一种小卫星用分离开关伸出距离的测量方法与流程

本发明涉及一种小卫星用分离开关伸出距离的测量方法，尤其适用于小卫星星箭对接过程中分离开关伸出距离的测量，属于航天器测量技术领域。

背景技术：

小卫星用分离开关是提供卫星星箭分离信号的重要器件，通常安装与卫星对接环上。在星箭未分离的状态下分离开关处于压紧状态，在星箭分离后分离开关处于释放状态，根据分离开关的特性，给出分离信号，此时为卫星星时0s时刻。因此分离开关自由端的长度在压紧状态和释放状态的差值，即分离开关压缩量对于分离开关正确给出分离信号十分关键，若分离开关压缩量不足，可能导致卫星发射主动段过程中误发出星箭分离型号，从而导致星上设备提前工作，火工品提前解锁等重大问题；若分离开关压缩量过大，可能导致分离开关回弹失效无法给出正确的星箭分离信号，整星无法启动等问题。

目前已根据分离开关生产厂家的产品技术说明、卫星对接环尺寸及运载适配器尺寸已经分析得出星箭对接过程中将分离开关自由端距星箭对接面调整至如何水平则可使分离开关在压紧后的压缩量处于合理状态。因此在星箭对接过程中测量和调整分离开关自由端距离星箭对接面的距离即将分离开关压缩量调整至合理范围，对于卫星发射后正确分离开关给出分离信号有着重要的意义。

现有技术中，星箭对接过程中测量分离开关自由端与星箭对接面的距离的方法是直接使用游标卡尺深度尺进行测量，将游标卡尺的深度尺的一端顶住星箭对接面作为测量基准，卡尺尾端顶住分离开关自由端进行测量。该测量过程中直接由于游标卡尺深度尺端截面小，难以保证卡尺与星箭对接面处于垂直状态，卡尺常处于歪斜的状态，分离开关自由端常被卡尺尾端压回，并且测量过程卡尺处于倒置状态，可能由于误操作划伤星箭对接面。因此使用卡尺直接测量方法测量困难、测量误差大。

技术实现要素：

本发明的技术解决问题：为克服现有技术的不足，提供一种小卫星用分离开关伸出距离的测量方法，通过使用测量工装及塞尺对星箭对接面相对于分离开关安装面的距离a3及分离开关相对于分离开关安装面的距离b3，对以分离开关安装面为同一基准的两个测试量进行做差而得到分离开关与星箭对接面之间的距离c3，解决了由于卡尺定位基准不稳定，测试过程中可能误压分离开关，易划伤星箭对接面，从而导致的测量困难，测量误差大的问题。

本发明的技术解决方案：

一种小卫星用分离开关伸出距离的测量方法，其上对接环包括不在同一面上的星箭对接面和分离开关安装面，分离开关固定安装在对接环的分离开关安装面上，具体步骤为：

步骤一，设计测量工装：包括工装定位面、星箭对接面测量面、分离开关测量面，星箭对接面测量面、分离开关测量面不在同一平面上，分离开关测量面低于星箭对接面测量面，工装定位面位于分离开关测量面的两侧，分离开关测量面与工装定位面的高度差为b1；工装定位面高于星箭对接面测量面，二者高度差为a1；

步骤二，安装测量工装：工装定位面与分离开关安装面贴合，星箭对接面测量面与星箭对接面匹配并存在间隙a2；分离开关测量面与分离开关的自由端匹配并存在间隙b2；

步骤三，确定星箭对接面与分离开关安装面之间的高度差a3＝a1-a2；确定分离开关自由端与分离开关安装面之间的高度差b3＝b1-b2；

步骤四，确定分离开关自由端与星箭对接面之间的实际高度差c3＝b3-a3；

步骤五，判断c3与分离开关自由端与星箭对接面之间的理论高度差c3`之间的差值，如果|c3-c3`|＜0.1mm，则分离开关安装位置满足使用要求；否则，调高或降低分离开关，返回步骤二～步骤五，直至|c3-c3`|＜0.1mm为止。

分离开关测量面的表面粗糙度不大于1.6μm，平面度不大于0.1mm。

分离开关测量面与工装定位面的平行度不大于0.05mm。

星箭对接面测量面的表面粗糙度要求不大于1.6μm，平面度不大于0.1mm。

星箭对接面测量面与工装定位面的平行度不大于0.05mm。

工装定位面为双平面定位，两个平面的平面度不大于0.1mm。

步骤五中，如果c3-c3`≥0.1mm时，表示分离开关自由端伸出距离过大，应调高分离开关；如果c3-c3`≤-0.1mm时，表示分离开关自由端伸出距离过小，应降低分离开关。

a1值为分离开关安装面距星箭对接面尺寸理论值加0.8～1mm。

b1为分离开关安装面距星箭对接面尺寸理论值加分离开关自由端与星箭对接面之间的理论高度差c3`再加0.6～1mm。

所述测量工装采用不锈钢材料，工装定位面、星箭对接面测量面、分离开关测量面均通过精铣加工成型。

本发明与现有技术相比的优点在于：

(1)本发明采用双平面定位基准方式实现测量定位，解决了测量过程中由于量具倾斜而导致的测试误差大的问题；

(2)本发明采用分离开关安装面作为测量基准，双定位平面具有较高的表面粗糙度要求，测量过程使用塞尺进行测量，避免了使用卡尺手段可能对卫星星箭对接面划伤的风险；

(3)本发明采用塞尺进行距离测量，解决了测量过程中由于分离开关自由端受力缩回而导致测试误差大的问题；

(4)本发明方法简单、工装整体结构紧凑，工装设计尺寸准则明确，具备通用性强、适用范围广的特点，应用前景非常广阔的特点。

附图说明

图1为本发明的目标测量尺寸c3及实际测量的两个尺寸a3、b3的示意图；

图2为本发明测量工装组成侧视图；

图3为本发明测量工装组成面及设计关键尺寸三视图；

图4为本发明测量工装测试过程示意图；

图5为本发明测量星箭对接面相对于分离开关安装面的距离a3时尺寸关系示意图；

图6为本发明测量分离开关自由端相对于分离开关安装面的距离b3时尺寸关系示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的描述：

一种小卫星用分离开关伸出距离的测量方法，其上对接环包括不在同一面上的星箭对接面和分离开关安装面，分离开关固定安装在对接环的分离开关安装面上，具体步骤为：

步骤一，设计测量工装：包括工装定位面5、星箭对接面测量面6、分离开关测量面7，星箭对接面测量面6、分离开关测量面7不在同一平面上，分离开关测量面7低于星箭对接面测量面6，工装定位面5位于分离开关测量面7的两侧，分离开关测量面7与工装定位面5的高度差为b1，b1为分离开关安装面距星箭对接面尺寸理论值加分离开关自由端与星箭对接面之间的理论高度差c3`再加0.6～1mm；工装定位面5高于星箭对接面测量面6，二者高度差为a1，a1值为分离开关安装面距星箭对接面尺寸理论值加0.8～1mm；

步骤二，安装测量工装：工装定位面5与分离开关安装面贴合，星箭对接面测量面6与星箭对接面匹配并存在间隙a2；分离开关测量面7与分离开关的自由端匹配并存在间隙b2；

步骤三，确定星箭对接面与分离开关安装面之间的高度差a3＝a1-a2；确定分离开关自由端与分离开关安装面之间的高度差b3＝b1-b2；

步骤四，确定分离开关自由端与星箭对接面之间的实际高度差c3＝b3-a3；

步骤五，判断c3与分离开关自由端与星箭对接面之间的理论高度差c3`之间的差值，如果|c3-c3`|＜0.1mm，则分离开关安装位置满足使用要求；否则，调高或降低分离开关，具体的，如果c3-c3`≥0.1mm时，表示分离开关自由端伸出距离过大，应调高分离开关；如果c3-c3`≤-0.1mm时，表示分离开关自由端伸出距离过小，应降低分离开关，返回步骤二～步骤五，直至|c3-c3`|＜0.1mm为止。

上述分离开关测量面7的表面粗糙度不大于1.6μm，平面度不大于0.1mm；分离开关测量面7与工装定位面5的平行度不大于0.05mm；星箭对接面测量面6的表面粗糙度要求不大于1.6μm，平面度不大于0.1mm；星箭对接面测量面6与工装定位面5的平行度不大于0.05mm；工装定位面5为双平面定位，两个平面的平面度不大于0.1mm。

所述测试工装均采用不锈钢材料，工装定位面、星箭对接面测量面、分离开关测量面均通过精铣加工成型。

如图1所示，将分离开关相对于星箭对接面的距离c3转化为星箭对接面相对于分离开关安装面的距离a3与分离开关相对于分离开关安装面的距离b3之差，即c3＝b3-a3。

如图2、3所示，测试工装主要由工装定位面、星箭对接面测量面、分离开关测量面组成。其中星箭对接面测量面相对于工装定位面的距离为a1，该值一般为卫星对接环图纸上标示的分离开关安装面下表面距星箭对接面尺寸值加0.8～1mm；分离开关测量面相对于工装定位面的距离为b1，一般为卫星对接环图纸上标示分离开关安装面下表面距星箭对接面尺寸值加分离开关自由端距星箭对接面尺寸的要求值再加0.6～1mm。

如图4所示，在测量的过程中，将测量工装的工装定位面与分离开关安装面贴合。

如图5所示，将工装定位面与分离开关安装面贴合后，使用塞尺测量星箭对接面与星箭对接面测量面的距离a2，则a3＝a1-a2。

如图6所示，将工装定位面与分离开关安装面反向贴合后，使用塞尺测量分离开关自由端与分离开关测量面的距离b2，则b3＝b1-b2。

则通过计算可得到分离开关伸出量c3＝b3-a3。

在测量的过程中若c3尺寸不满足技术要求，则通过垫片对分离开关进行调整：假定技术要求分离开关伸出量为c3`，则在测量结果c3不满足技术要求公差范围的情况下，垫片调整量应为c3-c3`，该差为正值时，表示伸出距离过大，应增加垫片；该差为负值时，表示伸出距离过小，应减少垫片。若测量过程中分离开关自由端已经和分离开关自由面贴合，则表示b2＝0，一般要进行增加垫片调整。调整量与上述调整方法一致。

如表1所示，根据以上测量流程，总结成测量表格，在测试过程中将数据填入表1，即可测量并调整出满足要求的出分离开关伸出量。

表1分离开关测量过程记录表

上述设计案例为采用本发明思路设计的相应产品，本领域技术人员可根据不同的设计要求和参数在不偏离本发明技术方案的情况下进行适应性修改，同样落入本发明的保护范围。

本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。