开机构，上吊点组件的上部固定且下部均布多个吊点，吊点连接吊绳，上吊点组件中间连接绳索收放机构；绳索收放机构上部连接上吊点组件且下部连接下吊点组件，绳索收放机构这样实现下吊点组件的垂直升降运动；下吊点组件外侧均布连接多根斜杆；吊绳连接弹簧秤后与空间展开机构连接；当空间展开机构收拢时，整个试验装置均处于收拢状态，在展开机构铰链的展开驱动力带动下，展开机构逐步展开，绳索收放机构配合展开机构铰链的运动，逐步向下放绳索，从而驱动下吊点组件向下运动，此时连接在下吊点组件上的斜杆也同时逐步张开，最终当展开机构完全展平时，绳索收放机构停止运动，下吊点组件及其斜杆也停止运动。
2.根据权利要求1所述的大口径花瓣式空间机构地面展开试验装置，其特征在于，所述大口径花瓣式空间机构地面展开试验装置还包括上圆盘、电动葫芦、下圆盘、花篮螺栓、支撑杆、弹簧秤、花瓣式展开机构，上圆盘位于试验装置的顶端，电动葫芦位于上圆盘和下圆盘之间，花篮螺栓位于弹簧秤的上方，花瓣式展开机构位于试验装置的底端。
3.根据权利要求2所述的大口径花瓣式空间机构地面展开试验装置，其特征在于，所述上圆盘由两个大小不同上下圆环组成，上下两圆环通过多根斜杆支撑连接，在上下圆环中间处通过十字杆连接；上圆环有吊点连接行车，下圆环上均布多个吊点孔并连接多根钢丝绳，中间十字杆相交处连接电动葫芦。
4.根据权利要求2所述的大口径花瓣式空间机构地面展开试验装置，其特征在于，所述下圆盘由两个大小不同上下圆环组成并通过多根斜杆支撑连接，上下圆环中间处通过十字杆连接；下圆环底部均布连接多根支撑杆。
5.根据权利要求2所述的大口径花瓣式空间机构地面展开试验装置，其特征在于，所述支撑杆采用不锈钢管制成且两端分别安装左右旋螺钉，螺旋钉用以调节支撑杆长度；所述钢丝绳连接花篮螺栓、弹簧秤与花瓣式展开机构连接；所述电动葫芦上部连接上圆盘，电动葫芦下部连接下圆盘。
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