分离系统及其性能指标测试方法
【专利摘要】本发明提供了一种分离系统及其性能指标测试方法，包括步骤：通过载荷传感器采集分离体在分离过程中液压重力平衡系统输出载荷变化值；通过摄像机拍摄活塞杆随分离体的运动过程，获取活塞杆随动过程的速度变化值；通过两个气缸给分离体施加模拟分离弹簧阶跃载荷，使用压力传感器进行气缸工作压力测试。本发明具有如下的有益效果：1、本发明提供的测试方法有效的提升了飞行器等航天产品分离试验中分离系统性能指标测试手段，确保了分离试验的有效性、全面性。2、本发明通过各部件的组装连接，可在不影响分离体产品安全的前提下，满足飞行器等航天产品分离试验对分离系统性能指标进行测试的需求。
【专利说明】分离系统及其性能指标测试方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及分离试验中对分离系统性能指标进行测试【技术领域】，具体是一种分离系统性能指标测试方法。
【背景技术】
[0002]目前，飞行器等航天产品在轨飞行时会进行各分离体分离。为验证分离机构设计的正确性及合理性，以及分离机构常温条件下的分离功能，需对其各部件开展地面分离试验。分离试验成功与否关键在于分离系统性能指标是否满足试验要求，为进行分离系统性能指标测试，且测试结果符合预期，提出一种分离系统性能指标测试方法。
【发明内容】
[0003]针对现有技术中的缺陷，本发明提供了一种分离系统性能指标测试方法，该测试方法可满足分离系统性能指标测试要求，有效的提升了飞行器等航天产品分离试验中分离系统性能指标测试手段，确保了分离试验的有效性、全面性。
[0004]根据本发明提供的一种分离系统，包括:液压重力平衡系统、测试塔架、悬吊装置、载荷传感器、载荷变化测试分析台、摄影机、电子抓钩、气缸、压力传感器、压力测试台、速度变化测试分析台；
[0005]液压重力平衡系统的蓄能器安装固定于测试塔架横梁上端，液压重力平衡系统的液压缸通过安装法兰安装固定于测试塔架横梁下端，液压缸的活塞杆连接悬吊装置，悬吊装置用于悬吊分离体；
[0006]在活塞杆与悬吊装置间安装有载荷传感器2，载荷传感器2通过测试线缆与载荷变化测试分析台连接，液压缸的活塞杆伸出部分粘贴靶标，正对靶标位置安装有摄影机，摄像机用于将拍摄到的活塞杆运动过程导入速度变化测试分析台中进行速度变化分析；
[0007]悬吊装置下方设置有用于连接分离体下端的电子抓钩以及两组气缸，电子抓钩和两组气缸固定于地面，气缸通过连接管路与压力传感器及压力测试台连接，气缸的活塞杆用于作用于分离体下端。
[0008]优选地，悬吊装置具有可旋转的多个环节，环节之间的摩擦力为滚动摩擦，对分离体分离过程中旋转无限制或极小的限制，并且能够实现轴向调节，使旋转环节位于分离体质心位置。
[0009]根据本发明提供的一种上述分离系统的性能指标测试方法，包括如下步骤:
[0010]步骤1:将分离体的质心位置悬挂于悬吊装置，分离体的下端连接至电子抓钩，令气缸的活塞杆作用于分离体10下端，对气缸增压使气缸的输出载荷与分离弹簧载荷一致；
[0011]步骤2:通过载荷传感器采集分离体在分离过程中液压重力平衡系统输出载荷变化值；通过摄像机拍摄活塞杆随分离体的运动过程，获取活塞杆随动过程的速度变化值；通过两个气缸给分离体施加模拟分离弹簧阶跃载荷，分离试验时分离弹簧阶跃载荷已知，根据气缸活塞杆有效工作面积，换算气缸所需工作压力，使用压力传感器进行气缸工作压力测试。
[0012]与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果:
[0013]1、本发明提供的测试方法有效的提升了飞行器等航天产品分离试验中分离系统性能指标测试手段，确保了分离试验的有效性、全面性。
[0014]2、本发明通过各部件的组装连接，可在不影响分离体产品安全的前提下，满足飞行器等航天产品分离试验对分离系统性能指标进行测试的需求。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显:
[0016]图1为本发明测试方法示意图；
[0017]图2为本发明液压重力平衡系统原理图；
[0018]图3为本发明悬吊装置的环节示意图；
[0019]图中:I为液压重力平衡系统，2为载荷传感器，3为载荷变化测试分析台，4为摄影机，5为速度变化测试分析台，6为电子抓钩，7为气缸，8为压力传感器、9为压力测试台、10为分离体、11为测试塔架、12为滑轮组、13为保护绳、14为悬吊装置、21为蓄能器，22为伺服控制模块、23为伺服泵站，24为液压缸。
【具体实施方式】
[0020]下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
[0021]请同时参阅图1至图3。分离系统主要由液压重力平衡系统1、电子抓钩6、气缸7、分离体10、悬吊装置14以及其他一些辅助装置组成。
[0022]分离系统安装时，如图1所示，首先将液压重力平衡系统I中蓄能器21安装固定于测试塔架11横梁上端，液压重力平衡系统I中液压缸24通过安装法兰安装固定于测试塔架11横梁下端，液压缸24通过活塞杆与分离体10连接，在分离体10质心位置安装悬吊装置14，在活塞杆与悬吊装置间安装载荷传感器2，载荷传感器2通过测试线缆与载荷变化测试分析台3连接，液压缸24活塞杆伸出部分粘贴靶标，正对靶标位置安装高速的摄影机4，为保证测试过程中分离体10产品安全，在分离体10上设置保护绳13，进行安全防护，分离体10下端与电子抓钩连接，电子抓钩固定于地面，将两组气缸固定于地面，气缸通过连接管路与高精度的压力传感器8及压力测试台9连接，对气缸增压，使其输出载荷与分离弹簧载荷一致，气缸活塞杆作用于分离体10下端。
[0023]伺服控制模块22主要由电液伺服阀、高精度压力表、控制器及控制软件组成，用于控制系统输出压力。伺服泵站23可提供额定压力21MPa、额定流量10L/min的液压载荷，为整个系统提供初始压力。
[0024]液压重力平衡系统I包括蓄能器21、伺服控制器22、伺服本泵站23、液压缸24 ;伺服控制器在分离实验进行前，控制伺服泵站向液压缸输出压力，使液压缸的输出载荷与分离体的重力保持一致；蓄能器在分离实验进行中待分离体与被分离体分离后，对液压缸补液，使液压缸的输出载荷与分离体的重力保持一致，即当液压缸处压力发生变化，蓄能器内高压气体将液压油压入液压缸容腔内，保证液压缸压力恒定。伺服泵站为蓄能器供压。液压缸的容腔后端设置有缓冲结构以向缩回的液压缸活塞杆提供缓冲，液压缸活塞杆位于缓冲结构的前侧。
[0025]本发明公开了一种分离系统性能指标测试方法，包括分离系统中液压重力平衡系统载荷变化测试方法、液压重力平衡系统中液压缸活塞杆速度变化测试方法、模拟分离弹簧施加在分离体上的阶跃载荷的测试方法。
[0026]所述分离系统中液压重力平衡系统载荷变化测试方法是在液压重力平衡系统与分离体间安装载荷传感器，采集分离体在分离过程中液压重力平衡系统输出载荷变化值。
[0027]所述液压重力平衡系统中液压缸活塞杆速度变化测试方法是采用高速的摄影机拍摄活塞杆随分离体的运动过程，并进行后期数据处理，分析活塞杆随动过程的速度变化值。
[0028]所述模拟分离弹簧施加在分离体上的阶跃载荷的测试方法是将分离体通过电子抓钩固定于地面，采用两个气缸给分离体施加阶跃载荷，模拟分离弹簧工作状态，分离试验时分离弹簧阶跃载荷已知，根据气缸活塞杆有效工作面积，换算气缸所需工作压力，使用高精度的压力传感器进行气缸工作压力测试。
[0029]具体地，液压重力平衡系统载荷变化测试方法所用测试设备主要由载荷传感器2、载荷变化测试分析台3组成，载荷传感器2通过测试线缆与载荷变化测试分析台3连接，组成载荷变化测试系统。液压重力平衡系统中液压缸活塞杆速度变化测试方法所用测试设备主要由高速的摄影机4、速度变化测试分析台5组成，高速的摄影机4拍摄到的活塞杆运动过程通过存储介质导入速度变化测试分析台5中，进行速度变化分析。模拟分离弹簧施加在分离体上的阶跃载荷的测试方法所用测试设备主要由高精度的压力传感器8、压力测试台9组成，高精度的压力传感器8通过测试线缆与压力测试台9连接，组成压力测试系统。
[0030]以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。
【权利要求】
1.一种分离系统，其特征在于，包括:液压重力平衡系统、测试塔架、悬吊装置、载荷传感器、载荷变化测试分析台、摄影机、电子抓钩、气缸、压力传感器、压力测试台、速度变化测试分析台； 液压重力平衡系统的液压缸通过安装法兰安装固定于测试塔架横梁下端，液压缸的活塞杆连接悬吊装置，悬吊装置用于悬吊分离体； 在活塞杆与悬吊装置间安装有载荷传感器，载荷传感器通过测试线缆与载荷变化测试分析台连接，液压缸的活塞杆伸出部分粘贴靶标，正对靶标位置安装有摄影机，摄像机用于将拍摄到的活塞杆运动过程导入速度变化测试分析台中进行速度变化分析； 悬吊装置下方设置有用于连接分离体下端的电子抓钩以及两组气缸，电子抓钩和两组气缸固定于地面，气缸通过连接管路与压力传感器及压力测试台连接，气缸的活塞杆用于作用于分离体下端。
2.根据权利要求1所述的分离系统，其特征在于，悬吊装置具有可旋转的多个环节，环节之间的摩擦力为滚动摩擦。
3.—种权利要求1所述的分离系统的性能指标测试方法，其特征在于，包括如下步骤: 步骤1:将分离体的质心位置悬挂于悬吊装置，分离体的下端连接至电子抓钩，令气缸的活塞杆作用于分离体下端，对气缸增压使气缸的输出载荷与分离弹簧载荷一致； 步骤2:通过载荷传感器采集分离体在分离过程中液压重力平衡系统输出载荷变化值；通过摄像机拍摄活塞杆随分离体的运动过程，获取活塞杆随动过程的速度变化值；通过两个气缸给分离体施加模拟分离弹簧阶跃载荷，分离试验时分离弹簧阶跃载荷已知，根据气缸活塞杆有效工作面积，换算气缸所需工作压力，使用压力传感器进行气缸工作压力测试。
【文档编号】G01M99/00GK104483151SQ201410751473
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年12月9日 优先权日:2014年12月9日
【发明者】张玉花, 王海东, 肖传清, 王金童, 唐杰, 徐姣 申请人:上海航天精密机械研究所