一种适用于空间电场探测的传感器电缆力学试验模拟装置的制作方法

本发明属于空间环境探测及结构设计技术领域，尤其涉及一种适用于空间电场探测的电缆力学试验模拟装置。

背景技术：

传感器电缆是用来将传感器表面感应到的空间电势信号传输到数据采集与信号处理单元，从而达到空间电场测量的目的。其中，通过传感器电缆的输入输出信号有球体电势、偏置电流控制、测温+、测温-、+15v、-15v以及回线。由于受空间的限制，同时为了保证可靠性，需要将多束导线集成在一根电缆中。

传感器电缆组件安装于伸杆内部，并用于控制伸杆展开的长度，因此伸杆研制方对其长度、抗拉强度、纵向热膨胀系数等均提出了要求。

电场探测仪电缆为专用电缆，除传输微弱电压信号外，同时还用于控制卷筒式伸杆展开后的长度和稳定度，其重复抗拉性能和热膨胀系数等对电场仪在轨测量指标会产生直接影响。

为了试验验证生产完成合格的传感器电缆的各项性能，需要设计一套适用于传感器电缆力学试验的模拟装置。目前在同类产品上还没有使用这样的力学模拟装置，以解决空间电场探测球形传感器电缆在伸杆展开后持续张力状态在地面条件下无法进行试验模拟验证的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供了一种适用于空间电场探测的球形传感器电缆力学试验模拟装置，能够可靠地控制球形传感器电缆的张力，从而为在地面条件下进行传感器电缆模拟真实展开状态提供了保障支持。

为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的：

一种适用于空间电场探测的传感器电缆力学试验模拟装置，所述试验模拟装置包括：电缆固定夹头支撑架、转盘、转盘固定柱、弹簧固定座支撑架、弹簧固定座、弹簧、弹簧压盖、弹簧调节螺母、弹簧调节螺钉和安装板；

其中，电缆固定夹头支撑架、转盘固定柱和弹簧固定座支撑架固定在安装板上，转盘安装在转盘固定柱上，弹簧固定座安装在弹簧固定座支撑架上；

传感器电缆一端固定在电缆固定夹头支撑架上，传感器电缆另一端绕过转盘，穿过弹簧固定座支撑架和弹簧固定座固定在弹簧调节螺钉的末端，弹簧套装在弹簧调节螺钉上，弹簧的一端安装在弹簧固定座上，弹簧压盖穿过弹簧调节螺钉后套装在弹簧的另一端，弹簧调节螺母与弹簧调节螺钉的螺纹配合，并通过弹簧压盖压缩弹簧；

外部测力计拉动弹簧调节螺钉达到所需拉力值时，弹簧调节螺母压紧弹簧压盖，此时传感器电缆与真实装配到传感器伸杆内的拉紧状态一致。

电缆固定夹头支撑架上设有圆孔结构，可穿过传感器电缆，在传感器电缆端头打结的情况下，具有防止其从电缆固定夹头支撑架圆孔结构拉出的效果。

转盘中部设有光滑圆槽结构，与传感器电缆相配合，防止传感器电缆上下蹿动且受磨损。

转盘固定柱与转盘的通孔相配合，转盘固定柱的第一台阶面与转盘的一面接触，转盘套在转盘固定柱的立柱上并用转盘紧固螺母紧固。

弹簧固定座支撑架中间通孔与弹簧固定座的中间通孔处在同一位置，方便电缆穿过。

弹簧固定座支撑架中间通孔与弹簧固定座的中间通孔的径向位置同时与转盘的中心绕线位置和电缆固定夹头支撑架的穿线孔在同一高度，防止传感器电缆在径向受力磨损。

弹簧调节螺钉11末端开有圆孔结构，可穿过传感器电缆，在传感器电缆端头打结的情况下，具有防止其从弹簧调节螺钉11圆孔结构脱落的效果。

有益效果：

本发明所述的一种适用于空间电场探测的传感器电缆力学试验模拟装置中，传感器电缆通过缠绕转盘，使电缆与实际装配受力状态一致；弹簧机构可提供传感器电缆持续的拉力，弹簧提供的持续弹力可防止在力学试验时传感器电缆松动；弹簧的压力可转换为传感器电缆的拉力，同时传感器电缆受到的拉力可调；所述装置可对空间电场探测球形传感器电缆在伸杆展开后持续张力状态进行试验模拟。

附图说明

图1为本发明空间电场探测的电缆力学试验模拟装置示意图(弹簧固定座左边部分剖视)；

图2为本发明电缆固定夹头支撑架结构示意图；

图3为本发明转盘结构示意图；

图4为本发明转盘固定柱结构示意图；

图5为本发明弹簧固定座支撑架结构示意图；

图6为本发明弹簧固定座结构示意图；

图7为本发明弹簧结构示意图；

图8为本发明弹簧压盖结构示意图；

图9为本发明弹簧调节螺钉结构示意图；

图10为本发明弹簧调节螺母结构示意图；

其中，1-电缆固定夹头支撑架、2-传感器电缆、3-转盘紧固螺母、4-转盘、5-转盘固定柱、6-弹簧固定座支撑架、7-弹簧固定座、8-弹簧、9-弹簧压盖、10-弹簧调节螺母、11-弹簧调节螺钉、12-安装板。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

如图1所示，本发明提供了一种适用于空间电场探测的电缆力学试验模拟装置。本发明的电缆力学试验模拟装置结构包括安装板12、电缆固定夹头支撑架1、转盘固定柱5、转盘4、转盘紧固螺母3、弹簧固定座支撑架6、弹簧固定座7、弹簧8、弹簧压盖9、弹簧调节螺钉11、弹簧调节螺母10；外围为弹簧拉力计。

电缆力学试验模拟装置与传感器电缆共同配合实现传感器电缆的力学模拟试验。如图所示，力学模拟试验过程：电缆固定夹头支撑架1固定在安装板12上，同样地将转盘固定柱5固定在安装板12上，转盘4套在转盘固定柱5的立柱上并用两个转盘紧固螺母3紧固，保证转盘可以自由转动但上下不晃动，弹簧固定座支撑架6安装到安装板12上，再将弹簧固定座7安装到弹簧固定座支撑架6上，传感器电缆2一端固定在电缆固定夹头支撑架1上的圆孔结构，并打结固定在圆孔结构的另一端，传感器电缆2另一端绕过转盘4，穿过弹簧固定座支撑架6和弹簧固定座7固定在弹簧调节螺钉11的圆孔结构端头打结固定，弹簧8套装在弹簧调节螺钉11上，弹簧8的一端安装在弹簧固定座7上，弹簧压盖9穿过弹簧调节螺钉11后套装在弹簧8的另一端，弹簧调节螺母10与弹簧调节螺钉11的螺纹配合，并通过弹簧压盖9压缩弹簧8；使用弹簧拉力计拉动弹簧调节螺钉11，当弹簧拉力计显示设计需要的拉力值时，旋转弹簧调节螺母10，直到弹簧调节螺母10压紧弹簧压盖9为止，撤去弹簧拉力计，此时弹簧8所受压力即为传感器电缆2所受拉力，传感器电缆与真实装配到传感器伸杆内所受的拉紧状态一致，从而达到模拟传感器电缆受力时进行力学试验的目的。

如图2所示，电缆固定夹头支撑架1上设计有圆孔结构，可穿过传感器电缆2，在传感器电缆2端头打结的情况下，具有防止其从电缆固定夹头支撑架1圆孔结构拉出的效果。

如图3所示，转盘4周围中间设计有光滑圆槽结构，与传感器电缆2相配合，防止传感器电缆2上下蹿动且受磨损。

如图4所示，转盘固定柱5与转盘4的通孔相配合，转盘固定柱5的第一台阶面与转盘4的一面接触，装配后转盘4的中心绕线位置与电缆固定夹头支撑架1的穿线孔在同一高度，防止传感器电缆2在径向受力磨损。

如图5、6所示，弹簧固定座支撑架6的四个螺纹孔与弹簧固定座7的四个通孔位置一致，保证弹簧固定座支撑架6中间通孔与弹簧固定座7的中间通孔处在同一位置，方便电缆穿过，其两中间孔的径向位置同时与转盘4的中心绕线位置和电缆固定夹头支撑架1的穿线孔在同一高度，同样防止传感器电缆2在径向受力磨损。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。