一种卫星环形天线分系统用测力装置的制作方法

本实用新型属于卫星天线反射器到位指示领域，特别涉及一种卫星环形天线分系统用测力装置。

背景技术：

大型环形可展开天线是卫星新型的天线载荷之一，其展开和收拢状态下的体积都明显高于目前的星载天线。在发射状态，天线需牢固可靠的收藏于卫星本体，卫星入轨后反射器需由收拢状态还原到全展开状态。大型环形可展开天线的反射器展开控制器是反射器展开的核心控制部件，它要实现反射器由收拢状态还原展开到位的全部控制过程。

卫星天线反射器到位指示系统问世于上个世纪七十年代末、八十年代初，近十年来随着移动卫星通信、军事电子侦察和天基雷达等空间应用领域的迅猛发展，对高可靠性、高精度的大型环形可展开天线到位指示装置的需求越来越迫切。国内卫星天线反射器到位指示的研究起始于上世纪90年代，目前在国内此类产品的研发应用还处于初期，没有比较成熟的产品。

目前一种卫星环形天线分系统用测力装置具有体积小、量程大、测力精度高、温度稳定性好、可靠性高等优点，能够促进国内卫星天线反射器到位指示领域的发展，是我国星载天线领域首次应用，达到国内领先水平。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种卫星环形天线分系统用测力装置，具有体积小、量程大、测力精度高、温度稳定性好、可靠性高等优点。

一种卫星环形天线分系统用测力装置，包括多个张力传感器和一个信号调理器；信号调理器的输入端通过导线分别连接多个张力传感器，输出端通过导线连接分系统中的展开电机控制器；所述的张力传感器包括测力支座、转接件和测力弹性体；转接件的一端和测力支座铰接，另一端与测力弹性体的一端转动连接；转接件的转动方向与测力弹性体的转动方向相互垂直；测力弹性体的另一端通过第二轴销连接有过线轮；测力弹性体上设置有至少一组形成惠斯通电桥的电阻应变计；测力支座固定在卫星上，设置在环形天线分系统上的测力绳索绕过过线轮设置。

优选的，所述转接件的一端通过固定轴和测力支座铰接，另一端与测力弹性体的测力端通过第一轴销转动连接，固定轴与第一轴销相互垂直设置。

进一步，固定轴的中轴和测力支座上分别设置有固定通孔。

优选的，测力支座与转接件铰接位置的运动方向，及转接件与测力弹性体转动连接位置的运动方向上分别设置有限位装置。

优选的，所述的测力弹性体呈板状设置，测力弹性体的两个板面中部向内凹陷形成凹型板，电阻应变计分别设置在两个凹型板的底面上。

优选的，所述的信号调理器包括多路分别连接对应张力传感器的信号调理电路；信号调理电路包括依次连接的输入滤波电路、一级放大电路、二级放大电路和滤波电路，以及连接在输入滤波电路输入端的调零电路。

优选的，还包括用于为张力传感器和信号调理器供电的电源电路组件；电源电路组件包括电源滤波电路和稳压电源电路；电源滤波电路的输入端连接系统供电端，一路输出端连接信号调理器供电，另一路输出端经稳压电源电路分别连接多个张力传感器。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：

本实用新型通过设置的张力传感器，通过测力绳索将产生的张力传递到测力弹性体上，利用电阻应变计将其进行准确转换输出，采用信号调理器将张力传感器输出的毫伏级信号进行滤波、放大调理后，输出根据张力成线性关系的电压信号给分系统的展开电机控制器，实现对张力变化实时线性的测量。产品研制难度大、起点高，是我国星载天线领域首次应用，达到国内领先水平。

附图说明

图1为本实用新型张力传感器示意图。

图2为本实用新型张力传感器使用状态的剖视图。

图3为本实用新型张力传感器上下转动的使用状态图。

图4为本实用新型张力传感器左右转动的使用状态图。

图5为本实用新型张力传感器工作原理图。

图6为本实用新型工作原理示意图。

其中：1，测力支座；2，固定轴；3，转接件；4，第一轴销；5，测力弹性体；6，过线轮；7，第二轴销。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本实用新型做进一步的详细说明，所述是对本实用新型的解释而不是限定。

本实用新型一种卫星环形天线分系统用测力装置，包括多个张力传感器和一个信号调理器；信号调理器的一端通过多根导线分别连接多个张力传感器，另一端通过一根导线连接分系统中的展开电机控制器。如图1所示，张力传感器包括测力支座1、固定轴2、转接件3、第一轴销4、测力弹性体5、过线轮6和第二轴销7；测力支座1和转接件3的一端以固定在卫星上的固定轴2为转轴进行铰接，测力弹性体5的一端和转接件3的另一端通过第一轴销4转动连接，两者形成十字运动件；测力弹性体5的另一端通过第二轴销7连接有过线轮6。呈板状设置的测力弹性体5上设置有至少一组形成惠斯通电桥的电阻应变计，惠斯通电桥的输出端作为张力传感器的输出端。测力支座1通过其上设置的固定通孔和固定轴2固定在卫星上，设置在环形天线分系统上的测力绳索绕过过线轮6设置。

其中，固定轴2与第一轴销4相互垂直设置，使得转接件3的转动方向与测力弹性体5的转动方向相互垂直；测力支座1和转接件3上还分别设置有用于限定转接件3和测力弹性体5转动形成的限位装置。

所述的测力弹性体5呈板状设置，测力弹性体5的两个板面中部向内凹陷形成凹型板，电阻应变计分别设置在两个凹型板的底面上，能够有效减小贴片面的应力影响，提高了安全性，保证了张力检测的准确性。

测力弹性体5的另一端两侧沿长度方向对称设置圆弧端板，两个圆弧端板的自由端两侧对应固定连接形成测力绳索出口，两个圆弧端板与测力弹性体5呈一体设置；过线轮6通过第二轴销7连接在两个圆弧端板之间，且设置在测力绳索出口内。过线轮6中间设置有120°的V型凹槽，两侧与相邻的圆弧端板呈间隙设置，测力绳索拉动过线轮6转动过程中，测力绳索不会被卡滞在过线轮6和测力弹性体及圆弧端板之间。

张力传感器进行使用时，如图2所示，其测力支座1通过直接设置在测力支座1上的固定通孔和设置在固定轴2中轴上的固定通孔固定在卫星上，如图3所示，能够在第一轴销4的作用下实现上下转动，如图4所示，能够在固定轴2的作用下实现左右转动，从而能够在固定端实现十字铰接。

如图6所示，信号调理器包括多路分别连接对应张力传感器的信号调理电路；信号调理电路包括依次连接的输入滤波电路、一级放大电路、二级放大电路和滤波电路，以及连接在输入滤波电路输入端的调零电路。本实用新型还包括用于为张力传感器和信号调理器供电的电源电路组件；电源电路组件包括电源滤波电路和稳压电源电路；电源滤波电路的输入端连接系统供电端，一路输出端连接信号调理器供电，另一路输出端经稳压电源电路分别连接多个张力传感器。

本实用新型使用时，如图5所示，本优选实例中的分系统以卫星反射器，以及设置两个张力传感器为例进行说明。

当张力传感器受到张力时，测力绳索通过过线轮产生作用力，使得测力弹性体5发生变形，电阻应变计的电阻值发生变化，引起张力传感器内部的惠斯通电桥不平衡，输出同张力成线性关系的电压信号。

信号调理器将将张力传感器输出信号进行滤波、放大处理后送至分系统中展开电机控制器，实现对张力变化实时线性的测量。

通过张力及其变化规律判断分系统是否展开到位。信号调理器将张力传感器输出信号进行线性放大，输出范围为1VDC±0.2VDC～4.8VDC±0.2VDC。当张力传感器不受力时，信号调理器稳定输出1VDC±0.2VDC，当张力传感器受850N力时，信号调理器稳定输出4.8VDC±0.2VDC，实现对张力变化实时线性的测量。