[發(fā)明專利]基于氣浮臺的噴氣微沖量測量裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611086713.X
• 申請日: 2016-11-30
• 公開（公告）號: CN106989854B
• 公開（公告）日: 2019-04-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 向東;李新峰;李宗峰;魏偉
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G01L5/00
• 分類號: G01L5/00
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所 23109
• 代理人: 高志光

基于氣浮臺的噴氣微沖量測量裝置，它涉及一種微沖量測量裝置，以解決現(xiàn)有推進(jìn)器的微沖量測量裝置存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜，難以排除機(jī)械摩擦和阻尼的干擾，測量精度較低的問題，它包括框架、氣浮臺基座、扭矩傳感器、高壓氣瓶、氣浮臺底座、氣浮軸承、沖量發(fā)生器和發(fā)生器托架；所述氣浮臺基座的上表面上布置有氣浮軸承，所述高壓氣瓶布置在所述氣浮臺底座上，所述扭矩傳感器的旋轉(zhuǎn)軸的上端安裝在外部框架的上部，所述扭矩傳感器的旋轉(zhuǎn)軸的下端與連接軸的上端連接，連接軸的下端與所述氣浮臺底座的中部連接；所述發(fā)生器托架可拆卸安裝在氣浮臺底座的上表面上，所述發(fā)生器托架上安裝有沖量發(fā)生器。本發(fā)明用于微推進(jìn)器微沖量的測量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種微沖量測量裝置，具體涉及一種基于氣浮臺的噴氣微沖量裝置，屬于微推進(jìn)技術(shù)測試領(lǐng)域。

背景技術(shù)

噴氣式微推進(jìn)器是空間微推進(jìn)技術(shù)領(lǐng)域的主要推進(jìn)方式，有冷氣也有熱氣推進(jìn)，對于 mN級甚至以下級別的推力器，其主要技術(shù)參數(shù)是微沖量輸出大小，微沖量的輸出持續(xù)時間最短可能為幾十毫秒，目前還沒有直接測量這種級別的沖量的傳感器，而傳統(tǒng)的直接測量力來積分的方法并不適用于此類沖量的測量(響應(yīng)時間不夠，測量精度很差)，在目前已經(jīng)檢索到的文獻(xiàn)和專利申請中，主要有以下幾種測量噴氣微推沖量的測量設(shè)備：公開號為 CN104374506A的基于激光多普勒測量器的懸擺式微沖量測試裝置及測試方法，公開號為 CN102072790A的基于電磁阻尼式測量的微小沖量測量裝置，這些測量系統(tǒng)存在以下問題： 1、測量系統(tǒng)復(fù)雜且造價較高；2、系統(tǒng)中難以排除機(jī)械摩擦和阻尼的干擾，精度不夠；3、系統(tǒng)中部分關(guān)鍵參數(shù)標(biāo)定困難(系統(tǒng)轉(zhuǎn)動慣量、電磁阻尼系數(shù))。因此需要設(shè)計一種新的低成本、便于實現(xiàn)、精度高的測量裝置。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是為解決現(xiàn)有推進(jìn)器的微沖量測量裝置存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜，難以排除機(jī)械摩擦和阻尼的干擾，測量精度較低的問題，進(jìn)而提供一種基于氣浮臺的噴氣微沖量測量裝置。

本發(fā)明為解決上述問題采取的技術(shù)方案是：基于氣浮臺的噴氣微沖量測量裝置包括外部框架、氣浮臺基座、扭矩傳感器、高壓氣瓶、氣浮臺底座、氣浮軸承、沖量發(fā)生器和發(fā)生器托架；

所述氣浮臺基座的上表面上布置有氣浮軸承，所述外部框架布置在所述氣浮軸承的上部，所述氣浮臺底座布置在所述外部框架內(nèi)，所述高壓氣瓶布置在所述氣浮臺底座上，所述扭矩傳感器的旋轉(zhuǎn)軸豎向布置，所述扭矩傳感器的旋轉(zhuǎn)軸的上端安裝在外部框架的上部，所述扭矩傳感器的旋轉(zhuǎn)軸的下端與豎向設(shè)置的連接軸的上端連接，所述連接軸的下端與所述氣浮臺底座的中部連接；

所述發(fā)生器托架可拆卸安裝在氣浮臺底座的上表面上，所述發(fā)生器托架能沿垂直于所述連接軸的軸向水平移動，所述發(fā)生器托架上安裝有沖量發(fā)生器，沖量發(fā)生器噴射方向與發(fā)生器托架的移動方向垂直，所述高壓氣瓶經(jīng)管道給沖量發(fā)生器供氣。

本發(fā)明的有益效果是：一、本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計合理，整個測量裝置安裝于一個平面氣浮臺基座上，氣浮臺底座與外部框架通過一個靜扭矩傳感器相連，可以測量氣浮臺的旋轉(zhuǎn)扭矩。當(dāng)氣浮臺浮起時，整個機(jī)構(gòu)只受扭矩傳感器的約束，因此，噴氣的反推力全部作用于扭矩傳感器的彈性扭桿上，而沒有其他機(jī)械摩擦力和阻尼的干擾。能夠有效地避免機(jī)構(gòu)摩擦和阻尼帶來的干擾，同時，不需要測量系統(tǒng)轉(zhuǎn)動慣量，只需要記錄測量過程中的噴嘴前端壓力和扭矩傳感器扭矩值即可。二、本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計合理，測量精度較高，使用本發(fā)明裝置對噴力為40mN的噴嘴輸出10ms的沖量進(jìn)行測量，測量重復(fù)誤差不高于8％；輸出20ms的沖量進(jìn)行測量，測量重復(fù)誤差不高于5％。滿足設(shè)計要求和實際需要。

附圖說明

圖1為本發(fā)明噴氣微沖量測量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖及具體實施方式對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步地說明。