CN111855168B - 一种平面阵天线的悬挂式垂直展开试验装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于平面阵天线的悬挂式垂直展开试验装置，包括：桁架承载系统、重力卸载系统和展开控制系统。桁架承载系统用以提供重力卸载系统和展开控制系统安装接口。重力卸载系统用以提供平面阵天线垂直展开过程中精确重力卸载。展开控制系统通过与重力卸载系统连接，提供平面阵天线展开动力，控制平面阵天线按照产品要求展开速度进行展开。本发明解决了卫星平面阵天线在地面重力环境下模拟空间环境轨道的零重力条件等问题；克服现有技术中导轨滑车随动式展开试验装置重力卸载精度低、阻尼大、安全性差等不足；可用于卫星平面阵天线在热真空试验室内等复杂工况下的展开试验验证，具有精度高、摩擦阻尼小、结构简单、安全性高等有益效果。

Description

一种平面阵天线的悬挂式垂直展开试验装置
技术领域
本发明涉及卫星地面测试技术，具体涉及一种适用于平面阵天线等星载展开设备进行垂直二维展开试验的重力卸载装置。
背景技术
平面阵天线是卫星领域一类重要有效载荷。卫星需在地面进行充分的环境试验测试(如热真空试验)，考核卫星在真空高、低温环境下的工作性能，各系统之间的性能匹配性和协调性。平面阵天线需要在热真空试验室进行零重力展开，并保持工作姿态进行热真空试验验证。
平面阵天线展开分为垂直二维展开和水平二维展开两种方式，卫星热真空试验测试要求需要平面阵天线保持垂直二维展开姿态。目前国内的平面阵天线垂直二维展开试验装置设备多采用导轨滑车随动式展开试验装置进行重力卸载，其重力卸载方式主要存在以下问题：
1、重力卸载精度低。导轨滑车随动式展开试验装置由于滑车随动滞后，产生力矩夹角，导致重力卸载精度偏低；
2、摩擦阻尼大。导轨滑车随动式展开试验装置由于滑车沿着导轨进行随动，存在多组滑车，结构复杂，导轨滑车滑动摩擦阻尼大，经常导致展开试验设备卡死，平面阵天线展开不到位；
3、安全性差；导轨滑车随动式展开试验装置由滑车、配重等组件进行展开作业，存在无法控制展开速度以及到位回弹等问题，安全性差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于平面阵天线的悬挂式垂直展开试验装置，解决现有技术中存在的重力卸载精度低、摩擦阻尼大、安全性差等问题，简化展开试验装置、提高重力卸载精度、降低摩擦阻尼、结构简单、提高安全系数。
为达到上述发明目的，本发明提供一种用于平面阵天线的悬挂式垂直展开试验装置，适用于卫星等航天器的平面阵天线的垂直二维展开试验，该装置包括：桁架承载系统、两组重力卸载系统和两组展开控制系统。桁架承载系统用以提供两组重力卸载系统和两组展开控制系统安装接口。重力卸载系统和平面阵天线相连用以提供平面阵天线垂直展开过程中精确重力卸载。展开控制系统通过与重力卸载系统连接，用以提供平面阵天线展开动力，控制平面阵天线在重力卸载状态下按照规定展开速度进行展开。
进一步地，所述重力卸载系统每一组包括旋转安装座、旋转框、旋转定滑轮安装座、旋转定滑轮、测力传感器、第一吊索、天线转接框；所述旋转安装座与桁架承载系统连接；所述天线转接框与平面阵天线连接；所述第一吊索串联测力传感器穿过旋转定滑轮与两组天线转接框连接。所述旋转定滑轮通过旋转定滑轮安装座安装在旋转框上。
进一步地，所述旋转安装座每一组包括安装座、轴承挡圈、旋转轴、固定螺母、深沟球轴承；所述安装座与桁架承载系统连接；所述旋转轴通过深沟球轴承与安装座连接，一端与旋转框连接。轴承挡圈用于对深沟球轴承进行限位，固定螺母对旋转轴和轴承挡圈进行固定。
进一步地，所述的展开控制系统每一组包括第一定滑轮、第二定滑轮、第二吊索、绞盘、绞盘安装支架；所述第一定滑轮和第二定滑轮与桁架承载系统连接；所述第二吊索一端与旋转框连接，绕过第一定滑轮和第二定滑轮，另一端与绞盘连接；所述绞盘与绞盘安装支架连接；所述绞盘安装支架与热真空罐地板固连。
进一步地，所述的桁架承载系统与热真空试验室天花板固连。
进一步地，所述吊索采用Φ5mm钢丝绳材料。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明的适用于平面阵天线的悬挂式垂直展开试验装置，通过重力卸载系统中的吊索串联测力传感器对平面阵天线进行精确重力卸载。
本发明的适用于平面阵天线的悬挂式垂直展开试验装置，通过展开控制系统的吊索绕过定滑轮带动旋转框垂直翻转，旋转框通过吊索带动平面阵天线进行垂直二维展开；简化展开机构，降低摩擦阻尼，提高展开试验设备可靠性，保证平面阵天线展开到位。
本发明的适用于平面阵天线的悬挂式垂直展开试验装置，通过展开控制系统的绞盘按规定转速进行转动通过吊索带动旋转框垂直翻转，旋转框通过吊索带动平面阵天线进行垂直二维展开。绞盘可按规定转速进行转动，保证平面阵天线按规定速度进行垂直二维展开；绞盘带有防滑装置，可有效保证展开过程中及到位回弹坠落等故障，提高安全性。
附图说明
图1是本发明较佳实施例中卫星平面阵天线地面垂直二维展开试验示意图。
图2是本发明较佳实施例的悬挂式垂直展开试验装置的结构示意图。
图3是本发明较佳实施例中重力卸载系统的结构示意图。
图4是本发明较佳实施例中旋转安装座局部剖视图。
具体实施方式
本发明提供了一种平面阵天线的悬挂式垂直展开试验装置，下面结合附图对本发明的具体实施方式进行进一步的详细描述。
以下将结合图1～图4对本发明的适用于平面阵天线的悬挂式垂直展开试验装置作进一步的详细描述。
图1中所示为本发明较佳实施例中卫星平面阵天线地面垂直二维展开试验结构框架图。
如图1所示，卫星100的平面阵天线200(即试验产品)进行地面垂直二维展开试验时，卫星100置于星体支撑平台300上，平面阵天线200装在卫星100上，本实施例的适用于悬挂式垂直展开试验装置与平面阵天线200连接。
如图1所示，本实施例的适用于平面阵天线的悬挂式垂直展开试验装置包括桁架承载系统500、两组重力卸载系统400和两组展开控制系统600。桁架承载系统500用以提供两组重力卸载系统400和两组展开控制系统600安装接口。重力卸载系统400和平面阵天线200相连用以提供平面阵天线200垂直展开过程中精确重力卸载。展开控制系统600通过与重力卸载系统400连接，用以提供平面阵天线展开动力，控制平面阵天线在重力卸载状态下按照规定展开速度进行展开。
图2所示为本发明较佳实施例的适用于悬挂式垂直展开试验装置的结构示意图。
如图2所示，所述的展开控制系统600每一组包括第一转向定滑轮601、第二转向定滑轮602、吊索603、绞盘604、绞盘安装支架605；所述第一定滑轮601和第二定滑轮602与桁架承载系统500连接；所述吊索603一端与旋转框402连接，绕过第一定滑轮601和第二定滑轮602，另一端与绞盘604连接；所述绞盘604与绞盘安装支架605连接；所述绞盘安装支架605与热真空罐地板固连。所述的桁架承载系统500与热真空试验室天花板固连。
图3所示是本发明较佳实施例中重力卸载系统的结构示意图。
如图3所示，所述的重力卸载系统400每一组包括旋转安装座401、旋转框402、旋转定滑轮安装座403、旋转定滑轮404、测力传感器405、吊索406、天线转接框407；所述旋转安装座401与桁架承载系统500连接；所述天线转接框407与平面阵天线200连接；所述吊索406串联测力传感器405穿过旋转定滑轮404与两组天线转接框407连接。
图4所示是本发明较佳实施例中旋转安装座局部剖视图。
如图4所示，所述的旋转安装座401每一组包括安装座4011、轴承挡圈4012、旋转轴4013、固定螺母4014、深沟球轴承4015；所述安装座4011与桁架承载系统500连接；所述旋转轴4013通过深沟球轴承4015与安装座连接，一端与旋转框402连接。
本实施例的重力卸载系统400，通过吊索406串联测力传感器405穿过旋转定滑轮404与两组天线转接框407连接，天线转接框407与平面阵天线200连接；调节吊索406至测力传感器405示数为平面阵天线200重力1/2，即重力卸载系统400完全卸载试验产品(即平面阵天线200)重力。
本实施例的展开控制系统600，通过吊索603一端与旋转框402连接，绕过第一定滑轮601和第二定滑轮602，另一端与绞盘604连接；旋转框402通过吊索406串联测力传感器405穿过旋转定滑轮404与两组天线转接框407连接，天线转接框407与平面阵天线200连接；绞盘604按规定转速进行转动通过吊索603带动旋转框402垂直翻转，旋转框402通过吊索406带动平面阵天线200进行垂直二维展开；绞盘604带有防滑装置。
需要说明的是，上文只是对本发明进行示意性说明和阐述，本领域的技术人员应当明白，对本发明的任意修改和替换都属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种平面阵天线的悬挂式垂直展开试验装置，其特征在于，包括桁架承载系统，安装在桁架承载系统上的两组重力卸载系统和两组展开控制系统；重力卸载系统通过和平面阵天线相连，提供平面阵天线垂直展开过程中精确重力卸载；展开控制系统通过与重力卸载系统连接，提供平面阵天线展开动力，控制平面阵天线在重力卸载状态下按照规定展开速度进行展开；
每组重力卸载系统包括旋转安装座、旋转框、旋转定滑轮、测力传感器、第一吊索、天线转接框；所述旋转安装座与桁架承载系统连接；所述天线转接框与平面阵天线连接；所述旋转框通过第一吊索串联测力传感器穿过旋转定滑轮与天线转接框连接；
所述旋转定滑轮通过旋转定滑轮安装座安装在旋转框上；
每组展开控制系统包括第一定滑轮、第二定滑轮、第二吊索、绞盘、绞盘安装支架；所述第一定滑轮和第二定滑轮与桁架承载系统连接；所述第二吊索一端绕过第一定滑轮和第二定滑轮与旋转框连接，另一端与绞盘连接；所述绞盘与绞盘安装支架连接。
2.如权利要求1所述的一种平面阵天线的悬挂式垂直展开试验装置，其特征在于，所述旋转安装座包括安装座、旋转轴、深沟球轴承；所述安装座与桁架承载系统连接；所述旋转轴通过深沟球轴承与安装座连接，旋转轴一端与旋转框连接。
3.如权利要求2所述的一种平面阵天线的悬挂式垂直展开试验装置，其特征在于，所述旋转安装座还包括轴承挡圈和固定螺母，轴承挡圈用于对深沟球轴承进行限位，固定螺母对旋转轴和轴承挡圈进行固定。
4.如权利要求1所述的一种平面阵天线的悬挂式垂直展开试验装置，其特征在于，所述绞盘安装支架与热真空罐地板固连。
5.如权利要求4所述的一种平面阵天线的悬挂式垂直展开试验装置，其特征在于，所述桁架承载系统与热真空试验室天花板固连。
6.如权利要求5所述的一种平面阵天线的悬挂式垂直展开试验装置，其特征在于，所述绞盘带有防滑装置。
7.如权利要求6所述的一种平面阵天线的悬挂式垂直展开试验装置，其特征在于，所述第一吊索和第二吊索采用Φ5mm钢丝绳材料。
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