主动悬挂式卫星天线三维展开试验装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种主动悬挂式卫星天线三维展开试验装置，包括：控制器、二维水平运动机构、竖直方向恒张力调节机构、角度测量机构、支撑机构和升降机构，支撑机构与升降机构连接，二维水平运动机构分别与升降机构和支撑机构连接，竖直方向恒张力调节机构与二维水平运动机构连接，角度测量机构与竖直方向恒张力调节机构连接，控制器控制二维水平运动机构、竖直方向恒张力调节机构及角度测量机构。本发明专利技术具有结构简单，操作方便、定位精度高、响应速度快的有益效果，能够满足卫星天线地面三维展开试验的要求。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供了一种主动悬挂式卫星天线三维展开试验装置，包括：控制器、二维水平运动机构、竖直方向恒张力调节机构、角度测量机构、支撑机构和升降机构，支撑机构与升降机构连接，二维水平运动机构分别与升降机构和支撑机构连接，竖直方向恒张力调节机构与二维水平运动机构连接，角度测量机构与竖直方向恒张力调节机构连接，控制器控制二维水平运动机构、竖直方向恒张力调节机构及角度测量机构。本专利技术具有结构简单，操作方便、定位精度高、响应速度快的有益效果，能够满足卫星天线地面三维展开试验的要求。【专利说明】主动悬挂式卫星天线三维展开试验装置
本专利技术涉及一种卫星天线用地面三维展开试验装置，具体地，涉及一种定位精度高、响应速度快的主动悬挂式卫星天线三维展开试验装置。
技术介绍
为确保卫星型号在轨任务的成功执行，卫星活动部件及机构需要在地面进行充分的展开试验以进行展开性能、展开可靠性的验证和评估。对于卫星太阳翼、天线、磁强计等地面展开试验的重力补偿方法有很多种，主要包括气浮和悬挂两种方式。其中，悬挂式重力补偿，按有无控制系统，可分为被动式和主动式，所说的“主动”和“被动”是针对重力的平衡方法中有没有可控的驱动系统来确定的。被动悬挂式重力补偿装置是应用定滑轮、动滑轮、绳索和质量块，通过悬挂的配重对悬挂的实验对象进行重力补偿，使其处于失重环境下的自由状态。此种悬挂方式在整个展开过程中，在导轨与轴承间存在摩擦阻力，增大了活动部件展开的阻力，导致其悬挂系统的绳索滞后与活动部件运动，从而出现地面模拟与在轨展开试验不一致的问题。且由于空气阻力和导轨间摩擦阻力等的影响，导致地面展开试验时间延长。主动悬挂法可以很好的解决被动悬挂法的不足，如附加质量和摩擦干扰等问题，通过引入可控电机、来调节绳索竖直拉力达到重力补偿，并配有一个随动装置来实时平衡其拉力，其控制精度采用精密伺服运动控制系统，相比被动式控制悬挂系统，可以达到较高的精度水平，是目前悬挂法的发展趋势，但是其研究难度较大，未能得到广泛应用。本专利技术提供一种主动悬挂式卫星天线三维展开试验装置，经对现有技术的文献检索发现，目前还没有发现能用于卫星天线的主动式地面三维展开试验装置。
技术实现思路
`针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种主动悬挂式卫星天线三维展开试验装置。根据本专利技术的一个方面，提供一种主动悬挂式卫星天线三维展开试验装置，包括:控制器、二维水平运动机构、竖直方向恒张力调节机构、角度测量机构、支撑机构和升降机构，支撑机构与升降机构连接，二维水平运动机构分别与升降机构和支撑机构连接，竖直方向恒张力调节机构与二维水平运动机构连接，角度测量机构与竖直方向恒张力调节机构连接，控制器分别与二维水平运动机构、竖直方向恒张力调节机构及角度测量机构连接。优选地，二维水平运动机构包括:X方向伺服电机、Y方向伺服电机、X方向直线运动单元和Y方向直线运动单元，X方向伺服电机与控制器连接，X方向伺服电机包括X方向电机和X方向减速机，X方向直线运动单元包括同步轴、两个X方向导轨和两个X方向滑块，Y方向伺服电机与控制器连接，Y方向伺服电机包括Y方向电机和Y方向减速机，Y方向直线运动单元包括Y方向导轨和Y方向滑块；其中，两个X方向导轨平行设置，同步轴连接至两个X方向导轨的一端，X方向电机与X方向减速机连接，X方向减速机连接至同步轴的一端，两个X方向滑块分别设置在两个X方向导轨上；Y方向导轨两端分别与两个X方向滑块连接，Y方向电机与Y方向减速机连接，Y方向减速机连接至Y方向导轨的一端，Y方向滑块设置在Y方向导轨上。优选地，二维水平运动机构运动范围为:1.5m (X方向)Xlm (Y方向)，且二维水平运动机构水平方向的运动速度最大为0.4m/sο优选地，竖直方向恒张力调节机构包括:力矩电机、升降筒、拉力传感器和第一安装板，第一安装板包括水平连接板和竖直连接板，水平连接板与Y方向滑块连接，竖直连接板与水平连接板，且竖直连接板和水平连接板相互垂直，力矩电机设置在竖直安装板一侧与竖直安装板连接，升降筒设置在竖直安装板另一侧，升降筒进一步包括卷轴和钢丝绳，卷轴穿过竖直安装板与力矩电机连接，钢丝绳一端与卷轴连接，另一端穿过水平安装板末端与拉力传感器连接，拉力传感器与控制器连接。优选地，竖直方向恒张力调节机构还包括钢丝绳导向装置，钢丝绳导向装置设置在水平安装板上与钢丝绳连接。优选地，角度测量机构包括:两个编码器、第二安装板、X方向角度测量板和Y方向角度测量板，其中，第二安装板为一体结构，其设置在第一安装板的水平连接板下方与水平连接板连接，且第二安装板的中心与钢丝绳的位置相对应，第二安装板包括四个安装面，四个安装面内部围成中空结构，四个安装面相交的四个角上设置有螺纹孔，第二安装板通过螺纹孔由螺栓固接至第一安装的水平连接板；X方向角度测量板设置在第二安装板内部，X方向角度测量板包括X方向转轴、X方向转动臂和两个X方向固连摆片，四个安装面上均设置有通孔，X方向转轴与X轴方向上的两个安装面上的通孔套接连接，X方向转动臂与X方向转轴连接，两个X方向固连摆片的两端分别与两侧的转动臂连接，且两个X方向固连摆片中间形成用以穿过钢丝绳的间隙；Y方向角度测量板设置在第二安装板内部，Y方向角度测量板包括Y方向转轴、Y方向转动臂和两个Y方向固连摆片，Y方向转轴与Y轴方向上的两个安装面上的通孔套接连接，Y方向转动臂与Y方向转轴连接，两个Y方向固连摆片的两端分别与两侧的转动臂连接，且两个Y方向固连摆片中间形成用以穿过钢丝绳的间隙；两个编码器设置在第二安装板外侧，其中一个编码器与X方向转轴连接，另一个编码器与Y方向转轴连接。优选地，还包括多个限位开关，限位开关分别设置在X方向导轨和Y方向导轨上，且各限位开关均与控制器连接。优选地，支撑机构米用40mmX40mm、40mmX 120mm两种规格的招型材搭建。优选地，升降机构高度最大为6m,承重80kg。优选地，还包括:上位机、伺服放大器和伺服驱动器，控制器与上位机通信连接，伺服放大器分别连接在控制器与X方向伺服电机之间、以及控制器与Y方向伺服电机之间，伺服驱动器连接在控制器与力矩电机之间。以下以某型号卫星数传天线展开试验为例来说明该装置的工作原理及过程:首先将该装置推到待展开天线的旁边，调节该装置的升降高度，保证该装置的展开高度满足要求，调节该装置的平行度，保证二维水平运动机构与卫星基准间的平行度满足试验要求；然后将通过钢丝绳连接数传天线与展开试验装置，保证钢丝绳过数传天线的质心位置，此时二维水平运动机构处于距离X方向电机最远端，开启控制器，此时可看到其拉力传感器显示天线的重量值，二维角度传感器为O ;其次，当数传天线开始逐渐展开时，其上的二维水平运动机构也跟着同步运动，由于惯性的作用，当天线运动略快于二维水平运动机构时，通过安装在二维水平运动机构上的二维角度编码器，可实时测量得知钢丝绳的偏转角度，并传输给控制器，控制器检测到此角度信号后，立即控制X、Y方向的电机跟进运动，从而保持钢丝绳的偏转角度为O，而且，在此过程中，钢丝绳还存在一个上下的升降运动，因此，通过拉力传感器上的拉力检测信号，可实时测得此拉力值，并将该信号输入给控制器，控制器控制力矩电机运动，从而保证在整个天线展开过程中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种主动悬挂式卫星天线三维展开试验装置，其特征在于，包括：控制器、二维水平运动机构、竖直方向恒张力调节机构、角度测量机构、支撑机构和升降机构，所述支撑机构与所述升降机构连接，所述二维水平运动机构分别与所述升降机构和支撑机构连接，所述竖直方向恒张力调节机构与所述二维水平运动机构连接，所述角度测量机构与所述竖直方向恒张力调节机构连接，所述控制器分别与所述二维水平运动机构、竖直方向恒张力调节机构及角度测量机构连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：侯鹏，高伟，张维，吴剑锋，
申请(专利权)人：上海卫星装备研究所，
类型：发明
国别省市：