CN113607359B - 一种空间双稳态薄壁伸展杆扭转刚度测试装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种空间双稳态薄壁伸展杆扭转刚度测试装置，包括水平平台、导轨，夹具组件、静止端模块、旋转端模块、载荷加载模块、扭矩测量模块和扭转角度测量模块，其中导轨位于水平平台上，静止端模块位安装于导轨的一端，旋转端模块安装于导轨的中部，载荷加载模块安装于导轨的另一端；扭矩测量模块用于测量空间双稳态薄壁伸展杆的扭矩，扭转角度测量模块用于测量空间双稳态薄壁伸展杆的扭转角度；双稳态薄壁伸展杆位于静止端模块和旋转端模块之间，并通过夹具进行固定夹紧。本方法具有加载控制精度高、角度测量误差小且测量长度可以调节等优点。
Description
技术领域
本发明属于空间可展开结构技术领域，特别涉及一种空间双稳态薄壁伸展杆扭转刚度测试装置。
背景技术
随着航天事业的快速发展与空间技术的不断进步，空间可展开结构的应用不断增多。双稳态薄壁伸展杆是一类重要的空间可展开结构支撑元件，其可以通过储存的弹性应变能或者是由机械传递驱动等方式在两个结构稳态间变形，实现空间结构的收拢卷曲或展开功能。
典型的空间双稳态薄壁伸展杆包括带状卷尺弹簧支撑杆Storable TubularExtendible Member，STEM、双层带状卷尺弹簧支撑杆bi-STEM、可缠绕管式支撑杆Collapsible Tubular Masts，CTM以及人字形支撑杆Triangular Rollable AndCollapsible，TRAC等。由于这类结构长细比大，抗扭转能力弱，在地面测试这类结构的扭转刚度性能对空间可展开结构的设计和优化至关重要。
目前，一些论文研究已经涉及到空间双稳态薄壁伸展杆扭转刚度测试装置的设计。例如，克里斯托夫·莱克勒克等人设计的扭转刚度测试装置是在装置的旋转端通过使用齿轮传动机构手动控制空间双稳态薄壁伸展杆的扭转角度，而在装置的固定端安装一个扭矩传感器来测量扭矩，空间双稳态薄壁伸展杆的旋转角度则由高速摄像机记录，当杆的一端出现小的局部屈曲时，测试停止，最终得到一条横轴为扭转角度，纵轴为扭矩的曲线，通过计算可得到空间双稳态薄壁伸展杆的扭转刚度C Leclerc,LL Wilson,Miguel A.Bessa,S Pellegrino.Characterization of Ultra-Thin Composite TriangularRollable and Collapsible Booms[C].4th AIAA Spacecraft StructuresConference.2017,1)。胡安·费尔南德斯等人利用两根细绳缠绕在一个圆形零件上，圆形零件与空间双稳态薄壁伸展杆直接相连，通过细绳的左右移动来给空间双稳态薄壁伸展杆施加扭矩。每根细绳上都固定一个拉力传感器，扭矩由拉力传感器与力臂相乘所得，而扭转角度则由高速摄像机拍摄所得，通过计算可得到空间双稳态薄壁伸展杆的扭转刚度。(JuanM.Fernandez.Advanced Deployable Shell-Based Composite Booms For SmallSatellite Structural Applications Including Solar Sails[C].4th InternationalSymposium on Solar Sailing.2017,1。
需要指出的是，上述应用于双稳态薄壁空间伸展杆扭转刚度的测试装置多采用重力加载或手动加载等方式，存在加载控制精度低的问题；转角测量多采用单一扭矩传感器或者数字图像相关的方法，存在角度测量误差大的问题。此外，上述装置存在通用性差，用于不同几何尺寸试样时改动较大等不足。
发明内容
本发明解决的技术问题是：针对上述问题，本发明旨在提出一种面向空间可展开结构应用的，针对双稳态薄壁伸展杆扭转刚度进行地面测试的装置。该装置具有加载控制精度高、角度测量误差小且测量长度可以调节等优点。
本发明的技术方案是：一种空间双稳态薄壁伸展杆扭转刚度测试装置，包括水平平台1、导轨2，夹具组件、静止端模块Ⅰ、旋转端模块Ⅱ、载荷加载模块Ⅲ、扭矩测量模块Ⅳ和扭转角度测量模块Ⅴ，其中导轨2位于水平平台1上，静止端模块Ⅰ位安装于导轨2的一端，旋转端模块Ⅱ安装于导轨2的中部，载荷加载模块Ⅲ安装于导轨2的另一端；扭矩测量模块Ⅳ用于测量空间双稳态薄壁伸展杆的扭矩，扭转角度测量模块Ⅴ用于测量空间双稳态薄壁伸展杆的扭转角度；双稳态薄壁伸展杆位于静止端模块Ⅰ和旋转端模块Ⅱ之间，并通过夹具进行固定夹紧。
本发明进一步的技术方案是：所述静止端模块Ⅰ包括带锁紧功能滑块13、静止端安装座5、键14、静态扭矩传感器16、键27、夹具连接头左8、夹具左19、夹具左224；带锁紧功能滑块13底部锁紧在导轨2上，顶部与静止端安装座5连接；静止端安装座5底部与带锁紧功能滑块13连接，顶部开有通孔，内部加工有键槽，通过键槽与键14的配合将将静止端安装座5和静态扭矩传感器16连接；静态扭矩传感器16两端各有两个连接轴，连接轴上加工有长条形键槽，通过键槽与键14和键27的配合将静态扭矩传感器6与静止端安装座5和夹具连接头左8连接；夹具连接头左8一端设为空心结构，内部加工有键槽，通过键槽与键27的配合将静态扭矩传感器6和夹具连接头左8连接，另一端设计成圆柱状，使得空间双稳态薄壁伸展杆能完全贴合；夹具左由左右两部分组成，中间设计成通孔，便于空间双稳态薄壁伸展杆和夹具连接头左8圆柱端通过，上下两边内部设计有通孔；通过拧紧螺钉，使得夹具连接头左8圆柱端和空间双稳态薄壁伸展杆紧密贴合在一起。
本发明进一步的技术方案是：所述旋转端模块Ⅱ包括夹具右、夹具连接头右12、键327、静态扭矩传感器213、弹性联轴器128、带锁进功能滑块215、光轴14、角度编码器支架16、角度编码器18和弹性联轴器230；夹具右、夹具连接头右12、键327、静态扭矩传感器213的连接情况与静止端模块相同；弹性联轴器128一端与静态扭矩传感器213连接，另一端与光轴14连接定位；光轴14两端分别与弹性联轴器128和弹性联轴器230连接定位；带锁紧功能滑块215底部锁紧在导轨2上，顶部通过滑块上的安装孔与角度编码器支架16连接；角度编码器支架16为L形，中部有一通孔，以便光轴14可以通过，底部与带锁紧功能滑块215连接，顶部与角度编码器18连接；角度编码器18呈圆柱状，中间有一通孔，光轴14穿过其中，通过顶丝定位；弹性联轴器230一端与光轴14连接，另一端与电机输出轴连接定位。
本发明进一步的技术方案是：所述载荷加载模块Ⅲ包括带锁紧功能滑块320、步进电机垫板21、步进电机支架31、行星齿轮减速器32、步进电机33、步进电机控制器17、步进电机驱动板19和24V直流电源22；带锁紧功能滑块320底部通过锁紧在导轨2上，顶部与步进电机垫板21相连；步进电机垫板21与步进电机支架31相连；步进电机支架31呈L形，中间有一通孔使得行星齿轮减速器32输出轴通过；行星齿轮减速器32与步进电机支架31固定，输出轴与弹性联轴器230连接定位；输入端与步进电机33输出轴相连定位；步进电机33与行星齿轮减速器32相连，输出轴插入到行星齿轮减速器32的锥形孔中；步进电机33与步进电机控制器17、步进电机驱动板19和24V直流电源22连接到一起；步进电机控制器17可控制步进电机33的转速和转向。
本发明进一步的技术方案是：所述扭矩测量模块Ⅳ包括两个静态扭矩传感器专用智能数显表和两个静态扭矩传感器；两个静态扭矩传感器分别安装于静止端模块Ⅰ和旋转端模块Ⅱ；两个静态扭矩传感器专用智能数显表分别与两个静态扭矩传感器连接，所测得的扭矩值可直接从静态扭矩传感器专用智能数显表读出。
本发明进一步的技术方案是：所述扭转角度测量模块包括1个角度编码器18和1个角度编码器专用智能数显表；角度编码器18安装于旋转端模块Ⅱ；角度编码器专用智能数显表29与角度编码器18连接；旋转端的扭转角度从角度编码器专用智能数显表读出。
发明效果
本发明的技术效果在于：和现有技术相比，本发明产生的有益效果如下：
1本装置采用了导轨和滑块连接的部件的设计，克服了现有的空间双稳态薄壁空间伸展杆扭转刚度测试装置测试试件长度不能调节的缺陷，取得了空间双稳态薄壁伸展杆扭转刚度测试装置的测试试件长度范围可以调节的效果。
2本装置采用了步进电机加载的部件的设计，克服了现有的空间双稳态薄壁空间伸展杆扭转刚度测试装置采用重力加载或手动加载等方式时，存在加载控制精度低的缺陷，取得了加载控制精度高的效果。
3本装置采用了两个静态扭矩传感器进行测量的部件的设计，互为验证，克服了现有的空间双稳态薄壁空间伸展杆扭转刚度测试装置扭矩采用单个静态扭矩传感器进行测试，测试精度低的缺陷，取得了空间双稳态薄壁伸展杆扭转刚度测试装置扭矩测试精度得以提高的效果。
4本装置采用了扭转角度利用角度编码器直接从旋转端测量的部件的设计，克服了现有的空间双稳态薄壁空间伸展杆扭转刚度测试装置采用数字图像进行测试的相关方法，存在角度测试误差大的缺陷，取得了空间双稳态薄壁伸展杆扭转刚度测试装置角度测试精度得以提高的效果。
5本装置采用了弹性联轴器进行连接的部件设计，克服了现有的空间双稳态薄壁空间伸展杆扭转刚度测试装置扭转角度测试范围有限的缺陷，取得了空间双稳态薄壁伸展杆扭转刚度测试装置所能测试的扭转角度范围较大的效果。
6本装置采用了模块化的部件设计，克服了现有的空间双稳态薄壁空间伸展杆扭转刚度测试装置通用性差，用于不同几何尺寸试样时改动较大的缺陷，取得了针对不同截面形状的空间双稳态薄壁伸展杆可实现夹具快速更换，适用范围广的效果。
附图说明
图1空间双稳态薄壁伸展杆扭转刚度测试装置的夹具。
图2空间双稳态薄壁伸展杆扭转刚度测试装置的夹具连接头。
图3空间双稳态薄壁伸展杆扭转刚度测试装置的静止端安装座。
图4空间双稳态薄壁伸展杆扭转刚度测试装置的步进电机垫板。
图5空间双稳态薄壁伸展杆扭转刚度测试装置的总体结构图。
图6空间双稳态薄壁伸展杆扭转刚度测试装置的各部件标记说明。
图7空间双稳态薄壁伸展杆扭转刚度测试装置的各模块标记说明。
附图标记说明：Ⅰ-静止端模块，Ⅱ-旋转端模块，Ⅲ-载荷加载模块，Ⅳ-扭矩测量模块，Ⅴ-扭转角度测量模块；1-水平平台，2-导轨，3-带锁紧功能滑块1，4-键1，5-静止端安装座，6-静态扭矩传感器1，7-键2，8-夹具连接头左，9-夹具左1,10-空间双稳态薄壁伸展杆,11-夹具右1，12-夹具连接头右，13-静态扭矩传感器2，14-光轴，15-带锁紧功能滑块2，16-角度编码器支架，17-步进电机控制器，18-角度编码器，19-步进电机驱动板，20-带锁紧功能滑块3，21-步进电机垫板，22-24V直流电源，23-静态扭矩传感器专用智能数显表1，24-夹具左2，25-静态扭矩传感器专用智能数显表2，26-夹具右2，27-键3，28-弹性联轴器1，29-角度编码器专用智能数显表，30-弹性联轴器2，31-步进电机支架，32-行星齿轮减速器，33-步进电机。
具体实施方式
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
一种空间双稳态薄壁伸展杆扭转刚度测试装置，扭转刚度测试装置由导轨2，静止端模块Ⅰ、旋转端模块Ⅱ、载荷加载模块Ⅲ、扭矩测量模块Ⅳ、扭转角度测量模块Ⅴ组成，整个测试装置通过2个M6十字槽沉头螺钉固定在水平平台1上。其中，导轨2位于整个扭转刚度测试装置的底部，静止端模块Ⅰ位安装于导轨2的左端，旋转端模块Ⅱ安装于导轨2的中部，载荷加载模块Ⅲ安装于导轨2的右端，扭矩测量模块Ⅳ中的两个静态扭矩传感器6，13安装于静止端模块Ⅰ和旋转端模块Ⅱ上，两个静态扭矩传感器专用智能数显表23，25放置于水平平台1左端，扭转角度测量模块Ⅴ中的1个角度编码器18安装于旋转端模块Ⅱ和载荷加载模块Ⅲ中间，1个角度编码器专用智能数显表29放置于水平平台1右端。
导轨为内置双轴心直线导轨2，外壳材质为铝合金，导轨两边的光轴材质为45钢，光轴经过硬化处理，耐磨性好，单滑块水平安装时导轨可承重不超过30kg，导轨长度可以变化，导轨底部有大小为M6的沉头孔，沉头孔等距间隔，通过沉头孔可将导轨用螺钉固定在水平平台1上。
静止端模块Ⅰ由带锁紧功能滑块13、静止端安装座5、键14、静态扭矩传感器16、键27、夹具连接头左8、夹具左19、夹具左224组成。其中，带锁紧功能滑块13底部通过梅花形旋钮锁紧在导轨2上，可通过调节滑块上的偏心轮调整至所需的松紧程度，顶部通过滑块上的安装孔把静止端安装座5与滑块连接起来；静止端安装座5底部有4个通孔，通过螺钉与带锁紧功能滑块13连接起来，顶部有1个通孔，内部加工有键槽，通过键槽与键14的配合将将静止端安装座5和静态扭矩传感器16连接起来；静态扭矩传感器16两端各有两个连接轴，连接轴上加工有长条形键槽，通过键槽与键14和键27的配合将静态扭矩传感器6与静止端安装座5和夹具连接头左8连接起来；键14和键27的类型为普通平键，材质为45钢；夹具连接头左8一端设计成空心结构，内部加工有键槽，通过键槽与键27的配合将静态扭矩传感器6和夹具连接头左8连接起来，另一端设计成圆柱状，以便空间双稳态薄壁伸展杆能完全贴合；夹具左9，24由左右两部分组成，中间设计成通孔，以便空间双稳态薄壁伸展杆和夹具连接头左8圆柱端通过，上下两边内部设计有通孔，以便螺钉可以穿过。通过拧紧螺钉，使得夹具连接头左8圆柱端和空间双稳态薄壁伸展杆紧密贴合在一起。
旋转端模块Ⅱ由夹具右11，26、夹具连接头右12、键327、静态扭矩传感器213、弹性联轴器128、带锁进功能滑块215、光轴14、角度编码器支架16、角度编码器18、弹性联轴器230组成。其中，夹具右11，26、夹具连接头右12、键327、静态扭矩传感器213的连接情况与静止端模块相同；弹性联轴器128一端与静态扭矩传感器213连接，另一端与光轴14连接，通过两个顶丝来实现轴向和周向定位；光轴14两端分别与弹性联轴器128和弹性联轴器230连接，同样通过顶丝定位；带锁紧功能滑块215底部通过梅花形旋钮锁紧在导轨2上，顶部通过滑块上的安装孔与角度编码器支架16连接；角度编码器支架16设计成L形，中部有一通孔，以便光轴14可以通过，底部与带锁紧功能滑块215连接，顶部与角度编码器18连接；角度编码器18呈圆柱状，中间有一通孔，光轴14穿过其中，同样通过顶丝定位；弹性联轴器230一端与光轴14连接，另一端与电机输出轴连接，通过顶丝定位。
载荷加载模块Ⅲ由带锁紧功能滑块320、步进电机垫板21、步进电机支架31、行星齿轮减速器32、步进电机33、步进电机控制器17、步进电机驱动板19、24V直流电源22组成。其中，带锁紧功能滑块320底部通过梅花形旋钮锁紧在导轨2上，顶部通过螺钉与步进电机垫板21相连；步进电机垫板21底部内置螺母，通过螺钉使其与步进电机支架31相连；步进电机支架31呈L形，中间有一通孔使得行星齿轮减速器32输出轴通过；行星齿轮减速器32通过四个螺钉与步进电机支架31固定，输出轴与弹性联轴器230连接，通过顶丝定位。输入端通过一个锥形孔与步进电机33输出轴相连，通过螺钉定位；步进电机33通过四个螺钉与行星齿轮减速器32相连，输出轴插入到行星齿轮减速器32的锥形孔中。步进电机33通过杜邦线与步进电机控制器17、步进电机驱动板19和24V直流电源22连接到一起；步进电机控制器17操作面板上有1个调速旋钮和3个按钮。通过调节调速旋钮，可控制步进电机33的转速，3个按钮分别对应正转、停止和反转的功能，通过按下正转或反转按钮，可控制步进电机33的转向。
扭矩测量模块Ⅳ由两个静态扭矩传感器专用智能数显表23，25和两个静态扭矩传感器6，13组成。其中，两个静态扭矩传感器6，13分别安装于静止端模块Ⅰ和旋转端模块Ⅱ；两个静态扭矩传感器专用智能数显表23，25通过插头分别与两个静态扭矩传感器6，13连接，所测得的扭矩值可直接从静态扭矩传感器专用智能数显表23，25读出。
扭转角度测量模块由1个角度编码器18和1个角度编码器专用智能数显表29组成。其中，角度编码器18安装于旋转端模块Ⅱ；角度编码器专用智能数显表29通过插头与角度编码器18连接。旋转端的扭转角度可直接从角度编码器专用智能数显表29读出。
所述空间双稳态薄壁伸展杆扭转刚度测试装置采用导轨2和带锁紧功能滑块3，15，20的连接方式，使得空间双稳态薄壁伸展杆扭转刚度测试装置的测量长度范围可以调节。
所述空间双稳态薄壁伸展杆扭转刚度测试装置采用步进电机加载，通过步进电机控制器17可控制加载速度和加载方向，加载控制精度较高。
所述空间双稳态薄壁伸展杆扭转刚度测试装置采用两个静态扭矩传感器6，13进行扭矩测量，互为验证，采用角度编码器18直接从旋转端测量扭转角度，测量精度较高。
所述空间双稳态薄壁伸展杆扭转刚度测试装置采用弹性联轴器28，30进行连接，使得测试装置所能测试的扭转角度范围较大。
所述空间双稳态薄壁伸展杆扭转刚度测试装置采用模块化设计，针对不同截面形状的空间双稳态薄壁伸展杆可实现夹具快速更换，适用范围广。
下面结合附图对本发明进行详细描述。
步骤一：首先将导轨固定在水平平台1上，然后分别将静止端模块Ⅰ和旋转端模块Ⅱ中的带锁紧功能的滑块3，15装入导轨2中，根据所要测试的空间双稳态薄壁伸展杆的长度调节带锁紧功能的滑块3，15在导轨2上的位置，确定好带锁紧功能的滑块3，15的位置之后通过旋紧带锁紧功能的滑块上的梅花形旋钮将静止端模块Ⅰ和旋转端模块Ⅱ固定在导轨上2。
步骤二：将载荷加载模块Ⅲ中的带锁紧功能的滑块320装入导轨2中，将行星齿轮减速器32的输出轴与光轴14分别插入弹性联轴器230的两端，拧紧弹性联轴器230上的四个顶丝，同时旋紧带锁紧功能的滑块320上的梅花形旋钮。
步骤三：将空间双稳态薄壁伸展杆贴合在夹具连接头8，12的圆柱端，拧紧静止端模块Ⅰ和旋转端模块Ⅱ中夹具上的螺钉。
步骤四：将步进电机33通过杜邦线与步进电机控制器17、步进电机驱动板19和24V直流电源22连接到一起，将两个静态扭矩传感器专用智能数显表23，25通过插头分别与两个静态扭矩传感器6，13连接，将角度编码器专用智能数显表29通过插头与角度编码器18连接。
步骤五：将3个智能数显表23，25，29和24V直流电源22的插头插入插座，调节步进电机控制器17上的旋钮，调节到所需要的转速和转向，3个智能数显表23，25，29分别进行归零操作。
步骤六：开始进行空间双稳态薄壁伸展杆扭转刚度的测试。
空间双稳态薄壁伸展杆扭转刚度测试装置具体的工作流程为：
Step1：将所有模块安装到位，根据所测试的空间双稳态薄壁伸展杆试件的长度，将滑块3，15调节至导轨2合适的位置，旋紧滑块上的梅花形旋钮；
Step2：将要测试的空间双稳态薄壁伸展杆试件贴合在夹具连接头8，12上，拧紧夹具9，11，24，26上的螺钉；
Step3：将所有传感器6，13，18与数显表23，25，29连接到位，将步进电机33、步进电机控制器17、步进电机驱动板19和24V直流电源22连接到位；
Step4：通电，调节步进电机33至所需要的转速和转向，对智能数显表23，25，29分别进行归零操作；
Step5：按下步进电机控制器17上的正转或反转按钮，旋转端模块Ⅱ开始旋转，扭矩值从静态扭矩传感器专用智能数显表23，25读出，扭转角度从角度编码器专用智能数显表29读出，记录下数值，重复操作，得到一组关于空间双稳态薄壁伸展杆扭转角度和扭矩的数据，绘制出扭转角度和扭矩的曲线，进而得到空间双稳态薄壁伸展杆的扭转刚度。
Claims (3)
1.一种空间双稳态薄壁伸展杆扭转刚度测试装置，其特征在于：包括水平平台(1)、导轨(2)，夹具组件、静止端模块(Ⅰ)、旋转端模块(Ⅱ)、载荷加载模块(Ⅲ)、扭矩测量模块(Ⅳ)和扭转角度测量模块(Ⅴ)，其中导轨(2)位于水平平台(1)上，静止端模块(Ⅰ)位安装于导轨(2)的一端，旋转端模块(Ⅱ)安装于导轨(2)的中部，载荷加载模块(Ⅲ)安装于导轨(2)的另一端；扭矩测量模块(Ⅳ)用于测量空间双稳态薄壁伸展杆的扭矩，扭转角度测量模块(Ⅴ)用于测量空间双稳态薄壁伸展杆的扭转角度；双稳态薄壁伸展杆位于静止端模块(Ⅰ)和旋转端模块(Ⅱ)之间，并通过夹具进行固定夹紧；
所述静止端模块(Ⅰ)包括带锁紧功能滑块1(3)、静止端安装座(5)、键1(4)、静态扭矩传感器1(6)、键2(7)、夹具连接头左(8)、夹具左1(9)、夹具左2(24)；带锁紧功能滑块1(3)底部锁紧在导轨(2)上，顶部与静止端安装座(5)连接；静止端安装座(5)底部与带锁紧功能滑块1(3)连接，顶部开有通孔，内部加工有键槽，通过键槽与键1(4)的配合将将静止端安装座(5)和静态扭矩传感器1(6)连接；静态扭矩传感器1(6)两端各有两个连接轴，连接轴上加工有长条形键槽，通过键槽与键1(4)和键2(7)的配合将静态扭矩传感器(6)与静止端安装座(5)和夹具连接头左(8)连接；夹具连接头左(8)一端设为空心结构，内部加工有键槽，通过键槽与键2(7)的配合将静态扭矩传感器(6)和夹具连接头左(8)连接，另一端设计成圆柱状，使得空间双稳态薄壁伸展杆能完全贴合；夹具左由左右两部分组成，中间设计成通孔，便于空间双稳态薄壁伸展杆和夹具连接头左(8)圆柱端通过，上下两边内部设计有通孔；通过拧紧螺钉，使得夹具连接头左(8)圆柱端和空间双稳态薄壁伸展杆紧密贴合在一起；
所述旋转端模块(Ⅱ)包括夹具右、夹具连接头右(12)、键3(27)、静态扭矩传感器2(13)、弹性联轴器1(28)、带锁进功能滑块2(15)、光轴(14)、角度编码器支架(16)、角度编码器(18)和弹性联轴器2(30)；夹具右、夹具连接头右(12)、键3(27)、静态扭矩传感器2(13)的连接情况与静止端模块相同；弹性联轴器1(28)一端与静态扭矩传感器2(13)连接，另一端与光轴(14)连接定位；光轴(14)两端分别与弹性联轴器1(28)和弹性联轴器2(30)连接定位；带锁紧功能滑块2(15)底部锁紧在导轨(2)上，顶部通过滑块上的安装孔与角度编码器支架(16)连接；角度编码器支架(16)为L形，中部有一通孔，以便光轴(14)可以通过，底部与带锁紧功能滑块2(15)连接，顶部与角度编码器(18)连接；角度编码器(18)呈圆柱状，中间有一通孔，光轴(14)穿过其中，通过顶丝定位；弹性联轴器2(30)一端与光轴(14)连接，另一端与电机输出轴连接定位；
所述载荷加载模块(Ⅲ)包括带锁紧功能滑块3(20)、步进电机垫板(21)、步进电机支架(31)、行星齿轮减速器(32)、步进电机(33)、步进电机控制器(17)、步进电机驱动板(19)和24V直流电源(22)；带锁紧功能滑块3(20)底部通过锁紧在导轨(2)上，顶部与步进电机垫板(21)相连；步进电机垫板(21)与步进电机支架(31)相连；步进电机支架(31)呈L形，中间有一通孔使得行星齿轮减速器(32)输出轴通过；行星齿轮减速器(32)与步进电机支架(31)固定，输出轴与弹性联轴器2(30)连接定位；输入端与步进电机(33)输出轴相连定位；步进电机(33)与行星齿轮减速器(32)相连，输出轴插入到行星齿轮减速器(32)的锥形孔中；步进电机(33)与步进电机控制器(17)、步进电机驱动板(19)和24V直流电源(22)连接到一起；步进电机控制器(17)可控制步进电机(33)的转速和转向。
2.如权利要求1所述的一种空间双稳态薄壁伸展杆扭转刚度测试装置，其特征在于：所述扭矩测量模块(Ⅳ)包括两个静态扭矩传感器专用智能数显表和两个静态扭矩传感器；两个静态扭矩传感器分别安装于静止端模块(Ⅰ)和旋转端模块(Ⅱ)；两个静态扭矩传感器专用智能数显表分别与两个静态扭矩传感器连接，所测得的扭矩值可直接从静态扭矩传感器专用智能数显表读出。
3.如权利要求1所述的一种空间双稳态薄壁伸展杆扭转刚度测试装置，其特征在于：所述扭转角度测量模块包括1个角度编码器(18)和1个角度编码器专用智能数显表；
角度编码器(18)安装于旋转端模块(Ⅱ)；角度编码器专用智能数显表(29)与角度编码器(18)连接；旋转端的扭转角度从角度编码器专用智能数显表读出。
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