CN113306749B - 用于模拟失重的称重气浮装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于模拟失重的称重气浮装置，包括上部气浮垫、密封圈、下部进气块及三片应变片。所述上部气浮垫上方开有节流孔，下方开有供气孔。所述下部进气块上方开有与上部气浮垫相同的供气孔，下方开有与供气孔相连的进气口。所述上部气浮垫与下部进气块通过螺钉连接，连接部分装有密封圈，用于防止供气孔漏气。三片应变片均安装于下部进气块上，其中两片竖直对称布置于下部进气块表面，另一片横向布置于下部进气块表面。本发明通过使用应变片可精准得到气浮垫上方配重质量，通过高度调节机构调节配重重心高度，使得配重中心高度和铰链机构等高，配重处于失重状态，可有效避免配重在铰链机构上施加激振方向之外的力。

Description

用于模拟失重的称重气浮装置
技术领域
本发明涉及用于模拟失重的称重气浮装置领域，更具体的说，尤其涉及一种用于模拟失重的称重气浮装置。
背景技术
由于受运载空间的限制，太阳电池阵在发射前全部是以折叠形式存放在整流罩中，待航天器被送入太空后展开并锁定，为航天器提供正常工作的能源需求。铰链作为太阳电池阵展开过程中的关键机构，其动态性能及其重要。目前太阳电池阵铰链机构动刚度测试装置中用于模拟配重失重的方法有悬吊法及气浮法两种。悬吊法由于其悬挂系统固有频率较高，无法用于部分固有频率较低的铰链机构的动刚度测试；而气浮法则存在失重情况难以模拟的问题，极易在铰链机构中引入额外力，影响动刚度测试结果。
发明内容
本发明的目的在于解决上述太阳电池阵铰链机构动刚度测试装置中气浮法模拟配重失重中失重情况难以模拟的问题，提出了一种用于模拟失重的称重气浮装置，用于模拟配重失重环境，并保证配重重心始终与铰链等高，避免在动刚度测试过程中对铰链机构引入额外力，影响其测试结果。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：一种用于模拟失重的称重气浮装置，包括上部气浮垫、密封圈、下部进气块及三片应变片。所述上部气浮垫上方开有节流孔，下方开有供气孔。所述下部进气块上方开有与上部气浮垫相同的供气孔，下方开有与供气孔相连的进气口。所述上部气浮垫与下部进气块通过螺钉连接，上部气浮垫与下部进气块的连接部分装有用于防止供气孔漏气的密封圈。三片应变片均安装于下部进气块上，其中两片竖直对称布置于下部进气块表面，另一片横向布置于下部进气块表面。
进一步的，所述上部气浮垫下方供气孔、密封圈、下部进气块上方供气孔可形成一个完整供气孔，供气孔由下部进气块下方进气口进气，经上部气浮垫节流孔后在气浮垫表面形成气膜，用于承载配重。
进一步的，在所述上部气浮垫表面节流孔附近开有均压槽，用于提高气膜承载能力及耐冲击能力。
进一步的，所述三片应变片中竖直对称布置的两片可测量气浮垫上方配重质量，两片应变片可构成差动式，提高测量灵敏度；横向布置的单片应变片将用于测量过程中的温度补偿。
本发明所述用于模拟配重失重的称重气浮装置将用于太阳电池阵铰链机构动刚度测试装置。所述太阳电池阵铰链机构动刚度测试装置主要包括T型槽平台、铰链刚性墙、铰链安装法兰、铰链、配重、气浮装置、激振器、激振器刚性墙、激光位移传感器、力传感器和加速度传感器。铰链刚性墙通过T型槽平台的T型槽安装在平台上方左侧，铰链刚性墙右侧固定连接铰链安装法兰，通过铰链安装法兰上的安装孔固定连接铰链(板间铰链或根部铰链)。激振器刚性墙也通过T型槽平台的T型槽安装在平台上方右侧，激振器刚性墙左侧固定连接激振器及相关组件，激振器一端连接力传感器。配重一侧与铰链连接，另一侧与力传感器连接，在配重下方配有气浮装置，用于平衡配重质量，防止其在铰链上施加激振方向之外的力。激光位移传感器安装在磁力座上，磁力座放置到平板上面某一合适位置后，通过调节磁力座上的调节杆调节激光位移传感器的工作位置。加速度传感器安装在铰链上。整个装置可通过激光位移传感器或加速度传感器完成动刚度测试。
本发明所述用于模拟配重失重的称重气浮装置将替代太阳电池阵铰链机构动刚度测试装置中的气浮装置，具体方法如下：通过T型槽平台的T型槽安装气浮装置高度调节机构，将四个用于模拟配重失重的称重气浮装置安装在高度调节机构上，利用四个气浮装置形成的气膜承载配重。
进一步的，在四个气浮装置四周装有限位柱，限位柱固定安装在高度调节机构上，用于防止配重在安装过程中飞出气浮垫范围。
本发明所述用于模拟配重失重的称重气浮装置在太阳电池阵铰链机构动刚度测试装置中模拟配重失重环境主要方法如下：首先利用本发明所述气浮装置单独测量用于其上方配重的质量；随后，依次安装太阳电池阵铰链机构动刚度测试装置各零部件；当配重未处于失重状态时，铰链机构必将在其上施加激振方向之外的力(即此时铰链机构在配重上施加的力存在竖直方向上的分力)，这将导致在安装结束后本发明所述气浮装置应变片所测其上方配重质量不等于其单独测量时的质量，此时，可通过调节本发明所述气浮装置下方的高度调节机构调节配重重心高度，当配重中心高度和铰链机构等高时，铰链机构在其上施加的激振方向之外的力消失(即此时铰链机构在配重上施加的力竖直方向上的分力消失)，配重处于失重状态。
本发明的有益效果在于：
1、传统的用于太阳电池阵铰链机构动刚度测试装置的气浮装置模拟失重能力差，无法完全平衡配重，极易在铰链机构中引入激振方向之外的力，影响动刚度测试结果，而本发明通过使用应变片可精准得到气浮垫上方配重质量，通过高度调节机构调节配重重心高度，使得配重中心高度和铰链机构等高，配重处于失重状态，可有效避免配重在铰链机构上施加激振方向之外的力；
2、本发明所述用于模拟配重失重的称重气浮装置气流从下部进气块底部的进气口进入，可有效避免气管扰动对模拟配重失重及动刚度测试结果的影响；
3、本发明所述用于模拟配重失重的称重气浮装置气浮垫表面设有均压槽，可有效提高气浮装置气膜的承载能力及耐冲击能力。
附图说明
图1是本发明用于模拟失重的称重气浮装置的整体结构示意图。
图2是本发明用于模拟配重失重的称重气浮装置的剖面示意图。
图3是本发明用于模拟配重失重的称重气浮装置应用于太阳电池阵铰链机构动刚度测试装置时的工作示意图。
图中，101-供气孔、102-节流孔、103-均压槽、104-进气口，1-上部气浮垫、2-螺钉、3-密封圈、4-下部进气块、5-测量应变片、6-温度补偿应变片、7-T型槽平台、8-铰链刚性墙、9-铰链安装法兰、10-铰链、11-加速度传感器、12-磁力座、13-磁力座调节杆、14-激光位移传感器、15-配重、16-高度调节机构、17-本发明所述用于模拟配重失重的称重气浮装置、18-力传感器、19-限位柱、20-激振器、21-激振器刚性墙。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
如图1～3所示，用于模拟失重的称重气浮装置，一种用于模拟配重失重的称重气浮装置，包括上部气浮垫1、密封圈3、下部进气块4及三片应变片。所述上部气浮垫1上方开有节流孔102，下方开有供气孔。所述下部进气块4上方开有与上部气浮垫相同的供气孔，下方开有与供气孔相连的进气口104。所述上部气浮垫1与下部进气块4通过螺钉2连接，连接部分装有密封圈3，用于防止供气孔101漏气。三片应变片均安装于下部进气块4上，其中两片竖直对称布置于下部进气块4表面，另一片横向布置于下部进气块4表面。
所述上部气浮垫1下方供气孔、密封圈3、下部进气块4上方供气孔可形成一个完整供气孔101，供气孔由下部进气块4下方进气口104进气，经上部气浮垫1节流孔102后在气浮垫表面形成气膜，用于承载配重。
在所述上部气浮垫1表面节流孔102附近开有均压槽101，用于提高气膜承载能力及耐冲击能力。
所述三片应变片包括测量应变片5和温度补偿应变片6，其中竖直对称布置的两片测量应变片5可测量气浮垫上方配重质量，两片测量应变片5可构成差动式，提高测量灵敏度；横向布置的温度补偿应变片6将用于测量过程中的温度补偿。
本发明所述用于模拟配重失重的称重气浮装置17将用于太阳电池阵铰链机构动刚度测试装置。所述太阳电池阵铰链机构动刚度测试装置主要包括T型槽平台7、铰链刚性墙8、铰链安装法兰9、铰链10、配重15、气浮装置17、激振器20、激振器刚性墙21、激光位移传感器14、力传感器18和加速度传感器11。铰链刚性墙8通过T型槽平台7的T型槽安装在平台上方左侧，铰链刚性墙8右侧固定连接铰链安装法兰9，通过铰链安装法兰9上的安装孔固定连接铰链10(板间铰链或根部铰链)。激振器刚性墙21也通过T型槽平台7的T型槽安装在平台上方右侧，激振器刚性墙21左侧固定连接激振器20及相关组件，激振器20一端连接力传感器18。配重15一侧与铰链10连接，另一侧与力传感器18连接，在配重15下方配有气浮装置17，用于平衡配重质量，防止其在铰链上施加激振方向之外的力。激光位移传感器14安装在磁力座12上，磁力座12放置到平板7上面某一合适位置后，通过调节磁力座12上的调节杆13调节激光位移传感器14的工作位置。加速度传感器11安装在铰链10上。整个装置可通过激光位移传感器14或加速度传感器11完成动刚度测试。
本发明所述用于模拟配重失重的称重气浮装置17将替代太阳电池阵铰链机构动刚度测试装置中的气浮装置17，具体方法如下：通过T型槽平台7的T型槽安装气浮装置高度调节机构16，将四个用于模拟配重失重的称重气浮装置17安装在高度调节机构16上，利用四个气浮装置17形成的气膜承载配重。在四个气浮装置17四周装有限位柱19，限位柱19固定安装在高度调节机构16上，用于防止配重在安装过程中飞出气浮垫范围。
本发明所述用于模拟配重失重的称重气浮装置17在太阳电池阵铰链机构动刚度测试装置中模拟配重失重环境主要方法如下：首先利用本发明所述气浮装置17单独测量用于其上方配重15的质量；随后，依次安装太阳电池阵铰链机构动刚度测试装置各零部件；当配重15未处于失重状态时，铰链机构10必将在其上施加激振方向之外的力(即此时铰链机构10在配重15上施加的力存在竖直方向上的分力)，这将导致在安装结束后本发明所述气浮装置应变片5所测其上方配重15质量不等于其单独测量时的质量，此时，可通过调节本发明所述气浮装置17下方的高度调节机构16调节配重15重心高度，当配重15中心高度和铰链机构10等高时，铰链机构10在其上施加的激振方向之外的力消失(即此时铰链机构10在配重15上施加的力竖直方向上的分力消失)，配重15处于失重状态。
上述实施例只是本发明的较佳实施例，并不是对本发明技术方案的限制，只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案，均应视为落入本发明专利的权利保护范围内。

Claims (2)

1.一种用于模拟配重失重的称重气浮装置，其特征在于：包括上部气浮垫（1）、密封圈（3）、下部进气块（4）及三片应变片；所述上部气浮垫（1）上方开有节流孔，下方开有供气孔；所述下部进气块（4）上方开有与上部气浮垫（1）相同的供气孔，下方开有与供气孔相连的进气口；所述上部气浮垫（1）与下部进气块（4）通过螺钉（2）连接，上部气浮垫（1）与下部进气块（4）的连接部分装有用于防止供气孔漏气的密封圈（3）；三片应变片均安装于下部进气块（4）上，其中两片竖直对称布置于下部进气块（4）表面，另一片横向布置于下部进气块（4）表面；所述上部气浮垫（1）下方供气孔、密封圈（3）、下部进气块（4）上方供气孔可形成一个完整供气孔，供气孔由下部进气块（4）下方进气口进气，经上部气浮垫（1）节流孔后在气浮垫表面形成气膜，用于承载配重；
所述三片应变片中竖直对称布置的两片应变片用于测量气浮垫上方配重质量，两片应变片构成差动式，提高测量灵敏度；横向布置的单片应变片用于测量过程中的温度补偿。
2.根据权利要求1所述的一种用于模拟配重失重的称重气浮装置，其特征在于：所述上部气浮垫（1）表面节流孔附近开有均压槽，用于提高气膜承载能力及耐冲击能力。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114348307B (zh) * 2022-01-20 2023-08-22 浙江工商大学 气浮检测小车及其伸展机构地面模拟实验重力卸载系统

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0509067A1 (en) * 1990-09-07 1992-10-21 FASSAUER, Arthur L. Air-floated apparatus having structural channel member and pressure seal
CN202547673U (zh) * 2012-04-10 2012-11-21 上海宇航系统工程研究所 具有测量和自动调节功能的气浮垫
CN106394946A (zh) * 2016-10-21 2017-02-15 哈尔滨工业大学 多圈独立供气的过缝能力增强型气足
CN106438701A (zh) * 2016-10-21 2017-02-22 哈尔滨工业大学 多节流孔组合式的过缝能力增强型气足
CN112830256A (zh) * 2020-12-31 2021-05-25 合肥工业大学 薄板气浮支承系统弹性稳压装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0509067A1 (en) * 1990-09-07 1992-10-21 FASSAUER, Arthur L. Air-floated apparatus having structural channel member and pressure seal
CN202547673U (zh) * 2012-04-10 2012-11-21 上海宇航系统工程研究所 具有测量和自动调节功能的气浮垫
CN106394946A (zh) * 2016-10-21 2017-02-15 哈尔滨工业大学 多圈独立供气的过缝能力增强型气足
CN106438701A (zh) * 2016-10-21 2017-02-22 哈尔滨工业大学 多节流孔组合式的过缝能力增强型气足
CN112830256A (zh) * 2020-12-31 2021-05-25 合肥工业大学 薄板气浮支承系统弹性稳压装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
带有均压槽的环形气浮垫设计;孙建辉等;《轻工机械》;20131020;第31卷(第05期);80-84 *

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