[發(fā)明專利]一種艙門展開力矩自動(dòng)測量系統(tǒng)

在審

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• 申請日: 2020-07-20
• 公開（公告）號: CN111855050A
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅斌;陳鳴亮;歐紅旗;張文明;郭欣宇;劉豐瑞;常世杰;秦凱;鄭權(quán);楊顏志;徐清華
• 申請（專利權(quán)）人: 上海宇航系統(tǒng)工程研究所
• 主分類號: G01L3/04
• 分類號: G01L3/04
• 代理公司: 上海航天局專利中心 31107
• 代理人: 孫瑜

本發(fā)明公開了一種艙門展開力矩自動(dòng)測量系統(tǒng)，包括：艙門、立柱、測量裝置、滑動(dòng)裝置、圓弧導(dǎo)軌、齒條、底板、艙體結(jié)構(gòu)。其中，艙門是測量對象，通過電機(jī)限制艙門在極低轉(zhuǎn)速下運(yùn)動(dòng)，使其達(dá)到準(zhǔn)靜止?fàn)顟B(tài)從而驅(qū)動(dòng)力矩和阻力矩平衡，力傳感器位置與力作用方向與艙門的相對位置保持固定，由此可以保證力臂保持設(shè)計(jì)值不變，同時(shí)使用力傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測維持艙門轉(zhuǎn)動(dòng)力矩平衡所需力大小，再計(jì)算出對應(yīng)力矩大小。根據(jù)力矩平衡原理，通過開展艙門自身和艙門安裝電纜及管路兩個(gè)狀態(tài)測量，即可得到艙門在展開全程不同位置處驅(qū)動(dòng)力矩和阻力矩大小。該測量系統(tǒng)主體部分還能實(shí)現(xiàn)與艙門自動(dòng)脫開并移出艙門展開包絡(luò)范圍，從而保證艙門能隨時(shí)開展自由展開試驗(yàn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及航空航天、測量及工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，具體是一種艙門展開力矩自動(dòng)測量系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著社會(huì)的發(fā)展，人們對自動(dòng)化的需求不斷提高。在高低溫、真空、有毒或水下等特殊工作環(huán)境中，人工操作困難甚至無法實(shí)現(xiàn)，需要機(jī)器設(shè)備具備可靠自動(dòng)動(dòng)作的功能。某艙體結(jié)構(gòu)的艙門需要在微重力、真空和高低溫條件下繞艙門一側(cè)的旋轉(zhuǎn)軸展開。由于艙門與艙體結(jié)構(gòu)之間安裝有電纜及管路等設(shè)備，會(huì)對艙門展開產(chǎn)生阻力矩。由于設(shè)備艙門工作環(huán)境特殊，且是連續(xù)展開動(dòng)作，無法采用人工方法測量阻力矩。沒有艙門展開的阻力矩?cái)?shù)據(jù)，艙門展開的驅(qū)動(dòng)力矩裕度就無法量化，從而對艙門展開的可靠性評估帶來很大難度。因此迫切需要建造一種艙門展開力矩自動(dòng)測量系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)在艙門展開過程中驅(qū)動(dòng)力矩和阻力矩的連續(xù)精確測量。目前測量力矩的發(fā)明專利很多，但還沒有發(fā)現(xiàn)針對上述艙門在微重力、真空和高低溫條件下連續(xù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的力矩自動(dòng)測量系統(tǒng)，也尚未收集到國內(nèi)類似的資料。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的技術(shù)問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種艙門展開力矩自動(dòng)測量系統(tǒng)，通過電機(jī)限制艙門在極低轉(zhuǎn)速下運(yùn)動(dòng)，使其達(dá)到準(zhǔn)靜止?fàn)顟B(tài)從而驅(qū)動(dòng)力矩和阻力矩平衡，力傳感器位置與力作用方向與艙門的相對位置保持固定，由此可以保證力臂保持設(shè)計(jì)值不變，同時(shí)使用力傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測維持艙門轉(zhuǎn)動(dòng)力矩平衡所需力大小，再計(jì)算出對應(yīng)力矩大小。根據(jù)力矩平衡原理，通過開展艙門自身和艙門安裝電纜及管路兩個(gè)狀態(tài)測量，即可得到艙門在展開全程不同位置處驅(qū)動(dòng)力矩和阻力矩大小。該測量系統(tǒng)主體部分還能實(shí)現(xiàn)與艙門自動(dòng)脫開并移出艙門展開包絡(luò)范圍，從而保證艙門能隨時(shí)開展自由展開試驗(yàn)。該系統(tǒng)測試原理及結(jié)構(gòu)簡單，測量精度高，可多次往復(fù)測量，適用范圍廣，可靠性高，具有很好的應(yīng)用價(jià)值。

本發(fā)明目的通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：一種艙門展開力矩自動(dòng)測量系統(tǒng)，其特征在于，包括：艙門1、測量裝置2、立柱3、滑動(dòng)裝置4、圓弧導(dǎo)軌5、齒條6、底板7和艙體結(jié)構(gòu)8；其中，

所述艙門1是測量對象，通過測量裝置2測量艙門自身狀態(tài)和艙門安裝電纜及管路狀態(tài)；

測量裝置2安裝于立柱3的上端，所述立柱3的下端安裝有滑動(dòng)裝置4；所述滑動(dòng)裝置4安裝于底板7上，通過底板7上的圓弧導(dǎo)軌5上的齒條6進(jìn)行移動(dòng)；實(shí)現(xiàn)對艙門展開力矩的自動(dòng)測量；

艙門自身帶有驅(qū)動(dòng)裝置，其驅(qū)動(dòng)裝置安裝在艙體結(jié)構(gòu)上，驅(qū)動(dòng)艙門繞轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)展開；艙門自身帶有重力平衡裝置，使得艙門能夠在重力平衡狀態(tài)下展開，且該重力平衡裝置對艙門展開產(chǎn)生的阻力矩忽略。

優(yōu)選地，所述測量裝置2包括：第一電機(jī)201、第一纖維線202、上滑塊203、下滑塊204、第二纖維線205、力傳感器206和Z型支架207；

立柱3頂端加工有短槽，槽內(nèi)安裝有上滑塊203和下滑塊204，上滑塊203置于下滑塊204上方；下滑塊204通過第一纖維線202同立柱3頂端的電機(jī)201相連接，上滑塊203與第二纖維線205連接，第二纖維線205與力傳感器206連接，力傳感器206再與Z型支架207固定；通過力傳感器206測量第二纖維線205上的拉力；Z型支架207用于將艙門1測量位置引出到艙門1外側(cè)位置，方便測量裝置2的布局。

優(yōu)選地，測量裝置2在測量結(jié)束后還可實(shí)現(xiàn)與艙門的自動(dòng)脫開，使得艙門1在高低溫環(huán)境下直接開展自由展開試驗(yàn)；