一种周边桁架式可展开天线伸缩杆可靠性试验装置及方法
【专利摘要】本发明涉及一种周边桁架式可展开天线伸缩杆可靠性实验装置及方法。该装置包括：定滑轮，限位开关，伸缩杆，变速电机以及拉力计；所述伸缩杆由上端盖，滑动内套杆，下端盖和滑动外套杆组成；所述滑动外套杆固定，滑动内套杆能够在滑动外套杆中滑动；所述定滑轮与拉力计相连；所述拉力计与计算单元相连，将拉力计上的数据读入到计算单元中；所述应用于测定周边桁架伸缩杆可靠性的实验装置的工作步骤是由控制系统进行系统控制。通过上述方式，提供一种周边桁架式可展开天线的伸缩杆可靠性实验装置，该装置结构简单，设计合理，填补了周边桁架式可展开天线的伸缩杆可靠性测定的空白。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种可靠性试验装置，尤其是涉及一种周边桁架式可展开天线伸缩杆 可靠性实验装置及方法。 一种周边桁架式可展开天线伸缩杆可靠性试验装置及方法
【背景技术】
[0002] 星载可展开天线能否被安全顺利地送入太空，能否在太空中顺利地展开并锁定在 工作状态，能否在轨服役期内正常工作，即在很大程度上标志着卫星发射任务的成败。一旦 天线系统在某一阶段或者某一状态下失效，导致卫星无法正常控制与工作，意味着为卫星 发射投入的巨大人力、物力和财力都将付之一匮。
[0003] 星载可展开天线被安全地送入到太空之后，如果要在太空进行正常工作，首先需 要确保该天线能够顺利展开。周边桁架式可展开天线在展开的过程中由于各种各样的原 因，可能会出现不同形式的失效，例如绳索管理机构失效，动力矩不足失效，往生断裂失效， 伸缩杆滑动失效等等，任何一种失效都会导致天线无法正常展开，从而也就导致该天线无 法正常工作。因此，必须针对不同的失效形式，对其可靠性进行研究，除了伸缩杆之外其余 部位的可靠性都可以通过计算或者调研来获得，而伸缩杆的可靠性目前的研究还比较少。
【发明内容】
[0004] 针对上述问题，本发明提供了一种周边桁架式可展开天线的伸缩杆可靠性实验装 置及方法，以便通过该实验装置获得周边桁架式可展开天线的可靠性。
[0005] 本发明所采用的技术方案是：提供一种周边桁架式可展开天线的伸缩杆可靠性实 验装置，其特征是：包括：定滑轮组、上端限位开关、伸缩杆、下端限位开关、直流步进电机 以及数显式推拉力计；所述伸缩杆由上端盖、滑动内套杆、下端盖和滑动外套杆组成；所述 滑动内套杆与滑动外套杆均为空心薄壁圆管；所述滑动外套杆固定在上开关座和下开关 座之间；滑动内套杆能够在滑动外套杆中滑动；所述上端盖和下端盖分别装在滑动内套杆 的上端和下端；所述上端盖与钢丝绳相连；所述钢丝绳通过定滑轮组与直流步进电机相连 接；所述定滑轮组固定有数显式推拉力计；所述上端限位开关和下端限位开关分别固定在 上开关座和下开关座上；测定周边桁架伸缩杆可靠性时，由控制系统进行控制；数显式推 拉力计与计算单元相连，将数显式推拉力计上的数据读入到计算单元中。
[0006] 所述伸缩杆应与周边桁架式可展开天线中使用的伸缩杆相同。
[0007] 所述的内套杆的运动距离应与周边桁架展开天线中内套杆在展开过程中的运动 距离相同。
[0008] 所述限位开关用的是电容式限位开关。
[0009] 所述固定装置用来固定限位开关以及外套杆。
[0010] 所述控制系统用来接收限位开关的传感器所发生的信号，判断后控制步进电机。 [0011] 所述控制系统用来接收限位开关的传感器信号，对传感器信号进行判断，控制步 进电机工作。
[0012] 所述的计算单元采用计算机或pic控制器或嵌入系统。
[0013] 一种周边桁架式可展开天线的伸缩杆可靠性实验方法，至少包括如下步骤： 1) 将滑动内套杆放置于下端限位开关上，并将计数器置零； 2) 启动电源，控制系统收集到下端限位开关所发生的信息； 3) 依据伸缩杆长度和天线展开时间控制直流步进电机开始正向转动， 4) 数显式推拉力计开始测定数据； 5) 通过计算单元收集数显式推拉力计上的数据信息并存储； 6) 滑动内套杆运动到上端限位开关位置时，控制系统收集到上端限位开关所发生的信 息； 7) 控制直流步进电机停止正向转动并开始以三倍的正向转动速度反向转动； 8) 计算单元继续收集数显式推拉力计上的数据信息；直到再次运动到下端限位开关位 置，如此反复进行； 9) 计数器对运动次数进行统计，直到进行到实验所需次数，停止系统。
[0014] 本发明的有益效果是：提供一种周边桁架式可展开天线的伸缩杆可靠性实验装 置，其设计合理，结构简单，对角杆易于更换。可以根据实际需要，组合不同口径的内套杆和 外套杆，从而通过进行实验，对不同口径的周边桁架式星载展开天线的对角杆滑动的可靠 性进行测定。填补了周边桁架式可展开天线的伸缩杆可靠性测定的空白。
【专利附图】
【附图说明】
[0015] 图1是本发明一种周边桁架式可展开天线伸缩杆可靠性的实验装置； 图2是一种周边桁架式可展开天线的一组伸缩杆； 图3是控制系统控制电机工作流程图。
[0016] 附图中：1、定滑轮组；2、上开关座；3、上端限位开关；4、伸缩杆；4. 1、上端盖； 4. 2、滑动内套杆；4. 3、下端盖；4. 4、滑动外套管；5、下端限位开关；6、固定装置；7、控制系 统；8、计数器；9、直流步进电机；10、钢丝绳；11、数显式推拉力计；12、计算单元；13、下开 关座。
【具体实施方式】
[0017] 下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能 更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
[0018] 请参阅附图1、图2和图3,本发明实施例包括： 一种周边桁架式可展开天线伸缩杆可靠性实验装置，包括：定滑轮组1、上限位开关3、 伸缩杆4、下限位开关5、直流步进电机9以及数显式推拉力计11 ;所述伸缩杆4由上端盖 4. 1、滑动内套杆4. 2、下端盖4. 3和滑动外套杆4. 4组成；所述滑动内套杆4. 2与滑动外套 杆4. 4均为空心薄壁圆管；所述滑动外套杆4. 4固定在上开关座2和下开关座13之间；滑 动内套杆4. 2能够在滑动外套杆4. 4中滑动；所述上端盖4. 1和下端盖4. 3分别装在滑动 内套杆4. 2的上端和下端；所述上端盖4. 1与钢丝绳10相连；所述钢丝绳10通过定滑轮 组1与直流步进电机9相连接；所述定滑轮组1固定有数显式推拉力计11 ;所述上端限位 开关3和下端限位开关5分别固定在上开关座2和下开关座13上；测定周边桁架伸缩杆4 可靠性时，由控制系统7进行控制；数显式推拉力计11与计算单元12相连，将数显式推拉 力计11上的数据读入到计算单元12中。
[0019] 一种周边桁架式可展开天线的伸缩杆可靠性实验方法，至少包括如下步骤： 1) 将滑动内套杆4. 2放置于下端限位开关5上，并将数显式推拉力计11以及计数器8 全部置零； 2) 启动电源，控制系统7收集到下端限位开关5所发生的信息； 3) 控制直流步进电机9开始以一定的速度正向转动，该速度主要是由伸缩杆长度和天 线展开时间所决定； 4) 数显式推拉力计11开始测定数据； 5) 通过计算单元12收集数显式推拉力计11上的数据信息并存储； 6) 滑动内套杆4. 2运动到上端限位开关3位置时，控制系统7收集到上端限位开关3 所发生的信息； 7) 控制直流步进电机9停止正向转动并开始以三倍的正向转动速度反向转动； 8) 计算单元12继续收集数显式推拉力计11上的数据信息；直到再次运动到下端限位 开关5位置，如此反复进行； 9) 计数器8对运动次数进行统计，直到进行到实验所需次数，停止系统。
[0020] 所述伸缩杆4应与周边桁架式可展开天线中使用的伸缩杆相同。
[0021] 所述的内套杆4. 2的运动距离应与周边桁架展开天线中内套杆在展开过程中的 运动距离相同。
[0022] 所述限位开关用的是电容式限位开关。
[0023] 所述固定装置用来固定限位开关以及外套杆。
[0024] 所述控制系统用来接收限位开关的传感器所发生的信号，判断后控制步进电机。
[0025] 所述控制系统7用来接收限位开关的传感器信号，对传感器信号进行判断，控制 步进电机工作。
[0026] 所述的计算单元12采用计算机或pic控制器或嵌入系统。
[0027] 所述的控制系统7采用pic控制器。
【权利要求】
1. 一种周边桁架式可展开天线的伸缩杆可靠性实验装置，其特征是：包括：定滑轮组 (1)、上端限位开关（3)、伸缩杆（4)、下端限位开关（5)、直流步进电机（9)以及数显式推拉 力计（11);所述伸缩杆（4)由上端盖（4. 1)、滑动内套杆（4. 2)、下端盖（4. 3)和滑动外套杆 (4. 4)组成；所述滑动内套杆（4. 2)与滑动外套杆（4. 4)均为空心薄壁圆管；所述滑动外套 杆（4. 4)固定在上开关座（2)和下开关座（13)之间；滑动内套杆（4. 2)能够在滑动外套杆 (4. 4)中滑动；所述上端盖（4. 1)和下端盖（4. 3)分别装在滑动内套杆（4. 2)的上端和下端； 所述上端盖（4. 1)与钢丝绳（10 )相连；所述钢丝绳（10 )通过定滑轮组（1)与直流步进电机 (9 )相连接；所述定滑轮组（1)固定有数显式推拉力计（11);所述上端限位开关（3 )和下端 限位开关（5)分别固定在上开关座（2)和下开关座（13)上；测定周边桁架伸缩杆（4)可靠 性时，由控制系统（7)进行控制；数显式推拉力计（11)与计算单元（12)相连，将数显式推拉 力计（11)上的数据读入到计算单元（12)中。
2. 根据权利要求1所述的一种周边桁架式可展开天线的伸缩杆可靠性实验装置，其特 征是：所述伸缩杆（4)应与周边桁架式可展开天线中使用的伸缩杆相同。
3. 根据权利要求1所述的一种周边桁架式可展开天线的伸缩杆可靠性实验装置，其特 征是：所述的内套杆（4. 2)的运动距离应与周边桁架展开天线中内套杆在展开过程中的运 动距离相同。
4. 根据权利要求1所述的一种周边桁架式可展开天线的伸缩杆可靠性实验装置，其特 征是：所述限位开关用的是电容式限位开关。
5. 根据权利要求1所述的一种周边桁架式可展开天线的伸缩杆可靠性实验装置，其特 征是：所述固定装置用来固定限位开关以及外套杆。
6. 根据权利要求1所述的一种周边桁架式可展开天线的伸缩杆可靠性实验装置，其特 征是：所述控制系统用来接收限位开关的传感器所发生的信号，判断后控制步进电机。
7. 根据权利要求1所述的一种周边桁架式可展开天线的伸缩杆可靠性实验装置，其特 征是：所述控制系统（7)用来接收限位开关的传感器信号，对传感器信号进行判断，控制步 进电机工作。
8. 根据权利要求1所述的一种周边桁架式可展开天线的伸缩杆可靠性实验装置，其特 征是：所述的计算单元（12)采用计算机或pic控制器或嵌入系统。
9. 一种周边桁架式可展开天线的伸缩杆可靠性实验方法，至少包括如下步骤： 1) 将滑动内套杆（4. 2)放置于下端限位开关（5)上，并将计数器（8)置零； 2) 启动电源，控制系统（7)收集到下端限位开关（5)所发生的信息； 3) 依据伸缩杆长度和天线展开时间控制直流步进电机（9)开始正向转动， 4) 数显式推拉力计（11)开始测定数据； 5 )通过计算单元（12 )收集数显式推拉力计（11)上的数据信息并存储； 6) 滑动内套杆（4. 2)运动到上端限位开关（3)位置时，控制系统（7)收集到上端限位 开关（3)所发生的信息； 7) 控制直流步进电机（9)停止正向转动并开始以三倍的正向转动速度反向转动； 8) 计算单元（12)继续收集数显式推拉力计（11)上的数据信息；直到再次运动到下端 限位开关（5)位置，如此反复进行； 9) 计数器（8)对运动次数进行统计，直到进行到实验所需次数，停止系统。
【文档编号】G01M13/00GK104101493SQ201410334813
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年7月15日 优先权日:2014年7月15日
【发明者】杨东武, 刘帅杰, 段宝岩, 陈建军, 李申, 张逸群, 张树新, 杨癸庚 申请人:西安电子科技大学