[發(fā)明專利]一種航天器質(zhì)量特性測(cè)量用三坐標(biāo)轉(zhuǎn)換機(jī)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202310554013.2
• 申請(qǐng)日: 2023-05-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN116558418A
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-08-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李錚;齊乃明;于澤;趙策;薛馭風(fēng);杜德嵩;齊驥;趙博程;楊殿亮;李忠劍;劉延芳;范子琛;姚蔚然;趙鈞
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué);哈爾濱擎天智能科技有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): G01B11/00
• 分類號(hào): G01B11/00
• 代理公司: 北京圣州專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11818
• 代理人: 王宇航

本發(fā)明公開(kāi)了一種航天器質(zhì)量特性測(cè)量用三坐標(biāo)轉(zhuǎn)換機(jī)，包括三坐標(biāo)轉(zhuǎn)換機(jī)的平移機(jī)構(gòu)、俯仰機(jī)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，所述三坐標(biāo)機(jī)轉(zhuǎn)接盤連接的安裝座一側(cè)設(shè)置有控制柜，所述平移機(jī)構(gòu)的固定架與所述俯仰機(jī)構(gòu)鉸接，所述俯仰機(jī)構(gòu)中部鉸接有所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。本發(fā)明采用上述結(jié)構(gòu)的一種航天器質(zhì)量特性測(cè)量用三坐標(biāo)轉(zhuǎn)換機(jī)，操作簡(jiǎn)單，航天器在三坐標(biāo)轉(zhuǎn)換機(jī)上一次定位安裝，即可測(cè)出所有質(zhì)量特性參數(shù)，測(cè)量精度高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及航天器質(zhì)量特性測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種航天器質(zhì)量特性測(cè)量用三坐標(biāo)轉(zhuǎn)換機(jī)。

背景技術(shù)

質(zhì)量特性是指物體與質(zhì)量相關(guān)的一系列力學(xué)特性參數(shù)，包括質(zhì)量、質(zhì)心位置、相對(duì)于給定坐標(biāo)系的慣性矩和慣性積，是描述產(chǎn)品力學(xué)特性的基本固有特性參數(shù)。在航天器的研制及論證過(guò)程中，需要通過(guò)模擬件的試驗(yàn)來(lái)確定這些參數(shù)，并根據(jù)設(shè)計(jì)要求對(duì)這些參數(shù)進(jìn)行必要的調(diào)整。

然而，傳統(tǒng)測(cè)試方法需使用多種設(shè)備及多套工裝，一顆三軸穩(wěn)定航天器進(jìn)行一次常規(guī)的質(zhì)量特性測(cè)試工作(不包括慣性積測(cè)量)，至少要進(jìn)行10次航天器吊裝對(duì)接和4次航天器翻轉(zhuǎn)。航天器在質(zhì)心臺(tái)上一次安裝，可以測(cè)出航天器的質(zhì)量和2個(gè)方向的質(zhì)心；航天器在扭擺臺(tái)上一次安裝，可以測(cè)量航天器1個(gè)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；航天器在動(dòng)平衡機(jī)上一次安裝，可以測(cè)量航天器的2個(gè)慣性積參數(shù)。

因此，完成航天器所有質(zhì)量特性參數(shù)包括：1個(gè)質(zhì)量參數(shù)，3個(gè)質(zhì)心參數(shù)，3個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量參數(shù)和3個(gè)慣性積參數(shù)。這些質(zhì)量特性參數(shù)的測(cè)量需要在不同的測(cè)試設(shè)備上進(jìn)行，并且需要更換不同形式的工裝。這一系列的工作不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，也存在較大的安全隱患。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種航天器質(zhì)量特性測(cè)量用三坐標(biāo)轉(zhuǎn)換機(jī)，操作簡(jiǎn)單，航天器在三坐標(biāo)轉(zhuǎn)換機(jī)上一次安裝定位，即可測(cè)出所有質(zhì)量特性參數(shù)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種航天器質(zhì)量特性測(cè)量用三坐標(biāo)轉(zhuǎn)換機(jī)，包括三坐標(biāo)轉(zhuǎn)換機(jī)的平移機(jī)構(gòu)、俯仰機(jī)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，所述三坐標(biāo)機(jī)轉(zhuǎn)接盤連接的安裝座一側(cè)設(shè)置有控制柜，所述平移機(jī)構(gòu)的固定架與所述俯仰機(jī)構(gòu)鉸接，所述俯仰機(jī)構(gòu)中部鉸接有所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。

優(yōu)選的，所述平移機(jī)構(gòu)包括直線導(dǎo)軌、滾珠絲桿、光柵尺、滑塊、固定架和平移電機(jī)，所述所述安裝座側(cè)壁頂部均設(shè)有所述直線導(dǎo)軌，所述直線導(dǎo)軌連接的所述滑塊位于所述固定架底部，所述固定架靠近所述控制柜的一側(cè)底部設(shè)有向下突出的導(dǎo)向板，所述導(dǎo)向板連接的絲桿螺母與所述滾珠絲桿螺紋連接，所述固定架與所述光柵尺的移動(dòng)端連接，所述光柵尺的固定端與所述安裝座連接。

優(yōu)選的，所述俯仰機(jī)構(gòu)包括圓光柵編碼盤、萬(wàn)向球鉸、電缸、俯仰架和俯仰臺(tái)，所述俯仰臺(tái)連接的所述俯仰架通過(guò)所述萬(wàn)向球鉸與所述電缸鉸接，所述電缸與所述固定架連接，所述萬(wàn)向球鉸與所述俯仰架底部鉸接，所述俯仰架通過(guò)第一轉(zhuǎn)軸與所述固定架頂部鉸接，所述圓光柵編碼盤位于所述第一轉(zhuǎn)軸一端。

優(yōu)選的，所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括旋轉(zhuǎn)臺(tái)、旋轉(zhuǎn)電機(jī)、齒輪減速機(jī)、第二轉(zhuǎn)軸和四點(diǎn)接觸球軸承，所述俯仰架底部連接的所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)與所述齒輪減速機(jī)連接，所述齒輪減速機(jī)與所述第二轉(zhuǎn)軸的一端連接，所述第二轉(zhuǎn)軸的另一端貫穿所述四點(diǎn)接觸球軸承的內(nèi)圈與所述旋轉(zhuǎn)臺(tái)連接，所述四點(diǎn)接觸球軸承的外圈與所述俯仰臺(tái)的旋轉(zhuǎn)槽連接。

優(yōu)選的，位于所述安裝座中央的所述滾珠絲桿一端與所述安裝座側(cè)壁的軸承鉸接，所述平移電機(jī)與所述安裝座側(cè)壁連接，所述直線導(dǎo)軌滑動(dòng)連接的所述滑塊均勻設(shè)置在所述固定架底部。

優(yōu)選的，所述俯仰架側(cè)截面呈倒置的等腰梯形，所述俯仰臺(tái)位于所述固定架上部?jī)?nèi)側(cè)，所述俯仰臺(tái)中央設(shè)有所述旋轉(zhuǎn)槽，所述電缸為伺服電缸。

優(yōu)選的，所述旋轉(zhuǎn)臺(tái)位于所述固定架上方，所述外圈與所述旋轉(zhuǎn)槽尺寸相匹配，所述齒輪減速機(jī)與所述俯仰架底部連接。

優(yōu)選的，所述固定架內(nèi)側(cè)均勻設(shè)有若干三角形加強(qiáng)板，所述加強(qiáng)板的傾斜角度與所述俯仰架的傾斜角度相同，所述加強(qiáng)板底部與連接板連接。

優(yōu)選的，所述平移電機(jī)和所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)均為伺服電機(jī)。