自動水平調節的衛星通用太陽翼展開架的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于航天器地面試驗工裝技術領域，具體涉及一種用于航天器的具備自動水平調節功能的通用太陽翼地面展開試驗裝置。
【背景技術】
[0002]航天器研制過程中為了驗證太陽翼的各項性能指標，需開展多次太陽翼地面展開試驗。為了滿足不同平臺、不同型號間太陽翼地面展開試驗的需求，需設計衛星通用展開架。由于太陽翼在軌展開處于零重力狀態，因此太陽翼展開架需在試驗過程中對太陽翼的重力進行卸載，為了提高卸載效率，懸掛式重力卸載方式對太陽翼展開架的導軌直線度、水平度等提出了較高的要求。
[0003]目前的航天器太陽翼地面展開架均是采用網架式結構(參見圖1)，網架式結構一旦建立起來，比較固定，不太靈活，無法滿足通用性的要求，為了滿足不同型號間的太陽翼需求，需要調整網架高度適應各個型號。調整網架后，需對系統的導軌水平度、直線度等精度指標進行測量和調整，需花費較大的人力、物力和時間。圖1顯示了現有技術中的太陽翼展開架結構，該展開架包括四個立柱框架1-3和支撐在立柱框架頂部上的橫梁架1-1，橫梁架1-1上設置有橫向移動的橫向導軌1-4和縱向移動的縱向導軌1-2，縱向導軌1-2可沿著橫向導軌移動以形成二維運動。
[0004]由于現有的太陽翼展開架具有上述不足，隨著型號任務的急劇增加，場地資源、人力、精調設備資源越來越緊張，對通用性較好、能自動調節精度的太陽翼展開架需求顯得十分迫切。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是提供一種衛星太陽翼地面展開試驗時進行重力卸載的通用展開架，具備自動高精度水平調節功能，旨在解決目前太陽翼展開架占用場地資源大，通用性較差、精度調節效率低下的問題，本發明能實現展開架位置自由變換、高度自由升降，導軌水平度0.04mm/m的精確自動調整。
[0006]為達到上述目的，本發明采用了如下的技術方案:
[0007]一種自動水平調節的衛星通用太陽翼展開架，由機械系統和控制系統組成，機械系統主要包括兩根上部導軌(2-2)、兩套驅動機構(2-3)、主梁(2-4)、鉸接伸縮機構(2-5)、剛接伸縮機構(2-6)、彈簧(2-7)、平臺(2-8)、底部導軌(2-9)，太陽翼展開架的機械系統固定在基礎設施兩側上設置的相對牛腿(2-1)上，兩根上部導軌(2-2)分別焊接在牛腿上；上部導軌(2-2)與主梁(2-4)之間分別通過驅動機構(2-3)進行連接，主梁(2-4)在驅動機構(2-3)的驅動下實現在上部導軌(2-2)上的移動，即實現整個系統在指定區域的移動；主梁(2-4)上設置有兩套伸縮機構，包括鉸鏈伸縮機構(2-5)和剛性伸縮機構(2-6)，其中鉸接伸縮機構(2-5)與主梁(2-4)之間的連接方式為鉸接，且通過彈簧(2-7)進行拉緊；剛性伸縮機構(2-6)與主梁(2-4)之間的連接方式為剛性固定；兩套伸縮機構下方通過螺接的方式設置在平臺(2-8)上，平臺(2-8)下方固定在底部導軌(2-9)上，底部導軌包括縱向導軌和橫向導軌，用于設置太陽翼展開的二維懸掛機構。
[0008]其中，鉸接伸縮機構(2-5)和剛接伸縮機構(2-6)的結構形式除連接機構(3-8和3-9)外完全相同，分別由電機(3-1)，頂部軸承(3-2)，第一節臂(3-3)，絲桿(3_4)，底部軸承(3-5)，壓緊機構(3-6)，第二節臂(3-7)組成。
[0009]其中，鉸接伸縮機構(2-5)下端直接通過鉸接伸縮機構連接裝置(3-8)與平臺(2-8)進行鉸接，剛接伸縮機構(2-6)下端通過鉸接伸縮機構連接裝置(3-8)后，再通過微調機構(3-10)與平臺(2-8)進行鉸接；絲杠(3-4)通過頂部軸承(3-2)和第一節臂(3_3)相連，絲杠(3-4)的頂部通過鍵與電機(3-1)連接，絲杠(3-4)的下部通過底部軸承(3-5)與第二節臂(3-7)連接，電機(3-1)驅動絲杠(3-4)，絲杠(3-4)推動第二節臂(3_7)在第一節臂(3-3)內做升降運動，第一節臂(3-3)與第二節臂(3-7)之間通過壓緊機構(3-6)消除間隙，升降機構下端連接的精調機構(3-10)可實現平臺(2-8)的水平度調節。
[0010]其中，控制系統用于實現機械系統在指定區域內的移動、平臺(2-8)在指定范圍內升降以及平臺(2-8)的水平度自動調節。
[0011]其中，平臺(2-8)上布置傾角傳感器，以測量水平度參數。
[0012]其中，主梁(2-4)移動的運動控制分別由兩套驅動機構(2-3)驅動，升降運動由兩臺電機(3-1)分別驅動絲杠(3-4)帶動兩節第2節臂(3-7)同步運動實現，水平度精調由精調機構(3-10)實現。
[0013]本發明通過壓緊機構(3-6)把第2節臂向第一節臂壓緊，消除了側向接觸見習，連接裝置(3-8，3-9)把第2節臂(3-7)和平臺(2_8)連接起來，連接裝置釋放了三個自由度，也消除了接觸間隙，從而消除了多余約束，使得升降機構自由升降，消除了升降過程卡死現象，同時消除了平臺(2-8)的擺動，保證了系統的調平效果和穩定性。從而實現了展開架位置自由變換、高度自由升降，導軌水平度0.04mm/m的精確自動調整。
【附圖說明】
[0014]圖1是現有技術中太陽翼展開架的結構示意圖；
[0015]其中，1-1為橫梁架，1-2縱向導軌，1-3立柱框架，1-4橫向導軌；
[0016]圖2是本發明的自動水平調節的衛星通用太陽翼展開架的結構示意圖，其中，2-1為牛腿，2-2為導軌，2-3為驅動機構，2-4為主梁，2-5為鉸接伸縮機構，2_6為剛接伸縮結構，2-7為彈簧，2-8為平臺，2-9為導軌。
[0017]圖3a和圖3b是本發明的自動水平調節的衛星通用太陽翼展開架中鉸接升降機構和剛接升降結構的結構示意圖；
[0018]其中，3-1為電機，3-2為頂部軸承，3-3為第一節臂，3_4為絲桿，3-5為底部軸承，3-6為壓緊機構，3-7為第二節臂，3-8為鉸接伸縮機構連接裝置，3-9為剛接伸縮機構連接裝置，3-10為微調機構；
【具體實施方式】
[0019]以下結合附圖對本發明的【具體實施方式】進行詳細說明，但這些僅僅是示例性的，并不旨在對其保護范圍進行任何限定。
[0020]參見圖2，圖2是本發明的自動水平調節的衛星通用太陽翼展開架的結構示意圖，該衛星通用太陽翼展開架由機械系統和控制系統組成，機械系統主要包括兩根上部導軌2-2、兩套驅動機構2-3、主梁2-4、鉸接伸縮機構2-5、剛接伸縮機構2_6、彈簧2_7、平臺2-8、底部導軌2-9，太陽翼展開架的機械系統固定在基礎設施兩側上設置的相對牛腿