CN114414145B - 帆板驱动机构转动惯量模拟装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种帆板驱动机构转动惯量模拟装置，包括支撑框架以及安装在支撑框架上的主输出轴惯量模拟组件和副输出轴惯量模拟组件，所述主输出轴惯量模拟组件和副输出轴惯量模拟组件之间设置有容纳空间，容纳空间用于安装驱动机构，所述主输出轴惯量模拟组件、副输出轴惯量模拟组件分别连接驱动机构的两端，驱动机构能够驱动主输出轴惯量模拟组件和副输出轴惯量模拟组件，所述主输出轴惯量模拟组件和副输出轴惯量模拟组件的质量能够被设定，进而匹配不同规格的所述驱动机构。本发明通过启动驱动机构将上部负载安装板和下部负载安装板同时带动，进而可以满足同时模拟两个输出轴转动惯量的问题。

Description

帆板驱动机构转动惯量模拟装置

技术领域

本发明涉及卫星工程领域，具体地，涉及帆板驱动机构转动惯量模拟装置。

背景技术

太阳帆板驱动机构是卫星、飞船、空间站等航天器的重要组成部分，作用是带动太阳帆板转动，能够让太阳帆板始终正对着太阳，从而能最大程度的获得太阳能，为卫星的运行提供更多的能量。因而验证驱动机构的可靠性显得尤其重要，寿命试验作为检验机构可靠性的方式之一，通常的做法是将驱动机构置于高低温箱中，施加一定的负载转动惯量，在高低温循环条件下，连续运行一定的时间，来检测的机构的可靠性；

因此，需要提供一种外包络紧凑，能够放置于高低温箱内，并能按需求模拟两个输出轴转动惯量的装置来解决上述问题；

专利文献CN103674426B公开了一种无级可调的转动惯量模拟装置，通过对配重块质量、轮盘质量及轮盘半径的匹配设计，容易实现不同量级、不同区间的转动惯量模拟，但是此惯量模拟装置，不能对双输出轴驱动机构同时进行惯量模拟，本惯量模拟装置，在制作过程中没有任何的防护结构的体现，无法配合航天驱动机构在高低温循环条件下进行检测，体现出此装置的局限性。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供帆板驱动机构转动惯量模拟装置。

根据本发明提供的一种帆板驱动机构转动惯量模拟装置，包括支撑框架以及安装在支撑框架上的主输出轴惯量模拟组件和副输出轴惯量模拟组件，所述主输出轴惯量模拟组件和副输出轴惯量模拟组件之间设置有容纳空间，容纳空间用于安装驱动机构，所述主输出轴惯量模拟组件、副输出轴惯量模拟组件分别连接驱动机构的两端，驱动机构能够驱动主输出轴惯量模拟组件和副输出轴惯量模拟组件，所述主输出轴惯量模拟组件和副输出轴惯量模拟组件的质量能够被设定，进而匹配不同规格的所述驱动机构；

优选的，所述主输出轴惯量模拟组件和副输出轴惯量模拟组件在支撑框架的中心线上呈对称分布；

优选地，所述主输出轴惯量模拟组件包括第一螺纹销，所述第一螺纹销均安装在驱动机构的顶端，所述第一螺纹销的一端安装有第一输出轴连接件，所述第一输出轴连接件的顶端安装有第一十字滑块联轴器，所述第一十字滑块联轴器的顶端安装有上部负载安装板，所述上部负载安装板的设置有上部负载配重块，所述上部负载安装板的顶端安装有安装板连接件，所述安装板连接件的顶端安装有上部负载支撑轴，所述上部负载支撑轴的表面设置有第一平面推力球轴承；

优选地，所述副输出轴惯量模拟组件包括第二螺纹销，所述第二螺纹销均安装在驱动机构的底端，所述第二螺纹销的底端设置有第二输出轴连接件，所述第二输出轴连接件的底端安装有第二十字滑块联轴器，所述第二十字滑块联轴器的底端设置有下部负载支撑轴，所述下部负载支撑轴底端的中间处设置有下部负载安装板，所述下部负载安装板的顶端均安装有下部负载配重块，所述下部负载支撑轴底端的表面安装有第二平面推力球轴承；

优选地，所述第一螺纹销在第一输出轴连接件上设置有若干组，且若干组第一螺纹销在第一输出轴连接件上呈等间距分布；

优选地，所述下部负载安装板的表面设置有多组通孔；

优选地，所述支撑框架包括框架横向杆，所述框架横向杆均设置在支撑框架的顶端和底端，所述框架横向杆的两侧均安装有框架竖杆，所述框架竖杆的中间均设置有框架纵向杆，所述框架横向杆与框架竖杆的拐角处均安装有连接角件，所述框架横向杆顶端和底端的表面分别安装有T型连接板；

优选地，所述T型连接板的中间均安装有两组连接杆，第一组所述连接杆的中间设置有上部轴承座，第二组所述连接杆的中间设置有下部轴承座；

优选地，所述框架横向杆与框架竖杆相互配合构成长方形的框架；

优选地，所述连接角件在支撑框架顶端和底端的拐角处分别设置有两组，且第一组连接角件和第二组连接角件每组都为四个；

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明通过第一螺纹销的设置，将驱动机构的一端与第一十字滑块联轴器进行连接，然后利用第二螺纹销将驱动机构的另一端与第二十字滑块联轴器进行对接，通过上部负载安装板和下部负载安装板表面的通孔，能够将不同规格的上部负载配重块和下部负载配重块在其表面进行固定，紧接着启动驱动机构将上部负载安装板和下部负载安装板同时带动，进而可以满足同时模拟两个输出轴转动惯量的问题；

2、本发明通过连接角件在框架横向杆和框架竖杆的拐角设计，还利用框架纵向杆在框架横向杆和框架竖杆中间的安装，使支撑框架整体的连接强度进行强化，进而提高了此模拟装置的使用寿命；

3、本发明通过各种模块化的设计，使此装置在前期的安装和后期的拆卸时更加的便捷，进而避免了操作人员在操作过程中可能出现过多的繁琐步骤，减少了此装置在检测过程中的意外发生；

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为本发明的主体立面结构示意图；

图2为本发明的主体正视结构示意图；

图3为本发明的支撑框架立体结构示意图；

图4为本发明的主输出轴惯量模拟组件结构示意图；

图5为本发明的副输出轴惯量模拟组件结构示意图；

图中示出：1、支撑框架；2、主输出轴惯量模拟组件；3、副输出轴惯量模拟组件；4、驱动机构；5、框架横向杆；6、框架竖杆；7、框架纵向杆；8、上部轴承座；9、下部轴承座；10、连接角件；11、驱动机构安装板；12、T型连接板；13、连接杆；14、上部负载安装板；15、安装板连接件；16、上部负载支撑轴；17、第一平面推力球轴承；18、第一十字滑块联轴器；19、第一输出轴连接件；20、第一螺纹销；21、上部负载配重块；22、下部负载安装板；23、下部负载支撑轴；24、第二输出轴连接件；25、第二十字滑块联轴器；26、第二平面推力球轴承；27、下部负载配重块；28、第二螺纹销。

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，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

请参阅图1、图2、图4和图5，本发明提供了：一种帆板驱动机构转动惯量模拟装置，包括支撑框架1以及安装在支撑框架1上的主输出轴惯量模拟组件2和副输出轴惯量模拟组件3，主输出轴惯量模拟组件2和副输出轴惯量模拟组件3之间设置有容纳空间，容纳空间用于安装驱动机构4，主输出轴惯量模拟组件2、副输出轴惯量模拟组件3分别连接驱动机构4的两端，驱动机构4能够驱动主输出轴惯量模拟组件2和副输出轴惯量模拟组件3，主输出轴惯量模拟组件2和副输出轴惯量模拟组件3的质量能够被设定，进而匹配不同规格的驱动机构4，主输出轴惯量模拟组件2和副输出轴惯量模拟组件3在支撑框架1的中心线上呈对称分布，(框架的中心轴线上)主输出轴惯量模拟组件2包括第一螺纹销20，第一螺纹销20均安装在驱动机构4的顶端，第一螺纹销20的一端安装有第一输出轴连接件19，第一输出轴连接件19的顶端安装有第一十字滑块联轴器18，第一十字滑块联轴器18的顶端安装有上部负载安装板14，上部负载安装板14的设置有上部负载配重块21，上部负载安装板14的顶端安装有安装板连接件15，安装板连接件15的顶端安装有上部负载支撑轴16，上部负载支撑轴16的表面设置有第一平面推力球轴承17，副输出轴惯量模拟组件3包括第二螺纹销28，第二螺纹销28均安装在驱动机构4的底端，第二螺纹销28的底端设置有第二输出轴连接件24，第二输出轴连接件24的底端安装有第二十字滑块联轴器25，第二十字滑块联轴器25的底端设置有下部负载支撑轴23，下部负载支撑轴23底端的中间处设置有下部负载安装板22，下部负载安装板22的顶端均安装有下部负载配重块27，下部负载支撑轴23底端的表面安装有第二平面推力球轴承26；

第一螺纹销20在第一输出轴连接件19上设置有若干组，且若干组第一螺纹销20在第一输出轴连接件19上呈等间距分布，下部负载安装板22的表面设置有多组通孔；

主输出轴惯量模拟组件2，主要由上部负载支撑轴16将整个组件支撑在框架1上，上部负载支撑轴16与支撑框架1的上部中的上部轴承座8之间通过平面推力球轴承17连接，减少旋转过程中的摩擦阻力，上部负载安装板14用于安装上部负载配重块21，通过安装板连接件15与上部负载支撑轴16连接，十字滑块联轴器18，一端与上部负载支撑轴16连接，另一端与输出轴连接件19连接，十字滑块联轴器18容许较大的径向和角向偏差，可避免上部负载组件旋转中心与驱动机构旋转中心不同轴，而对驱动机构产生的不利影响，输出轴连接件19与螺纹销20之间为较小间隙配合，使用时，螺纹销20螺纹部分拧紧在主输出轴上，螺纹销20仅仅用来传递转动惯量，不会讲上部负载的一部分重力传递到主输出轴上；

副输出轴惯量模拟组件3，主要由下部负载支撑轴23将整个组件支撑在框架1上，下部负载支撑轴23与支撑框架1的下部中的下部轴承座9之间通过平面推力球轴承26连接，减少旋转过程中的摩擦阻力，下部负载安装板22用于安装下部负载配重块27，直接与下部负载支撑轴23连接，十字滑块联轴器25，一端与下部负载支撑轴23连接，另一端与输出轴连接件24连接，十字滑块联轴器25容许较大的径向和角向偏差，可避免下部负载组件旋转中心与驱动机构旋转中心不同轴，而对驱动机构产生的不利影响，输出轴连接件24与螺纹销28之间为较小间隙配合，使用时，螺纹销28螺纹部分拧紧在副输出轴上，螺纹销28仅仅用来传递转动惯量，不会将下部负载的一部分重力传递到副输出轴上；

请参阅图3，支撑框架1包括框架横向杆5，框架横向杆5均设置在支撑框架1的顶端和底端，框架横向杆5的两侧均安装有框架竖杆6，框架竖杆6的中间均设置有框架纵向杆7，框架横向杆5与框架竖杆6的拐角处均安装有连接角件10，框架横向杆5顶端和底端的表面分别安装有T型连接板12，T型连接板12的中间均安装有两组连接杆13，第一组连接杆13的中间设置有上部轴承座8，第二组连接杆13的中间设置有下部轴承座9，驱动机构4的底端安装有驱动机构安装板11，框架横向杆5与框架竖杆6相互配合构成长方形的框架，连接角件10在支撑框架1顶端和底端的拐角处分别设置有两组，且第一组连接角件10和第二组连接角件10每组都为四个；

支撑框架为铝型材拼接的框架式结构，框架主体为一个长方形的框架，框架横向杆5和框架竖杆6两端中心均有一个M8的螺纹孔，通过螺钉连接至连接角件10上，框架纵向7通过角槽连接件安装至框架相应位置，用于安装上部轴承座8和下部轴承座9的四根框架竖杆额外增加两个T型连接板12，轴承座8和轴承座9通过螺钉安装于框架上下中心位置，驱动机构安装板11用螺钉安装于框架纵向杆7上。

本发明的工作原理如下：

首先，将框架横向杆5和框架竖杆6在连接角件10的作用下进行连接，再利用角槽连接件，将框架纵向杆7安装在框架竖杆6的中间，随后利用T型连接板12将连接杆13进行固定在支撑框架1上方和下方的中间，进而上部轴承座8和下部轴承座9在T型连接板12的中间部位可通过螺钉进行安装；

其次，将驱动机构4在驱动机构安装板11的位置处进行安装，紧接着通过第一螺纹销20和上部负载支撑轴16，使驱动机构4的一端与上部轴承座8进行连接，再通过第二螺纹销28和下部负载支撑轴23的自身特性，将驱动机构4的另一端与下部轴承座9进行对接，而上部负载支撑轴16与上部轴承座8之间设置的第一平面推力球轴承17和下部负载支撑轴23与下部轴承座9之间设置的第二平面推力球轴承26，将有效的减少摩擦力，然后将上部负载安装板14表面的上部负载配重块21和下部负载安装板22表面的下部负载配重块27，分别通过需求进行更换到合适的规格，再通过驱动机构4将上部负载安装板14和下部负载配重块27的带动，进而可以满足同时模拟两个输出轴转动惯量的问题。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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申请和简化描述，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申请的限制。

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化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (7)

1.一种帆板驱动机构转动惯量模拟装置，其特征在于，包括支撑框架（1）以及安装在支撑框架（1）上的主输出轴惯量模拟组件（2）和副输出轴惯量模拟组件（3），所述主输出轴惯量模拟组件（2）和副输出轴惯量模拟组件（3）之间设置有容纳空间，容纳空间用于安装驱动机构（4），所述主输出轴惯量模拟组件（2）、副输出轴惯量模拟组件（3）分别连接驱动机构（4）的两端，驱动机构（4）能够驱动主输出轴惯量模拟组件（2）和副输出轴惯量模拟组件（3），

所述主输出轴惯量模拟组件（2）和副输出轴惯量模拟组件（3）的质量能够被设定，进而匹配不同规格的所述驱动机构（4）；

所述主输出轴惯量模拟组件（2）和副输出轴惯量模拟组件（3）在支撑框架（1）的中心线上呈对称分布；

所述主输出轴惯量模拟组件（2）包括第一螺纹销（20），所述第一螺纹销（20）均安装在驱动机构（4）的顶端，所述第一螺纹销（20）的一端安装有第一输出轴连接件（19），所述第一输出轴连接件（19）的顶端安装有第一十字滑块联轴器（18），所述第一十字滑块联轴器（18）的顶端安装有上部负载安装板（14），所述上部负载安装板（14）上设置有上部负载配重块（21），所述上部负载安装板（14）的顶端安装有安装板连接件（15），所述安装板连接件（15）的顶端安装有上部负载支撑轴（16），所述上部负载支撑轴（16）的表面设置有第一平面推力球轴承（17）；

所述副输出轴惯量模拟组件（3）包括第二螺纹销（28），所述第二螺纹销（28）均安装在驱动机构（4）的底端，所述第二螺纹销（28）的底端设置有第二输出轴连接件（24），所述第二输出轴连接件（24）的底端安装有第二十字滑块联轴器（25），所述第二十字滑块联轴器（25）的底端设置有下部负载支撑轴（23），所述下部负载支撑轴（23）底端的中间处设置有下部负载安装板（22），所述下部负载安装板（22）的顶端均安装有下部负载配重块（27），所述下部负载支撑轴（23）底端的表面安装有第二平面推力球轴承（26）。

2.根据权利要求1所述的帆板驱动机构转动惯量模拟装置，其特征在于，所述第一螺纹销（20）在第一输出轴连接件（19）上设置有若干组，且若干组第一螺纹销（20）在第一输出轴连接件（19）上呈等间距分布。

3.根据权利要求1所述的帆板驱动机构转动惯量模拟装置，其特征在于，所述下部负载安装板（22）的表面设置有多组通孔。

4.根据权利要求1所述的帆板驱动机构转动惯量模拟装置，其特征在于，所述支撑框架（1）包括框架横向杆（5），所述框架横向杆（5）均设置在支撑框架（1）的顶端和底端，所述框架横向杆（5）的两侧均安装有框架竖杆（6），所述框架竖杆（6）的中间均设置有框架纵向杆（7），所述框架横向杆（5）与框架竖杆（6）的拐角处均安装有连接角件（10），所述框架横向杆（5）顶端和底端的表面分别安装有T型连接板（12）。

5.根据权利要求4所述的帆板驱动机构转动惯量模拟装置，其特征在于，所述T型连接板（12）的中间均安装有两组连接杆（13），第一组所述连接杆（13）的中间设置有上部轴承座（8），第二组所述连接杆（13）的中间设置有下部轴承座（9）。

6.根据权利要求4所述的帆板驱动机构转动惯量模拟装置，其特征在于，所述框架横向杆（5）与框架竖杆（6）相互配合构成长方形的框架。

7.根据权利要求4所述的帆板驱动机构转动惯量模拟装置，其特征在于，所述连接角件（10）在支撑框架（1）顶端和底端的拐角处分别设置有两组，且第一组连接角件（10）和第二组连接角件（10）每组都为四个。