应用于航天器的新型质量质心测试系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于航天器地面装备技术领域，涉及一种航天器质量质心测试系统，具体 地说涉及一种长时间实时检测、自驱升降的高精度质量质心测试系统。
【背景技术】
[0002] 质量质心参数是航天器的关键性能参数，影响到航天器的轨道控制及推进系统的 性能。由于航天器结构复杂，元器件繁多，一般理论计算很难准确地确定其质心的几何位 置，因此必须进行实际的质量质心位置测量。目前，大型航天器质量质心的测量主要采用多 点支承质量测量法。多点支承质量测量法用3个或者更多的质量测量传感器共同支承测量 台，质心是通过各传感器相对基准中心的位置求矩计算。
[0003] 在传统的测试系统中，测量台一般采用3套梯形丝杆机构进行测量台的升降，采用 人力驱动的方式，通过扭转梯形升降机构实现测量台的升降，一般来讲很难实现三套机构 的同步升降，同时操作费时费力；同时传统的测试系统采用单次测量的方法，一次读取测试 数据，然后进行配重，再次进行测量，需要进行多次测量及配重进行修正才能完成质心测试 工作，无法进行实时的、长时间的测量工作。这一系列的操作不仅费时费力，而且存在安全 隐患。通常完成一个航天器型号的质心测量工作需要一天时间，如果需要进一步进行三个 坐标的配重，每一次配重又会对质心三个坐标都产生影响，就必须反复测量，其工作量将成 倍增加。
[0004] 在卫星批量化生产的要求下，过长的测试时间是不能接受的。为了缩短测试流程， 节约测试时间，需要质心测试系统具备实时的、长时间负载测量的功能，同时测量台需要具 备自驱同步升降的功能。
【发明内容】
[0005] 针对上述现有技术中存在的技术问题，本发明提供一种应用于航天器的新型质量 质心测试系统，该测试系统具备测量台自驱升降功能，能够实现质量质心参数长时间、实时 监测功能。
[0006] 为达到上述目的，本发明所采用的技术方案如下：
[0007] 一种应用于航天器的新型质量质心测试系统，包括测量台，用于支撑测量台的三 套称重传感器，利用三点测量的原理，通过称重传感器获取各位置的质量信息，并通过力矩 平衡原理计算产品的质心信息。
[0008] 所述测量台是由液压升降模块通过同步控制系统控制液压缸的升降，实现测量台 的自动升降。
[0009] 所述液压升降模块用于对称重传感器进行卸载保护，主要由电机、柱塞栗、电磁换 向阀、同步分流马达、调速阀、液压锁、压力传感器、油缸和管路组成，采用电动机和柱塞栗 作为动力元件，管路上设有压力传感器作为反馈元件，通过上位机和PLC来实现控制过程。
[0010] 所述测量台的水平度是由调平底座在底部配置六套调节脚撑，通过丝杠螺母的调 节实现调平底座的水平度调整，从而实现测量台水平度的调节。
[0011] 所述调平底座为圆盘形厢式结构，内部镂空，在满足强度及刚度的情况下减少了 用料和自重。
[0012] 所述调平底座选用球磨铸铁材料，对安装面进行机械加工以满足配合要求，上端 安装面设置不同分布节圆的安装接口，不仅用于适配各个平台的航天器产品，也作为转接 接口进行扩展。
[0013] 所述称重传感器利用应变效应获取质量信息，支撑称重传感器的机架能够满足 3.2t的承载能力，同时称重传感器具备长时间负载能力，在满载情况下，7天内测量蠕变量 不超过0.02 %。
[0014] 所述机架包括千斤顶底座、调节螺杆、钢球，调节螺杆调节高度，升降结束通过锁 紧螺母锁紧，底座上称重传感器安装面的平面度< 〇. 〇2mm，支撑的柱体与称重传感器通过4 个螺钉连接，为保证称重传感器的重复安装精度，在4个螺钉的节圆上对称位置配打两个f 8mm的销孔。
[0015] 产品的质心信息的计算是通过测控系统来完成，所述测控系统同时完成处理、计 算和显示功能，所述测控系统整体采用便携式工控机模式，便于携带和移动。
[0016] 所述测控系统用于实现如下功能：
[0017] 1)提供图形化控制窗口，可控制液压千斤顶顶出和复位；
[0018] 2)具有质心测试台标定相关模块；
[0019] 3)图形化显示质心位置、质心偏移方向和距离；
[0020] 4)能够通过比较所测质心位置和理论质心位置给出配重方案；
[0021] 5)对产品重量实时监测，通过连续曲线反应质量质心与时间的关系；
[0022] 6)对于超差数据给出警示；
[0023] 7)连续监测、数据实时显示和同步自动保存；
[0024] 8)具有历史搜索能力，能调出以往各型号产品的质量特性参数；
[0025] 9)具备测试结果文档自动生成和打印报告的功能，且配套设备中须包含数据打印 设备。
[0026] 本发明相对于现有技术，其所带来的有益效果如下：
[0027] 本发明所提供的质量质心测试系统，对传感器称量模块进行了改进，能够实现高 负载、长时间的承载测量能力，蠕变性能控制在0.02%以内，具备实时的、长时间负载测量 的功能，同时引入了液压升降模块，能够通过上位机控制系统实现测量的自助升降，避免了 以往的人工调整梯形丝杠的操作，降低了操作风险，提高了工作效率。
【附图说明】
[0028] 下面结合【附图说明】和【具体实施方式】对应用于航天器的新型质量质心测试系统作 进一步说明，其中：
[0029] 图1为本发明质心测试系统的结构示意图；
[0030] 图2为图1俯视图；
[0031 ]图3为本发明质心测试系统安装底座的结构示意图；
[0032]图4为图3俯视图；
[0033]图5为本发明质心测试系统称重传感器模块的结构示意图；
[0034]图6为本发明质心测试系统液压升降系统原理图；
[0035]图7为本发明质心测试系统测量台结构示意图；
[0036]图8为本发明质心测试系统测控系统流程图。
【具体实施方式】
[0037] 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。
[0038] 图1、图2所示，本发明所提供的应用于航天器的新型质量质心测试系统，由调平底 座1、传感器称量模块2、液压升降模块3、测量台4以及测控系统组成。
[0039] 调平底座1为所有结构中承重最大的结构，主要由安装底座10和调平垫铁11组成， 如图3、图4所示。安装底座设计为圆盘状，内部半镂空式，此结构可以满足强度要求，还可以 减少用料和自重。安装底座上表面留有传感器支撑和液压千斤顶支撑座螺纹孔，安装节圆 为Φ 1600mm。底座外包络直径为Φ 2100mm;基底总重< 1500kg，满载变形量< 0 · 05mm。台体 材料选用球墨铸铁材料。安装底座下表面安放6块调平垫铁，垫铁最大垂直高度小于等于 100mm，垫铁可调高度大于等于10_。在安装底座圆周方向均布有8个吊环螺钉安装孔。
[0040] 传感器