一种空间旋转机构地面零重力调试装置的制作方法

本实用新型涉及空间旋转机构调试装置，具体涉及一种空间旋转机构地面零重力调试装置。

背景技术：

目前，空间旋转机构多采用配对角接触球轴承作为支撑轴系，通过施加一定的预紧力来保障旋转精度，并提高轴系的支撑刚度，满足承载要求。在轨运行时，空间旋转机构处于微重力环境，轴承仅承受初始预紧力，在可控的摩擦力矩下稳定工作。但在地面调试阶段，当负载质量较大时，整个轴系将承受较大的附加载荷，长期运转时有可能造成轴系卸载，进而导致轴承的磨损加剧，严重时将会影响到整个轴系的使用寿命。

技术实现要素：

本实用新型的目的是解决现有空间旋转机构在地面调试阶段负载质量较大时，导致轴承磨损加剧，从而影响整个轴系使用寿命的问题，提供一种空间旋转机构地面零重力调试装置。

本实用新型的技术方案如下：

一种空间旋转机构地面零重力调试装置，包括支撑桁架、无摩擦气缸、气源、多个柔性连接件；所述无摩擦气缸设置在支撑桁架上，所述气源与无摩擦气缸通过管路连接，用于驱动气缸活塞杆动作；多个柔性连接件的一端均固定在无摩擦气缸的气缸活塞杆下端，另一端与空间旋转机构固定连接。

进一步地，所述气源与无摩擦气缸连接的管路上设置有压力控制阀。

进一步地，所述压力控制阀为电磁阀。

进一步地，所述柔性连接件的数量为三个。

进一步地，所述柔性连接件为吊绳。

进一步地，所述支撑桁架包括两根立柱、一根横梁，两根立柱平行设置，所述横梁固定设置在两根立柱上端，所述无摩擦气缸固定设置在横梁的下端。

进一步地，所述立柱的下端为锥形结构，用于实现稳定支撑。

进一步地，所述气源为空气压缩机。

进一步地，所述空间旋转机构的旋转轴线与气缸活塞杆的运动轴线同轴。

进一步地，所述柔性连接件与空间旋转机构通过吊环螺钉连接，与气缸活塞杆亦通过吊环螺钉连接。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

1.本实用新型空间旋转机构地面零重力调试装置保证空间旋转机构在发射前的地面调试过程中，尽可能保证轴系的承载工况，防止过度使用带来的潜在磨损风险，从而最终实现轴系的长寿命使用。

2.本实用新型空间旋转机构地面零重力调试装置中，无摩擦气缸与负载空间旋转机构之间通过吊绳柔性连接，无附加倾覆力矩，且三根均布的吊绳方便平衡调节，可实现稳定吊装。

3.本实用新型空间旋转机构地面零重力调试装置中，无摩擦气缸内部活塞与缸壁间存在气膜，可实现自由旋转，无附加摩擦力矩。

附图说明

图1是本实用新型空间旋转机构地面零重力调试装置结构示意图。

附图标记：1-支撑桁架，2-无摩擦气缸，3-气源,4-压力控制阀，5-柔性连接件，6-空间旋转机构，11-立柱，12-横梁。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型的内容作进一步详细描述。

空间旋转机构在轨实际工况中，要求轴承预紧力尽量小，从而获得更低的摩擦力矩，有利于长寿命使用。但在地面调试过程中，又要求具有较大的预紧力，以保证重力作用下轴系满足承载要求，不发生卸载情况。为了避免这两者间的矛盾，本实用新型提供一种空间旋转机构地面零重力调试装置，保证空间旋转机构在发射前的地面调试过程中，尽可能的保证轴系的承载工况，防止过度使用带来的潜在磨损风险，从而最终实现轴系的长寿命使用。

如图1所示，空间旋转机构6的上端与本实用新型提供的地面零重力调试装置连接，下端通过轴承安装在地面上。该空间旋转机构地面零重力调试装置包括支撑桁架1、无摩擦气缸2、气源3、压力控制阀4、三个柔性连接件5。

支撑桁架1包括两根立柱11和一根横梁12，两根立柱11平行设置，横梁12固定设置在两根立柱11上端，立柱11的下端可采用锥形结构，该结构可实现稳定的支撑。无摩擦气缸2的缸体上端设置在支撑桁架1上，具体可固定设置在横梁12的下端，气缸内部活塞与缸壁之间设置有气膜。无摩擦气缸2通过气动压力承载旋转部分质量，并实现无摩擦的绕轴旋转。无摩擦气缸2用气压承载空间旋转机构6的轴向载荷，减少产品轴承的承载，起到保护作用。

气源3与无摩擦气缸2通过管路连接，驱动气缸活塞杆动作。压力控制阀4设置在气源3与无摩擦气缸2连接的管路上。该气源3提供干燥的清洁空气，并通过压力控制阀4的精密调节，实现所需的气压，压力控制阀4具体可采用电磁阀。气源3具体可采用空气压缩机，空气压缩机提供的高压空气为无摩擦气缸2提供动力。

柔性连接件5具体可采用吊绳，吊绳的一端均固定在气缸活塞杆下端，另一端与空间旋转机构6上端连接。在空间旋转机构6旋转部分上均布三个吊点，通过三根吊绳吊装。柔性连接件5与空间旋转机构6通过吊环螺钉固定连接，与气缸活塞杆亦通过吊环螺钉固定连接。

实际使用中，首先将旋转机构同轴布置在桁架下端(空间旋转机构6的旋转轴线与气缸运动轴线同轴)，然后连接吊绳两端，并调节吊绳松紧保证其均衡承载；然后接通气源3，根据已知的负载质量，调节压力控制阀4，达到匹配的气压，待气压稳定后即可开机进行旋转机构的应用调试。

技术特征：

1.一种空间旋转机构地面零重力调试装置，其特征在于：包括支撑桁架(1)、无摩擦气缸(2)、气源(3)、多个柔性连接件(5)；

所述无摩擦气缸(2)设置在支撑桁架(1)上，所述气源(3)与无摩擦气缸(2)通过管路连接，用于驱动气缸活塞杆动作；多个柔性连接件(5)的一端均连接在无摩擦气缸(2)的气缸活塞杆下端，另一端与空间旋转机构(6)连接。

2.根据权利要求1所述的空间旋转机构地面零重力调试装置，其特征在于：所述气源(3)与无摩擦气缸(2)连接的管路上设置有压力控制阀(4)。

3.根据权利要求2所述的空间旋转机构地面零重力调试装置，其特征在于：所述压力控制阀(4)为电磁阀。

4.根据权利要求3所述的空间旋转机构地面零重力调试装置，其特征在于：所述柔性连接件(5)的数量为三个。

5.根据权利要求1至4任一所述的空间旋转机构地面零重力调试装置，其特征在于：所述柔性连接件(5)为吊绳。

6.根据权利要求5所述的空间旋转机构地面零重力调试装置，其特征在于：所述支撑桁架(1)包括两根立柱(11)、一根横梁(12)，两根立柱(11)平行设置，所述横梁(12)固定设置在两根立柱(11)上端，所述无摩擦气缸(2)固定设置在横梁(12)的下端。

7.根据权利要求6所述的空间旋转机构地面零重力调试装置，其特征在于：所述立柱(11)的下端为锥形结构，用于实现稳定支撑。

8.根据权利要求7所述的空间旋转机构地面零重力调试装置，其特征在于：所述气源(3)为空气压缩机。

9.根据权利要求8所述的空间旋转机构地面零重力调试装置，其特征在于：所述空间旋转机构(6)的旋转轴线与气缸活塞杆的运动轴线同轴。

10.根据权利要求9所述的空间旋转机构地面零重力调试装置，其特征在于：所述柔性连接件(5)与空间旋转机构(6)通过吊环螺钉连接，与气缸活塞杆亦通过吊环螺钉连接。

技术总结
本实用新型涉及一种空间旋转机构地面零重力调试装置，解决现有空间旋转机构在地面调试阶段负载质量较大时，导致轴承磨损加剧，从而影响整个轴系使用寿命的问题。该空间旋转机构地面零重力调试装置包括支撑桁架、无摩擦气缸、气源、多个柔性连接件；无摩擦气缸设置在支撑桁架上，气源与无摩擦气缸通过管路连接，用于驱动气缸活塞杆动作；多个柔性连接件的一端均固定在无摩擦气缸的气缸活塞杆下端，另一端与空间旋转机构固定连接。

技术研发人员：高雄;穆猷;崔凯;李昕;谢友金;王海涛;杨维
受保护的技术使用者：中国科学院西安光学精密机械研究所
技术研发日：2019.06.27
技术公布日：2020.05.12