[發明專利]基于反作用力矩的空間轉動機構地面綜合驗證試驗系統

在審

• 申請號: 201711344669.2
• 申請日: 2017-12-15
• 公開（公告）號: CN108168878A
• 公開（公告）日: 2018-06-15
• 發明（設計）人: 黃小凱;劉守文;郭佳誠;陳安然;秦家勇
• 申請（專利權）人: 北京衛星環境工程研究所
• 主分類號: G01M13/02
• 分類號: G01M13/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種基于反作用力矩的空間轉動機構地面綜合驗證試驗系統，包括空系統、低溫系統、溫控系統、轉臺系統和工裝系統；其中，真空系統主要包括真空容器、低真空系統、高真空系統，轉臺系統為單軸轉臺系統或三軸轉臺系統；工裝系統由對接小車、加熱器件固定工裝、產品固定工裝組成。本發明結構簡單、方便移動、安裝、調試和固定，且易于操控，可提供真空+高溫/低溫/溫度變化+反作用力矩綜合應力試驗環境。

技術領域

本發明屬于航天器可靠性強化試驗技術領域，具體來說，本發明涉及一種空間轉動機構地面綜合驗證試驗系統。

背景技術

在航天技術領域，航天器用轉動機構在軌服役階段普遍工作于兩種或多種環境應力同時作用的耦合環境中，如真空+高溫、真空+低溫、真空+溫度變化等等。特別是對于內部含有轉動機構、同時具有較高指向精度要求或力矩輸出特性的航天機電產品(如動量輪、控制力矩陀螺等)，在航天器姿態調整的過程中，其還承受衛星調姿機動施加于產品上的反作用力矩。因此，這類產品經常處于真空+高溫/低溫/溫度變化+反作用力矩的多環境應力綜合作用下。但在目前的地面環境試驗方面，由于綜合試驗設備的缺失，一般僅在真空熱試驗設備中考核該類產品對真空+高溫/低溫/溫度變化環境應力耦合作用的耐受能力，暫無可同時施加真空+高溫/低溫/溫度變化+反作用力矩綜合環境應力的試驗系統。已有的研究結果已經表明，反作用力矩因素對上述機電產品性能的影響不能忽略。而美軍標810和國軍標150A均明確指出：“綜合環境試驗可能比一系列連續的單個試驗更能代表實際環境效應。使用環境中遇到這些條件時，鼓勵進行綜合環境試驗”。可以預見，在航天發展的新階段，儀器設備將更加復雜和先進，對環境的敏感性將進一步增強，多應力綜合作用效應對產品任務可靠性的影響將進一步凸顯。為了適應這種發展的需求，避免航天產品在試驗過程中考核不充分，不能充分暴露產品設計和制造缺陷，十分需要研制一套能夠進行真空+高溫/低溫/溫度變化+反作用力矩綜合環境應力復合加載的試驗系統。

發明內容

基于此，本發明的目的在于提供一種能夠進行真空+高溫/低溫/溫度變化+反作用力矩綜合環境應力復合加載的裝置，用于進行含有轉動機構的航天機電產品的地面驗證試驗。

本發明通過如下技術方案實現：

基于反作用力矩的空間轉動機構地面綜合驗證試驗系統，用于真空+高溫+反作用力矩、低溫+溫度變化+反作用力矩的綜合試驗環境，包括：真空系統、低溫系統、溫控系統、轉臺系統和工裝系統；

其中，真空系統主要包括真空容器、低真空系統、高真空系統，真空容器用于形成密閉空間，低真空系統用于將真空容器內的氣壓降至3Pa水平；高真空系統用于將真空容器內的氣壓由3Pa水平降至優于1.33×10^-3Pa水平；

低溫系統主要包括液氮杜瓦、熱沉、附屬管路和閥門，液氮杜瓦主要用于液氮的存儲，附屬管路將液氮杜瓦和熱沉連接起來，通過閥門控制管路的開、閉，將液氮從液氮杜瓦引入到熱沉；熱沉靠近真空容器內側表面布置，形成近似封閉的“內膽”，為管路+腹板結構，當有液氮在熱沉內流動時，為受試產品提供模擬太空低溫環境；

轉臺系統為單軸轉臺系統或三軸轉臺系統；

其中，工裝系統由對接小車、加熱器件固定工裝、產品固定工裝組成；對接小車設置在真空容器內的導軌上，用作真空容器內其余設備的固定基礎，便于在真空容器內、外的移動；轉臺系統通過螺栓固定在對接小車上，產品固定工裝設置在轉臺系統的轉臺臺面上，并與受試產品連接，保證受試產品以特定的姿態固定在轉臺上；加熱器件固定工裝固定在對接小車上，并與加熱器件連接，用于將加熱器件固定在受試產品周圍的指定位置。

進一步地，真空容器上裝有法蘭，用于容器內、外的電信號傳輸；真空容器內部下側裝有導軌，用于受試產品的承載和移動。

其中，產品固定工裝通過螺接設置在轉臺臺面上。