一種衛星的轉動慣量測量裝置及方法制造方法及圖紙

本發明專利技術公開了一種衛星的轉動慣量測量裝置及方法，其原理基于扭擺法和復擺法，涉及轉動慣量測量技術領域。所述裝置包括機體、安裝在機體頂部的旋轉預扭機構以及安裝在旋轉預扭機構頂部的工作臺，旋轉預扭機構包括底端固定在機體上且頂端固定在工作臺上的扭桿，工作臺上安裝有固定支撐架，固定支撐架上通過旋轉軸組件轉動的安裝有擺動機構，擺動機構上安裝有可轉動的支撐回轉裝置，衛星安裝在支撐回轉裝置上后，工作臺和擺動機構在扭桿的回復力作用下做Y向往復擺動周期運動，擺動機構在拉簧的彈性回復力及自身重力作用下做X/Z向的往復擺動周期運動，測量Y向和X/Z向的擺動周期即可計算獲得衛星在三個方向上的轉動慣量，測量方便快捷。

【技術實現步驟摘要】
一種衛星的轉動慣量測量裝置及方法
本專利技術涉及轉動慣量測量
，特別涉及一種衛星的轉動慣量測量裝置及方法。
技術介紹
對衛星進行轉動慣量的測量，使其滿足運載及姿控的要求。而衛星通常是單一面與花盆類結構零件相連接，而其他幾個面均無對接接口，故對其其余兩個方向的轉動慣量進行測量時，需要通過特殊工裝來實現其姿態的轉化(翻身)，后進行吊裝，安裝于L型支架進行測試。可見，采用現有的測試裝置，不能實現一次裝夾，三個方向轉動慣量的同時測量。而且采用上述測試裝置，需要在多種設備上進行反復吊裝，容易引起安全隱患，也導致測試周期加長，測試成本變高。
技術實現思路
本專利技術實施例提供了一種，用以解決現有技術中存在的問題。一種衛星的轉動慣量測量裝置，包括機體、旋轉預扭機構和工作臺，所述旋轉預扭機構包括扭桿，所述扭桿一端固定在所述機體頂部，另一端固定在所述工作臺底部，所述工作臺上垂直固定有固定支撐架，所述固定支撐架通過旋轉軸組件轉動的連接有擺動機構，所述擺動機構包括連接所述旋轉軸組件的擺動支架以及固定在所述擺動支架上水平設置的安裝平臺，所述安裝平臺上安裝有可在水平方向上轉動的支撐回轉裝置，所述支撐回轉裝置上安裝有用于鎖止所述支撐回轉裝置的止動固定裝置，所述擺動支架頂部安裝有水平設置的擺動長桿，所述擺動長桿兩端均安裝有拉簧，所述拉簧通過拉簧座連接在所述工作臺上，所述機體和工作臺之間安裝有用于鎖止所述工作臺的第一鎖緊裝置以及用于測量所述工作臺的擺動周期的第一周期測量裝置，所述工作臺和擺動機構之間安裝有用于鎖止所述擺動機構的第二鎖緊裝置以及用于測量所述擺動機構的擺動周期的第二周期測量裝置。優選地，所述旋轉預扭機構包括支撐支座以及安裝在所述支撐支座底部用于固定所述扭桿的扭桿底座，所述扭桿一端固定在所述扭桿底座中，另一端從所述支撐支座內部穿過并從頂部露出，所述支撐支座內部安裝有空心旋轉軸，所述空心旋轉軸底端通過推力軸承可轉動的套接在所述扭桿底座的內側壁上，所述空心旋轉軸頂部固定連接有安裝盤，所述安裝盤頂部安裝有連接盤，所述扭桿頂端通過銷軸固定在所述連接盤內部，所述工作臺固定在所述安裝盤和連接盤頂部。優選地，所述支撐支座內部設有隔套，所述隔套上設有多組深溝球軸承，所述深溝球軸承位于所述支撐支座的內側壁和所述空心旋轉軸的外側壁之間。優選地，所述機體上安裝有第一旋轉預扭驅動裝置，所述第一旋轉預扭驅動裝置包括安裝在所述機體上的第一減速電機，所述第一減速電機的驅動軸上安裝有第一預扭盤，所述工作臺底部固定有與所述第一預扭盤位置對應的第一撥動擋塊。優選地，所述固定支撐架上安裝有第二旋轉預扭驅動裝置，所述第二旋轉預扭驅動裝置包括安裝在所述固定支撐架上的第二減速電機，所述第二減速電機的驅動軸上安裝有第二預扭盤，所述擺動支架側面固定有與所述第二預扭盤位置對應的第二撥動擋塊。優選地，所述安裝平臺上固定有連接平板，所述支撐回轉裝置包括交叉滾子軸承和花盆，所述交叉滾子軸承安裝在所述連接平板頂部，所述花盆安裝在所述交叉滾子軸承頂部，所述止動固定裝置安裝在所述花盆和連接平板之間。本專利技術還提供了一種使用衛星的轉動慣量測量裝置的測量方法，包括：操作第一鎖緊裝置處于松開狀態，第二鎖緊裝置處于鎖緊狀態，控制工作臺及擺動機構轉動一定角度，所述工作臺和擺動機構在扭桿的回復力作用下作Y向往復擺動周期運動，由第一周期測量裝置測量其未安裝衛星時的Y向擺動周期T0y；操作所述第一鎖緊裝置處于鎖緊狀態，所述第二鎖緊裝置處于松開狀態，控制所述擺動機構轉動一定角度，所述擺動機構在拉簧的彈性回復力及自身重力作用下作X/Z向往復擺動周期運動，由第二周期測量裝置測量其未安裝衛星時的X/Z向擺動周期T0；操作所述第一鎖緊裝置處于松開狀態，所述第二鎖緊裝置處于鎖緊狀態，將衛星安裝于所述擺動機構上，使所述衛星的X向與旋轉軸組件的軸向一致，控制所述工作臺及擺動機構轉動一定角度，所述工作臺和擺動機構在所述扭桿的回復力作用下作Y向往復擺動周期運動，由所述第一周期測量裝置測量其安裝衛星時的Y向擺動周期Ty；操作所述第一鎖緊裝置處于鎖緊狀態，所述第二鎖緊裝置處于松開狀態，控制所述擺動機構轉動一定角度，所述擺動機構在所述拉簧的彈性回復力及自身重力作用下作X向往復擺動周期運動，由所述第二周期測量裝置測量其安裝衛星時的X向擺動周期Tx；操作支撐回轉裝置使所述衛星的Z向與所述旋轉軸組件的軸向一致，鎖緊止動固定裝置，控制所述擺動機構轉動一定角度，所述擺動機構在所述拉簧的彈性回復力及自身重力作用下作Z向往復擺動周期運動，由所述第二周期測量裝置測量其安裝衛星時的Z向擺動周期Tz；根據公式(1)計算所述衛星的Y向轉動慣量Iy：其中，K1為所述扭桿的剛度系數；根據公式(2)計算所述衛星的X向轉動慣量Ix：其中，K2為所述拉簧的等效剛度系數，m為所述衛星的質量，h為所述衛星的質心到所述旋轉軸組件的軸向的距離；根據公式(3)計算的衛星的Z向轉動慣量Iz：本專利技術實施例中一種衛星的轉動慣量測量裝置及方法，包括機體、安裝在機體頂部的旋轉預扭機構以及安裝在旋轉預扭機構頂部的工作臺，旋轉預扭機構包括底端固定在機體上且頂端固定在工作臺上的扭桿，工作臺上安裝有固定支撐架，固定支撐架上通過旋轉軸組件轉動的安裝有擺動機構，擺動機構上安裝有可轉動的支撐回轉裝置，衛星安裝在支撐回轉裝置上后，工作臺和擺動機構在扭桿的回復力作用下做Y向往復擺動周期運動，擺動機構在拉簧的彈性回復力及自身重力作用下做X/Z向的往復擺動周期運動，測量Y向和X/Z向的周期即可計算獲得衛星在三個方向上的轉動慣量，測量方便快捷。附圖說明為了更清楚地說明本專利技術專利技術實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本專利技術專利技術的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本專利技術實施例提供的一種衛星的轉動慣量測量裝置的正面結構示意圖；圖2為圖1中測量裝置的左視結構示意圖；圖3為圖1中旋轉預扭機構的結構示意圖；圖4為圖1中第一旋轉預扭驅動裝置的結構示意圖；圖5為圖1中擺動機構的正面結構示意圖；圖6為圖5中擺動機構的左視結構示意圖；圖7為本專利技術實施例提供的一種衛星的轉動慣量測量方法的步驟流程圖。附圖標記說明：1-機體，2-旋轉預扭機構，3-工作臺，4-固定支撐架，5-擺動機構，6-旋轉軸組件，7-第一鎖緊裝置，8-第一周期測量裝置，9-支撐回轉裝置，10-止動固定裝置，11-第一旋轉預扭驅動裝置，12-第二旋轉預扭驅動裝置，13-第二鎖緊裝置，14-第二周期測量裝置，15-支撐支座，16-扭桿，17-推力軸承，18-扭桿底座，19-深溝球軸承，20-隔套，21-空心旋轉軸，22-連接盤，23-銷軸，24-安裝盤，25-擺動支架，26-安裝平臺，27-連接平板，28-交叉滾子軸承，29-花盆，30-擺動長桿，31-拉簧座，32-拉簧，33-第一減速電機，34-第一預扭盤，35-第一撥動擋塊，36-第二減速電機，37-第二預扭盤，38-第二撥動擋塊。具體實施方式下面將結合本專利技術實施例中的附圖，對本專利技術實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種衛星的轉動慣量測量裝置，其特征在于，包括機體、旋轉預扭機構和工作臺，所述旋轉預扭機構包括扭桿，所述扭桿一端固定在所述機體頂部，另一端固定在所述工作臺底部，所述工作臺上垂直固定有固定支撐架，所述固定支撐架通過旋轉軸組件轉動的連接有擺動機構，所述擺動結構包括連接所述旋轉軸組件的擺動支架以及固定在所述擺動支架上水平設置的安裝平臺，所述安裝平臺上安裝有可在水平方向上轉動的支撐回轉裝置，所述支撐回轉裝置上安裝有用于鎖止所述支撐回轉裝置的止動固定裝置，所述擺動支架頂部安裝有水平設置的擺動長桿，所述擺動長桿兩端均安裝有拉簧，所述拉簧通過拉簧座連接在所述工作臺上，所述機體和工作臺之間安裝有用于鎖止所述工作臺的第一鎖緊裝置以及用于測量所述工作臺的擺動周期的第一周期測量裝置，所述工作臺和擺動機構之間安裝有用于鎖止所述擺動機構的第二鎖緊裝置以及用于測量所述擺動機構的擺動周期的第二周期測量裝置。

【技術特征摘要】
1.一種衛星的轉動慣量測量裝置，其特征在于，包括機體、旋轉預扭機構和工作臺，所述旋轉預扭機構包括扭桿，所述扭桿一端固定在所述機體頂部，另一端固定在所述工作臺底部，所述工作臺上垂直固定有固定支撐架，所述固定支撐架通過旋轉軸組件轉動的連接有擺動機構，所述擺動機構包括連接所述旋轉軸組件的擺動支架以及固定在所述擺動支架上水平設置的安裝平臺，所述安裝平臺上安裝有可在水平方向上轉動的支撐回轉裝置，所述支撐回轉裝置上安裝有用于鎖止所述支撐回轉裝置的止動固定裝置，所述擺動支架頂部安裝有水平設置的擺動長桿，所述擺動長桿兩端均安裝有拉簧，所述拉簧通過拉簧座連接在所述工作臺上，所述機體和工作臺之間安裝有用于鎖止所述工作臺的第一鎖緊裝置以及用于測量所述工作臺的擺動周期的第一周期測量裝置，所述工作臺和擺動機構之間安裝有用于鎖止所述擺動機構的第二鎖緊裝置以及用于測量所述擺動機構的擺動周期的第二周期測量裝置。2.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述旋轉預扭機構包括支撐支座以及安裝在所述支撐支座底部用于固定所述扭桿的扭桿底座，所述扭桿一端固定在所述扭桿底座中，另一端從所述支撐支座內部穿過并從頂部露出，所述支撐支座內部安裝有空心旋轉軸，所述空心旋轉軸底端通過推力軸承可轉動的套接在所述扭桿底座的內側壁上，所述空心旋轉軸頂部固定連接有安裝盤，所述安裝盤頂部安裝有連接盤，所述扭桿頂端通過銷軸固定在所述連接盤內部，所述工作臺固定在所述安裝盤和連接盤頂部。3.如權利要求2所述的裝置，其特征在于，所述支撐支座內部設有隔套，所述隔套上設有多組深溝球軸承，所述深溝球軸承位于所述支撐支座的內側壁和所述空心旋轉軸的外側壁之間。4.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述機體上安裝有第一旋轉預扭驅動裝置，所述第一旋轉預扭驅動裝置包括安裝在所述機體上的第一減速電機，所述第一減速電機的驅動軸上安裝有第一預扭盤，所述工作臺底部固定有與所述第一預扭盤位置對應的第一撥動擋塊。5.如權利要求4所述的裝置，其特征在于，所述固定支撐架上安裝有第二旋轉預扭驅動裝置，所述第二旋轉預扭驅動裝置包括安裝在所述固定支撐架上的第二減速電機，所述第二減速電機的驅動軸上安裝有第二預扭盤，所述...

【專利技術屬性】
技術研發人員：申康，劉子謙，楊崇斌，李榮梧，賈志華，劉輝，易濤，
申請(專利權)人：西安百納電子科技有限公司，
類型：發明
國別省市：陜西;61