應(yīng)用于航天器的新型質(zhì)量質(zhì)心測(cè)試系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于航天器地面裝備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種航天器質(zhì)量質(zhì)心測(cè)試系統(tǒng)，具體 地說(shuō)涉及一種長(zhǎng)時(shí)間實(shí)時(shí)檢測(cè)、自驅(qū)升降的高精度質(zhì)量質(zhì)心測(cè)試系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 質(zhì)量質(zhì)心參數(shù)是航天器的關(guān)鍵性能參數(shù)，影響到航天器的軌道控制及推進(jìn)系統(tǒng)的 性能。由于航天器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，元器件繁多，一般理論計(jì)算很難準(zhǔn)確地確定其質(zhì)心的幾何位 置，因此必須進(jìn)行實(shí)際的質(zhì)量質(zhì)心位置測(cè)量。目前，大型航天器質(zhì)量質(zhì)心的測(cè)量主要采用多 點(diǎn)支承質(zhì)量測(cè)量法。多點(diǎn)支承質(zhì)量測(cè)量法用3個(gè)或者更多的質(zhì)量測(cè)量傳感器共同支承測(cè)量 臺(tái)，質(zhì)心是通過(guò)各傳感器相對(duì)基準(zhǔn)中心的位置求矩計(jì)算。
[0003] 在傳統(tǒng)的測(cè)試系統(tǒng)中，測(cè)量臺(tái)一般采用3套梯形絲桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行測(cè)量臺(tái)的升降，采用 人力驅(qū)動(dòng)的方式，通過(guò)扭轉(zhuǎn)梯形升降機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)測(cè)量臺(tái)的升降，一般來(lái)講很難實(shí)現(xiàn)三套機(jī)構(gòu) 的同步升降，同時(shí)操作費(fèi)時(shí)費(fèi)力；同時(shí)傳統(tǒng)的測(cè)試系統(tǒng)采用單次測(cè)量的方法，一次讀取測(cè)試 數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行配重，再次進(jìn)行測(cè)量，需要進(jìn)行多次測(cè)量及配重進(jìn)行修正才能完成質(zhì)心測(cè)試 工作，無(wú)法進(jìn)行實(shí)時(shí)的、長(zhǎng)時(shí)間的測(cè)量工作。這一系列的操作不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且存在安全 隱患。通常完成一個(gè)航天器型號(hào)的質(zhì)心測(cè)量工作需要一天時(shí)間，如果需要進(jìn)一步進(jìn)行三個(gè) 坐標(biāo)的配重，每一次配重又會(huì)對(duì)質(zhì)心三個(gè)坐標(biāo)都產(chǎn)生影響，就必須反復(fù)測(cè)量，其工作量將成 倍增加。
[0004] 在衛(wèi)星批量化生產(chǎn)的要求下，過(guò)長(zhǎng)的測(cè)試時(shí)間是不能接受的。為了縮短測(cè)試流程， 節(jié)約測(cè)試時(shí)間，需要質(zhì)心測(cè)試系統(tǒng)具備實(shí)時(shí)的、長(zhǎng)時(shí)間負(fù)載測(cè)量的功能，同時(shí)測(cè)量臺(tái)需要具 備自驅(qū)同步升降的功能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種應(yīng)用于航天器的新型質(zhì)量 質(zhì)心測(cè)試系統(tǒng)，該測(cè)試系統(tǒng)具備測(cè)量臺(tái)自驅(qū)升降功能，能夠?qū)崿F(xiàn)質(zhì)量質(zhì)心參數(shù)長(zhǎng)時(shí)間、實(shí)時(shí) 監(jiān)測(cè)功能。
[0006] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：
[0007] 一種應(yīng)用于航天器的新型質(zhì)量質(zhì)心測(cè)試系統(tǒng)，包括測(cè)量臺(tái)，用于支撐測(cè)量臺(tái)的三 套稱重傳感器，利用三點(diǎn)測(cè)量的原理，通過(guò)稱重傳感器獲取各位置的質(zhì)量信息，并通過(guò)力矩 平衡原理計(jì)算產(chǎn)品的質(zhì)心信息。
[0008] 所述測(cè)量臺(tái)是由液壓升降模塊通過(guò)同步控制系統(tǒng)控制液壓缸的升降，實(shí)現(xiàn)測(cè)量臺(tái) 的自動(dòng)升降。
[0009] 所述液壓升降模塊用于對(duì)稱重傳感器進(jìn)行卸載保護(hù)，主要由電機(jī)、柱塞栗、電磁換 向閥、同步分流馬達(dá)、調(diào)速閥、液壓鎖、壓力傳感器、油缸和管路組成，采用電動(dòng)機(jī)和柱塞栗 作為動(dòng)力元件，管路上設(shè)有壓力傳感器作為反饋元件，通過(guò)上位機(jī)和PLC來(lái)實(shí)現(xiàn)控制過(guò)程。
[0010] 所述測(cè)量臺(tái)的水平度是由調(diào)平底座在底部配置六套調(diào)節(jié)腳撐，通過(guò)絲杠螺母的調(diào) 節(jié)實(shí)現(xiàn)調(diào)平底座的水平度調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)測(cè)量臺(tái)水平度的調(diào)節(jié)。
[0011] 所述調(diào)平底座為圓盤形廂式結(jié)構(gòu)，內(nèi)部鏤空，在滿足強(qiáng)度及剛度的情況下減少了 用料和自重。
[0012] 所述調(diào)平底座選用球磨鑄鐵材料，對(duì)安裝面進(jìn)行機(jī)械加工以滿足配合要求，上端 安裝面設(shè)置不同分布節(jié)圓的安裝接口，不僅用于適配各個(gè)平臺(tái)的航天器產(chǎn)品，也作為轉(zhuǎn)接 接口進(jìn)行擴(kuò)展。
[0013] 所述稱重傳感器利用應(yīng)變效應(yīng)獲取質(zhì)量信息，支撐稱重傳感器的機(jī)架能夠滿足 3.2t的承載能力，同時(shí)稱重傳感器具備長(zhǎng)時(shí)間負(fù)載能力，在滿載情況下，7天內(nèi)測(cè)量蠕變量 不超過(guò)0.02 %。
[0014] 所述機(jī)架包括千斤頂?shù)鬃⒄{(diào)節(jié)螺桿、鋼球，調(diào)節(jié)螺桿調(diào)節(jié)高度，升降結(jié)束通過(guò)鎖 緊螺母鎖緊，底座上稱重傳感器安裝面的平面度< 〇. 〇2mm，支撐的柱體與稱重傳感器通過(guò)4 個(gè)螺釘連接，為保證稱重傳感器的重復(fù)安裝精度，在4個(gè)螺釘?shù)墓?jié)圓上對(duì)稱位置配打兩個(gè)f 8mm的銷孔。
[0015] 產(chǎn)品的質(zhì)心信息的計(jì)算是通過(guò)測(cè)控系統(tǒng)來(lái)完成，所述測(cè)控系統(tǒng)同時(shí)完成處理、計(jì) 算和顯示功能，所述測(cè)控系統(tǒng)整體采用便攜式工控機(jī)模式，便于攜帶和移動(dòng)。
[0016] 所述測(cè)控系統(tǒng)用于實(shí)現(xiàn)如下功能：
[0017] 1)提供圖形化控制窗口，可控制液壓千斤頂頂出和復(fù)位；
[0018] 2)具有質(zhì)心測(cè)試臺(tái)標(biāo)定相關(guān)模塊；
[0019] 3)圖形化顯示質(zhì)心位置、質(zhì)心偏移方向和距離；
[0020] 4)能夠通過(guò)比較所測(cè)質(zhì)心位置和理論質(zhì)心位置給出配重方案；
[0021] 5)對(duì)產(chǎn)品重量實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，通過(guò)連續(xù)曲線反應(yīng)質(zhì)量質(zhì)心與時(shí)間的關(guān)系；
[0022] 6)對(duì)于超差數(shù)據(jù)給出警示；
[0023] 7)連續(xù)監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示和同步自動(dòng)保存；
[0024] 8)具有歷史搜索能力，能調(diào)出以往各型號(hào)產(chǎn)品的質(zhì)量特性參數(shù)；
[0025] 9)具備測(cè)試結(jié)果文檔自動(dòng)生成和打印報(bào)告的功能，且配套設(shè)備中須包含數(shù)據(jù)打印 設(shè)備。
[0026] 本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，其所帶來(lái)的有益效果如下：
[0027] 本發(fā)明所提供的質(zhì)量質(zhì)心測(cè)試系統(tǒng)，對(duì)傳感器稱量模塊進(jìn)行了改進(jìn)，能夠?qū)崿F(xiàn)高 負(fù)載、長(zhǎng)時(shí)間的承載測(cè)量能力，蠕變性能控制在0.02%以內(nèi)，具備實(shí)時(shí)的、長(zhǎng)時(shí)間負(fù)載測(cè)量 的功能，同時(shí)引入了液壓升降模塊，能夠通過(guò)上位機(jī)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)測(cè)量的自助升降，避免了 以往的人工調(diào)整梯形絲杠的操作，降低了操作風(fēng)險(xiǎn)，提高了工作效率。
【附圖說(shuō)明】
[0028] 下面結(jié)合【附圖說(shuō)明】和【具體實(shí)施方式】對(duì)應(yīng)用于航天器的新型質(zhì)量質(zhì)心測(cè)試系統(tǒng)作 進(jìn)一步說(shuō)明，其中：
[0029] 圖1為本發(fā)明質(zhì)心測(cè)試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030] 圖2為圖1俯視圖；
[0031 ]圖3為本發(fā)明質(zhì)心測(cè)試系統(tǒng)安裝底座的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖4為圖3俯視圖；
[0033]圖5為本發(fā)明質(zhì)心測(cè)試系統(tǒng)稱重傳感器模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖6為本發(fā)明質(zhì)心測(cè)試系統(tǒng)液壓升降系統(tǒng)原理圖；
[0035]圖7為本發(fā)明質(zhì)心測(cè)試系統(tǒng)測(cè)量臺(tái)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖8為本發(fā)明質(zhì)心測(cè)試系統(tǒng)測(cè)控系統(tǒng)流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0037] 下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。以下實(shí)施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù) 人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù) 人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)。這些都屬于本發(fā)明 的保護(hù)范圍。
[0038] 圖1、圖2所示，本發(fā)明所提供的應(yīng)用于航天器的新型質(zhì)量質(zhì)心測(cè)試系統(tǒng)，由調(diào)平底 座1、傳感器稱量模塊2、液壓升降模塊3、測(cè)量臺(tái)4以及測(cè)控系統(tǒng)組成。
[0039] 調(diào)平底座1為所有結(jié)構(gòu)中承重最大的結(jié)構(gòu)，主要由安裝底座10和調(diào)平墊鐵11組成， 如圖3、圖4所示。安裝底座設(shè)計(jì)為圓盤狀，內(nèi)部半鏤空式，此結(jié)構(gòu)可以滿足強(qiáng)度要求，還可以 減少用料和自重。安裝底座上表面留有傳感器支撐和液壓千斤頂支撐座螺紋孔，安裝節(jié)圓 為Φ 1600mm。底座外包絡(luò)直徑為Φ 2100mm;基底總重< 1500kg，滿載變形量< 0 · 05mm。臺(tái)體 材料選用球墨鑄鐵材料。安裝底座下表面安放6塊調(diào)平墊鐵，墊鐵最大垂直高度小于等于 100mm，墊鐵可調(diào)高度大于等于10_。在安裝底座圓周方向均布有8個(gè)吊環(huán)螺釘安裝孔。
[0040] 傳感器