一种用于批产卫星快速质量特性测试的工装及测试方法技术

本发明专利技术提供了一种用于批产卫星快速质量特性测试的工装及测试方法，工装包括外支撑框架、内支撑框架、轴系一、轴系二、轴系三、转接板、定位块、水平挡块和竖直挡块，内支撑框架布置外支撑框架内，内支撑框架绕轴系一和轴系二转动，转接板绕轴系三转动；通过水平挡块与定位块配合定位实现外支撑框架和内支撑框架之间夹角为0

【技术实现步骤摘要】
一种用于批产卫星快速质量特性测试的工装及测试方法


[0001]本专利技术属于航天
，尤其是涉及一种用于批产卫星快速质量特性测试的工装及测试方法。

技术介绍

[0002]传统质量特性测试设备需要用到垂直工装和L型工装，卫星首先需要用天车吊至垂直工装上，进行X、Y方向质心及Z轴转动惯量的测量，然后将整星拆卸吊至L型工装上进行安装，测试Z向质心及X、Y方向惯量，卫星需要在两个工装之间切换，经过多次吊装、需要多人配合，大量的工作时间消耗在L型支架的安装、翻转和拆卸过程中，不利于提高测试精度、工作效率和保证生产安全。这种测试方式更适合于目前单颗星或者小批量测试，当卫星数量达到批产规模后，这种方式将难以匹配产能。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术旨在提出一种用于批产卫星快速质量特性测试的工装及测试方法，测试效率高、结构简单、尺寸小、测试精度高、通用性强、操作安全可靠，将卫星一次安装后即可测出其质量、质心、转动惯量参数，极大提高测试效率，尤其适用于批量化的卫星质量特性测试需求。
[0004]为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：
[0005]一种用于批产卫星快速质量特性测试的工装，包括外支撑框架、内支撑框架、轴系一、轴系二、轴系三、转接板、定位块、水平挡块和竖直挡块，所述的外支撑框架包括水平支撑底架和立架，在水平支撑底架的左右两端各固定一立架，所述的内支撑框架布置在由水平支撑底架和两个立架围成的区域内，所述的内支撑框架包括内支撑底架和两个内立架，两个内立架垂直固定在内支撑底架的左右两端；
[0006]内支撑框架的左侧的内立架顶部与外支撑框架的左侧的立架顶部之间通过轴系一连接，内支撑框架的右侧的内立架顶部与外支撑框架的右侧的立架顶部之间通过轴系二连接，所述的轴系一和轴系二同轴布置，所述内支撑框架绕轴系一和轴系二转动，在内支撑框架的内支撑底架中部安装轴系三，在轴系三的顶部安装转接板，所述转接板绕轴系三转动；
[0007]在两个立架的前后侧同一高度位置上分别布置一个定位块，所述水平挡块和竖直挡块均安装在内立架上，通过水平挡块与定位块配合定位实现外支撑框架和内支撑框架之间夹角为0
°
；通过竖直挡块与定位块配合定位实现内支撑框架与外支撑框架之间夹角为90
°
；通过在转接板上安装定位销实现转接板的定位。
[0008]进一步的，所述定位块包括定位板和定位凸起，所述定位凸起固定在定位板的中心处，所述定位板通过螺钉固定在立架上。
[0009]进一步的，所述水平挡块包括挡块本体，在挡块本体上开设有与定位块的定位凸起配合的长圆孔和与定位螺钉配合的螺纹孔，在挡块本体与定位板配合处设有阶梯，通过
定位块与水平挡块的配合及前后两侧正对布置的定位螺钉实现内支撑框架在外支撑框架内的定位。
[0010]进一步的，在竖直挡块的一侧开设有容纳立架的容纳通槽，在竖直挡块上设有与定位凸起配合的安装孔，在容纳通槽的槽壁上开设有与定位螺钉配合的螺纹孔，通过定位块与竖直挡块的配合及左右两侧成对布置的定位螺钉实现内支撑框架在外支撑框架内的定位。
[0011]进一步的，所述转接板包括六个卫星安装定位孔，六个卫星安装定位孔对应六个定位销，转接板在旋转过程中，在0
°
状态下，通过定位销1与定位销2定位，90
°
状态下，通过定位销3与定位销4定位，180
°
状态下，通过定位销5与定位销6定位，并通过螺钉固定在内支撑框架上。
[0012]进一步的，所述轴系一和轴系二结构相同，均包括定位轴一、两个角接触球轴承、外支撑座、轴承端盖一和内支撑座，两个角接触球轴承“背靠背”安装在外支撑座内，定位轴一安装于角接触球轴承内圈，角接触球轴承一侧通过轴肩定位，另一侧通过调整轴承端盖一固定，内支撑座通过定位凸台与定位轴一定位，通过螺钉锁紧。
[0013]进一步的，所述轴系三包括定位轴三、双列角接触球轴承、轴承端盖二和轴承端盖三，双列角接触球轴承安装在内支撑框架的中间圆盘内，一端通过定位轴三轴肩定位，另一端内外圈分别通过调整轴承端盖二与轴承端盖三实现轴承游隙的调整。
[0014]进一步的，所述外支撑框架和内支撑框架均由铝合金型材焊接加工而成。
[0015]一种用于批产卫星快速质量特性测试的工装的测试方法，当测试卫星的帆板收拢状态或展开状态下的质量特性时，具体包括以下步骤：
[0016](1)将工装吊装到测试台台面，通过外支撑框架底面的定位孔与测试台进行定位，并通过螺钉连接；
[0017](2)安装定位块和水平挡块，通过调节定位螺钉的位置，将内支撑框架与外支撑框架之间的夹角调整为0
°
；旋转转接板，通过定位销5与定位销6定位，并通过螺钉与内支撑框架锁紧，此时工装调整为“内支撑框架0
°
，转接板180
°”
状态，记为状态2，测量状态2下空载工装的质量特性参数并记录；
[0018](3)拆下定位销5、定位销6及螺钉，将转接板旋转180
°
，通过定位销1与定位销2定位，并通过螺钉与内支撑框架锁紧，此时工装调整为“内支撑框架0
°
，转接板180
°”
状态，记为状态1，测量状态1下空载工装的质量特性参数并记录；
[0019](4)拆除水平挡块，人工将内支撑框架绕轴系一与轴系二翻转90
°
，安装竖直挡块，通过调节定位螺钉的位置，将内支撑框架与外支撑框架之间的夹角调整为90
°
，此时工装调整为“内支撑框架90
°
、转接板0
°”
状态，记为状态3，测量状态3下空载工装的质量特性参数并记录；
[0020](5)拆下定位销1、定位销2及螺钉，将转接板顺时针旋转90
°
，通过定位销3与定位销4定位，并通过螺钉与内支撑框架锁紧，此时工装调整为“内支撑框架90
°
、转接板90
°”
状态，记为状态4，测量状态4下空载工装的质量特性参数并记录；
[0021](6)将工装恢复至状态2；
[0022](7)吊装卫星至工装上方，卫星支腿通过转接板进行定位，并通过螺钉锁紧；测试状态2下的卫星-X质心、-Y质心参数并记录；
[0023](8)将工装调整至状态1，测试状态1下的卫星+X质心、+Y质心参数并记录；
[0024](9)将工装调整至状态3，测试状态1下的卫星+Z质心参数并记录；
[0025](10)对卫星质心进行配重，使卫星质心参数符合发射及在轨要求；
[0026](11)保持工装在状态3不变，测试状态3下的卫星+Z质心、绕X轴转动惯量Ix参数并记录；
[0027](12)将工装调整至状态4，测试状态4下的卫星绕Y轴的转动惯量Iy参数并记录；
[0028](13)将工装调整至状态1，测试状态1下的卫星+X质心、+Y质本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于批产卫星快速质量特性测试的工装，其特征在于：包括外支撑框架(1)、内支撑框架(4)、轴系一(7)、轴系二(5)、轴系三(2)、转接板(2)、定位块(8)、水平挡块(10)和竖直挡块(11)，所述的外支撑框架(1)包括水平支撑底架和立架，在水平支撑底架的左右两端各固定一立架，所述的内支撑框架(4)布置在由水平支撑底架和两个立架围成的区域内，所述的内支撑框架(4)包括内支撑底架和两个内立架，两个内立架垂直固定在内支撑底架的左右两端；内支撑框架(4)的左侧的内立架顶部与外支撑框架(1)的左侧的立架顶部之间通过轴系一(7)连接，内支撑框架(4)的右侧的内立架顶部与外支撑框架(1)的右侧的立架顶部之间通过轴系二(5)连接，所述的轴系一(7)和轴系二(5)同轴布置，所述内支撑框架(4)绕轴系一(7)和轴系二(5)转动，在内支撑框架(4)的内支撑底架中部安装轴系三(2)，在轴系三(3)的顶部安装转接板(3)，所述转接板(3)绕轴系三(2)转动；在两个立架的前后侧同一高度位置上分别布置一个定位块(8)，所述水平挡块(10)和竖直挡块(11)均安装在内立架上，通过水平挡块(10)与定位块(8)配合定位实现外支撑框架(1)和内支撑框架(4)之间夹角为0
°
；通过竖直挡块(11)与定位块(8)配合定位实现内支撑框架(4)与外支撑框架(1)之间夹角为90
°
；通过在转接板(3)上安装定位销实现转接板(3)的定位。2.根据权利要求1所述的一种用于批产卫星快速质量特性测试的工装，其特征在于：所述定位块(8)包括定位板和定位凸起，所述定位凸起固定在定位板的中心处，所述定位板通过螺钉固定在立架上。3.根据权利要求2所述的一种用于批产卫星快速质量特性测试的工装，其特征在于：所述水平挡块(10)包括挡块本体(21)，在挡块本体(21)上开设有与定位块(8)的定位凸起配合的长圆孔(22)和与定位螺钉(9)配合的螺纹孔，在挡块本体(21)与定位板配合处设有阶梯，通过定位块(8)与水平挡块(10)的配合及前后两侧正对布置的定位螺钉(9)实现内支撑框架(4)在外支撑框架(1)内的定位。4.根据权利要求2所述的一种用于批产卫星快速质量特性测试的工装，其特征在于：在竖直挡块(11)的一侧开设有容纳立架的容纳通槽(23)，在竖直挡块(11)上设有与定位凸起配合的安装孔(24)，在容纳通槽(23)的槽壁上开设有与定位螺钉(9)配合的螺纹孔，通过定位块(8)与竖直挡块(11)的配合及左右两侧成对布置的定位螺钉(9)实现内支撑框架在外支撑框架内的定位。5.根据权利要求1所述的一种用于批产卫星快速质量特性测试的工装，其特征在于：所述转接板(3)包括六个卫星安装定位孔，六个卫星安装定位孔对应六个定位销，分别为定位销1(25)、定位销2(26)、定位销3(27)、定位销4(28)、定位销5(29)和定位销6(30)，转接板(3)在旋转过程中，在0
°
状态下，通过定位销1(25)与定位销2(26)定位，90
°
状态下，通过定位销3(27)与定位销4(28)定位，180
°
状态下，通过定位销5(29)与定位销6(30)定位，并通过螺钉固定在内支撑框架上。6.根据权利要求1所述的一种用于批产卫星快速质量特性测试的工装，其特征在于：所述轴系一(7)和轴系二(5)结构相同，均包括定位轴一(15)、两个角接触球轴承(12)、外支撑座(14)、轴承端盖一(13)和内支撑座(16)，两个角接触球轴承(12)“背靠背”安装在外支撑座(14)内，定位轴一(15)安装于角接触球轴承(12)内圈，角接触球轴承(12)一侧通过轴肩
定位，另一侧通过调整轴承端盖一(13)固定，内支撑座(16)通过定位凸台与定位轴一(15)定位，通过螺钉锁紧。7.根据权利要求1所述的一种用于批产卫星快速质量特性测试的工装，其特征在于：所述轴系三(2)包括定位轴三(19)、双列角接触球轴承(20)、轴承端盖二(17)和轴承端盖三(18)，双列角接触球轴承(20)安装在内支撑框架(4)的中间圆盘内，一端通过定位轴三(19)轴肩定位，另一端内外圈分别通过调整轴承端盖二(17)与轴承端盖三(18)实现轴承游隙的调整。8.根据权利要求1所述的一种用于批产卫星快速质量特性测试的工装，其特征在于：所述外支撑框架(1)和内支撑框架(4)均由铝合金型材焊接加工而成。9.根据权利要求1-8中任一项所述的一种用于批产卫星快速质量特性测试的工装的测试方法，其特征在于：当测试卫星帆板收拢状态或展开状态下的质量特性时，具体包括以下步骤：(1)将工装吊装到测试台台面，通过外支撑框架底面的定位孔与测试台进行定位，并通过螺钉连接；(2)安装定位块(8)和水平挡块(10)，通过调节定位螺钉的位置，将内支撑框架(4)与外支撑框架(1)之间的夹角调整为0
°
；旋转转接板(3)，通过定位销5(29)与定位销6(30)定位，并通过螺钉与内支撑框架(4)锁紧，此时工装调整为“内支撑框架0
°
，转接板180
°”
状态，记为状态2，测量状态2下空载工装的质量特性参数并记录；(3)拆下定位销5(29)、定位销6(30)及螺钉，将转接板(30)旋转180
°
，通过定位销1(25)与定位销2(26)定位，并通过螺钉与内支撑框架(4)锁紧，此时工装调整为“内支撑框架0
°
，转接板180
°”
状态，记为状态1，测量状态1下空载工装的质量特性参数并记录；(4)拆除水平挡块(10)，人工将内支撑框架(4)绕轴系一(7)与轴系二(5)翻转90
°
，安装竖直挡块(11)，通过调节定位螺钉的位置，将内支撑框架(4)与外支撑框架(1)之间的夹角调整为90
°
，此时工装调整为“内支撑框架90
°

【专利技术属性】
技术研发人员：杨立国，赵相禹，张雷，谷松，高飞，姚智，贾齐，
申请(专利权)人：长光卫星技术有限公司，
类型：发明
国别省市：