一种竖直扭摆高精度微推力测量装置的制作方法

本发明涉及微推力测量装置，具体涉及一种竖直扭摆高精度微推力测量装置。

背景技术：

1、现有的微推力器有电热推力器、静电推力器、电磁推力器和冷气推力器等多种类型，其推力在微牛到豪牛量级。微推力器在空间科学试验任务和商业卫星任务中可以作为控制姿态与轨道的执行机构，是卫星不可或缺的动力系统。微推力器的推力、推重比均很小，且推力测量受微推力器高温、电磁辐射、线缆和气管等影响，造成微推力器推力在线精准测量及其困难。此外，不同类型微推力器的力、热和电磁特性均有所不同，为适应各种微推力器不同的推力标定需求，国内外开发了多种不同原理、不同结构的微推力测量装置，各有其优缺点，也有其局限性。

2、鉴于此，需要设计一种不同以往的微推力测量装置，使得微推力器装配调试更加简便，且推力测量的量程可以调节，能够实现对多种微推力器微小推力的精准测量。

技术实现思路

1、为此，本发明提供一种竖直扭摆高精度微推力测量装置，以解决上述的一个或多个问题。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种竖直扭摆高精度微推力测量装置，包括：

4、具有隔震抗干扰作用的台架基座；

5、安装在所述台架基座上的测量台架，用于安装微推力器、将微推力器推力转换为可直接测量的微小位移量；

6、安装在所述台架基座上的电缆桥接装置，以桥接的形式实现微推力器的供电及通信以降低线缆的影响；

7、安装在所述台架基座上的高精度位移传感器，用于将测量台架的微小位移转换为电信号；

8、安装在所述台架基座上的标准力器与电磁阻尼器，用以标定测量台架，确定测量台架的刚度系数，并实现测量台架的快速稳态测量。

9、进一步地，所述台架基座包括基座上板、基座下板、上支杆、下支杆以及隔震橡胶垫；所述基座上板和基座下板均水平设置，所述基座上板间隔设置在所述基座下板的上方；所述上支杆设有多个，多个所述上支杆支撑在所述基座上板和基座下板之间；所述下支杆设有多个，多个所述下支杆固定在所述基座下板的底部；每个所述下支杆的下端分别设有一个所述隔震橡胶垫。

10、进一步地，所述测量台架包括联动杆、枢轴、摆臂、隔热支柱、推力器安装平台以及配重；所述联动杆水平设置，与所述摆臂的上端通过所述枢轴可转动地连接；所述摆臂的下端与所述基座上板通过所述枢轴可转动地连接；所述基座上板设有穿柱孔，所述隔热支柱的下端固定在所述联动杆上，上端穿过所述穿柱孔后于所述基座上板的上方露出，所述穿柱孔的直径大于所述隔热支柱的直径；所述推力器安装平台固定在所述隔热支柱的上端；所述配重可拆卸地固定在所述基座下板的下，所述配重的质量可调节。

11、进一步地，所述联动杆设有多个，每个所述联动杆下方分别枢接多个所述摆臂，每个所述联动杆的上方分别固定多个所述隔热支柱；多个所述联动杆平行设置，多个所述摆臂平行设置，多个所述枢轴的轴线平行或重合，多个所述隔热支柱平行设置。

12、进一步地，所述电缆桥接装置包括固定液盒、固定接线端子、接线端子固定件、活动接线端子；所述固定液盒固定在所述基座上板的上方，所述固定液盒的顶部设有多个凹槽；所述固定液盒的侧部设有所述固定接线端子，所述固定接线端子的内端伸入到所述凹槽中，每个所述凹槽至少对应一个所述固定接线端子；所述接线端子固定件的一端固定于所述推力器安装平台，另一端设有多个所述活动接线端子；所述活动接线端子的下端伸入到所述凹槽中，多个所述活动接线端子与多个所述凹槽一一对应地设置。

13、进一步地，所述高精度位移传感器采用同轴激光干涉高精度位移传感器。

14、进一步地，所述标准力器与电磁阻尼器包括至少一个永磁体固定件、至少一套标准力器以及至少一套电磁阻尼器；所述永磁体固定件固定于所述联动杆的下方；所述标准力器和电磁阻尼器均包括底板固定件、六自由度手动位移台、螺线管线圈固定件、螺线管线圈和永磁体，所述底板固定件固定在所述基座下板上，所述六自由度手动位移台竖向设置在所述底板固定件上，所述螺线管线圈固定件设置在所述六自由度手动位移台的顶部，所述螺线管线圈设置在所述线管线圈固定件的朝向所述永磁体固定件的一端，所述永磁体设置在所述永磁体固定件的朝向所述线管线圈固定件的一侧，所述永磁体与所述螺线管线圈相对应。

15、进一步地，在所述基座上板和基座下板之间的空间的周侧包覆有铝箔。

16、进一步地，所述微推力器的气路采用了多组微小硅橡胶管实现气路桥接以降低气路影响。

17、本发明具有如下优点：

18、与现有的微推力测量装置，需要进行质心调节，该过程往往需要数个小时，而本发明的微推力测量装置不需要质心调节，通过标准力器与电磁阻尼器就可以进行微推力测量，微推力器装配调试更加简便，通过更换不同刚度的枢轴以及调节配重的质量，就能调节推力测量的量程，几乎不受线缆、气路、高温的影响，实现了对多种微推力器微小推力的精准测量。

技术特征：

1.一种竖直扭摆高精度微推力测量装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的竖直扭摆高精度微推力测量装置，其特征在于，所述台架基座包括基座上板、基座下板、上支杆、下支杆以及隔震橡胶垫；所述基座上板和基座下板均水平设置，所述基座上板间隔设置在所述基座下板的上方；所述上支杆设有多个，多个所述上支杆支撑在所述基座上板和基座下板之间；所述下支杆设有多个，多个所述下支杆固定在所述基座下板的底部；每个所述下支杆的下端分别设有一个所述隔震橡胶垫。

3.根据权利要求2所述的竖直扭摆高精度微推力测量装置，其特征在于，所述测量台架包括联动杆、枢轴、摆臂、隔热支柱、推力器安装平台以及配重；所述联动杆水平设置，与所述摆臂的上端通过所述枢轴可转动地连接；所述摆臂的下端与所述基座上板通过所述枢轴可转动地连接；所述基座上板设有穿柱孔，所述隔热支柱的下端固定在所述联动杆上，上端穿过所述穿柱孔后于所述基座上板的上方露出，所述穿柱孔的直径大于所述隔热支柱的直径；所述推力器安装平台固定在所述隔热支柱的上端；所述配重可拆卸地固定在所述基座下板的下方，所述配重的质量可调节。

4.根据权利要求3所述的竖直扭摆高精度微推力测量装置，其特征在于，所述联动杆设有多个，每个所述联动杆下方分别枢接多个所述摆臂，每个所述联动杆的上方分别固定多个所述隔热支柱；多个所述联动杆平行设置，多个所述摆臂平行设置，多个所述枢轴的轴线平行或重合，多个所述隔热支柱平行设置。

5.根据权利要求3所述的竖直扭摆高精度微推力测量装置，其特征在于，所述电缆桥接装置包括固定液盒、固定接线端子、接线端子固定件、活动接线端子；所述固定液盒固定在所述基座上板的上方，所述固定液盒的顶部设有多个凹槽；所述固定液盒的侧部设有所述固定接线端子，所述固定接线端子的内端伸入到所述凹槽中，每个所述凹槽至少对应一个所述固定接线端子；所述接线端子固定件的一端固定于所述推力器安装平台，另一端设有多个所述活动接线端子；所述活动接线端子的下端伸入到所述凹槽中，多个所述活动接线端子与多个所述凹槽一一对应地设置。

6.根据权利要求3所述的竖直扭摆高精度微推力测量装置，其特征在于，所述高精度位移传感器采用同轴激光干涉高精度位移传感器。

7.根据权利要求3所述的竖直扭摆高精度微推力测量装置，其特征在于，所述标准力器与电磁阻尼器包括至少一个永磁体固定件、至少一套标准力器以及至少一套电磁阻尼器；所述永磁体固定件固定于所述联动杆的下方；所述标准力器和电磁阻尼器均包括底板固定件、六自由度手动位移台、螺线管线圈固定件、螺线管线圈和永磁体，所述底板固定件固定在所述基座下板上，所述六自由度手动位移台竖向设置在所述底板固定件上，所述螺线管线圈固定件设置在所述六自由度手动位移台的顶部，所述螺线管线圈设置在所述线管线圈固定件的朝向所述永磁体固定件的一端，所述永磁体设置在所述永磁体固定件的朝向所述线管线圈固定件的一侧，所述永磁体与所述螺线管线圈相对应。

8.根据权利要求3所述的竖直扭摆高精度微推力测量装置，其特征在于，在所述基座上板和基座下板之间的空间的周侧包覆有铝箔。

9.根据权利要求1所述的竖直扭摆高精度微推力测量装置，其特征在于，所述微推力器的气路采用了多组微小硅橡胶管实现气路桥接以降低气路影响。

技术总结
本发明公开了一种竖直扭摆高精度微推力测量装置，包括：具有隔震抗干扰作用的台架基座；安装在台架基座上的测量台架，用于安装微推力器、将微推力器推力转换为可直接测量的微小位移量；安装在台架基座上的电缆桥接装置，以桥接的形式实现微推力器的供电及通信以降低线缆的影响；安装在台架基座上的高精度位移传感器，用于将测量台架的微小位移转换为电信号；安装在台架基座上的标准力器与电磁阻尼器，用以标定测量台架，确定测量台架的刚度系数，并实现测量台架的快速稳态测量。本发明的竖直扭摆高精度微推力测量装置，微推力器装配调试更加简便，且推力测量的量程可以调节，能够实现对多种微推力器微小推力的精准测量。

技术研发人员：王建玲,贺建武
受保护的技术使用者：中科星动力（北京）科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15