一种伸展机构水平展开试验系统的制作方法

1.本发明属于空间结构机构技术领域，尤其涉及伸展机构水平展开试验系统。


背景技术：

2.随着空间安全、深空探测领域的不断发展进步，空间伸展机构应用前景愈加广阔，空间伸展机构用于支撑载荷在轨展开，具有展开长度长，承载能力强的优点，但其由于尺寸大，重量重，展开长度长，地面水平展开试验较为困难。


技术实现要素：

3.为了解决上述问题，本发明提供了一种伸展机构水平展开试验系统，其特征在于，其包括桁架1、支撑底座2、吊挂装置3、滑动装置4和可调节导轨5，桁架1包括支撑脚和架设在两侧支撑脚之间的主横梁，支撑底座2安装于桁架1的支撑脚底部，用于支撑桁架1，可调节导轨5沿着机构展开方向安装于桁架1的主横梁下方，滑动装置4与可调节导轨5相连，可沿着可调节导轨5滑动，吊挂装置3安装于滑动装置4下方，用于吊挂伸展机构，可沿着滑动装置4在垂直于机构展开方向上滑动。
4.进一步的是，桁架1共有六条支撑腿，在两侧的支撑腿外，还有两对支撑腿设置在与主横梁垂直的支横梁两侧，每个桁架1单元面内均有斜杆件增强桁架1强度刚度。
5.进一步的是，所述支撑底座2包括横框2-2、和安装于横框2-2的撑脚2-1和导向轮2-3，撑脚2-1可调节高度，试验时撑脚2-1放下增加稳定性，移动时收起，收起时导向轮2-3可用于框架整体移动。
6.进一步的是，可调节导轨5包括第二圆导轨5-1、长型材5-2、横杆5-3、调节螺柱5-4及调节螺杆5-5，所述横杆5-3为多根，垂直于机构展开方向安装于桁架1顶部，多根横杆5-3下侧沿着机构展开方向架设安装有两根长型材5-2，两根长型材5-2下方通过调节螺柱5-4、调节螺杆5-5安装两根第二圆导轨5-1，可调节导轨5采用两根第二圆导轨5-1为机构运动导向，可调节导轨5通过调节螺柱5-4和调节螺杆5-5调整导轨的水平度。
7.进一步的是，所述滑动装置4包括第一圆导轨4-1、导向滑块4-2、型材4-3，所述导向滑块4-2为两组，与可调节导轨5相连，两组导向滑块4-2间距等于可调节导轨5中两条第二圆导轨5-1安装间距，可沿着可调节导轨5的第二圆导轨5-1滑动，所述导向滑块4-2下方和型材4-3螺接，型材4-3下方和一根第一圆导轨4-1相连，所述第一圆导轨4-1与所述第二圆导轨5-1垂直，滑动装置4的两组导向滑块4-2与可调节导轨5中的两根第二圆导轨5-1相配合实现机构运动导向。
8.进一步的是，所述吊挂装置3包括弹簧测力计3-1，调节装置3-2以及吊挂滑块3-3组成，吊挂装置3通过吊挂滑块3-3在滑动装置4的第一圆导轨4-1上移动适应垂直展开方向的位移偏差，吊挂滑块3-3下方依次连接弹簧测力计3-1和调节装置3-2，伸展机构与吊挂装置3中调节装置3-2下方吊环连接。
9.进一步的是，所述滑动装置4的导向滑块4-2由滑块支架a4-2-1、中心轴a4-2-2以
及轴承a4-2-3组成，其中滑块支架a4-2-1为y字构型，四个轴承a4-2-3通过中心轴a4-2-2安装在滑块支架a4-2-1上，中心轴a4-2-2和水平面呈45
°
；所述吊挂装置3的吊挂滑块3-3由滑块支架b3-3-1、中心轴b3-3-2以及轴承b3-3-3组成，滑块支架b3-3-1为y字构型，六个轴承b3-3-3通过中心轴b3-3-2安装在滑块支架b3-3-1上，中心轴b3-3-2和水平面呈45
°
。
10.进一步的是，所述桁架1结构由杆件1-1和支撑球1-2搭建，桁架1通过支撑球1-2实现各杆件1-1相连，桁架1为模块化可拓展结构，包括多个桁架单元，每个桁架单元均为正方体结构。
11.进一步的是，每个支撑球1-2有多个螺纹孔，支撑底座2通过横框2-2角上四个孔和支撑球1-2螺接。可调节导轨5的每根横杆5-3对应安装于桁架1顶部桁架单元下方支撑球1-2上。
12.进一步的是，所述型材4-3和所述长型材5-2的材质为铝型材。
13.本发明的伸展机构水平展开试验系统适用于各类伸展机构地面水平展开试验，具有模块化，可扩展，承载能力强，摩擦力小，展开距离长的优点。
附图说明
14.图1是本发明的伸展机构水平展开试验系统的组成示意图；
15.图2是本发明的伸展机构水平展开试验系统的桁架一例示意图；
16.图3是本发明的伸展机构水平展开试验系统的支撑球一例示意图；
17.图4是本发明的伸展机构水平展开试验系统的支撑底座一例示意图；
18.图5是本发明的伸展机构水平展开试验系统的吊挂装置一例示意图；
19.图6是本发明的伸展机构水平展开试验系统的滑动装置一例示意图；
20.图7是本发明的伸展机构水平展开试验系统的滑动装置另一方向示图；
21.图8是本发明的伸展机构水平展开试验系统的可调节导轨的侧视图；
22.图9是本发明的伸展机构水平展开试验系统的可调节导轨的前视图。
具体实施方式
23.为使本发明的目的，技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明公开的实施方式作进一步详细描述。
24.本发明提供了一种伸展机构水平展开试验系统，用于支撑伸展机构地面展开试验。
25.图1是本发明的伸展机构水平展开试验系统的组成示意图。如图1所示，本发明的伸展机构水平展开试验系统由桁架1、支撑底座2、吊挂装置3、滑动装置4和可调节导轨5组成。桁架1包括支撑脚和架设在两侧支撑脚之间的主横梁，支撑底座2安装于桁架1的支撑脚底部，用于支撑桁架1，可调节导轨5沿着机构展开方向安装于桁架1的主横梁下方，滑动装置4与可调节导轨5相连，可沿着可调节导轨5滑动，吊挂装置3安装于滑动装置4下方，用于吊挂伸展机构，可沿着滑动装置4在垂直于机构展开方向上滑动。
26.图2是本发明的伸展机构水平展开试验系统的桁架一例示意图。如图2所示，桁架1共有六条支撑腿，为模块化可拓展结构，包括多个桁架单元，每个桁架单元均为正方体结构，面内均有斜杆件增强桁架1的强度刚度。桁架1结构由杆件1-1和支撑球1-2搭建，桁架1
通过支撑球1-2实现各杆件1-1相连。
27.图3是本发明的伸展机构水平展开试验系统的支撑球一例示意图。如图3所示，本发明的每个支撑球1-2有多个螺纹孔，优选为14个螺纹孔，可实现与外部结构的多角度支撑、多类型连接的扩展应用。
28.图4是本发明的伸展机构水平展开试验系统的支撑底座一例示意图。如图4所示，支撑底座2由横框2-2、和安装于横框2-2的撑脚2-1和导向轮2-3组成，撑脚2-1可调节高度，试验时撑脚2-1放下增加稳定性，移动时收起，收起时导向轮2-3可用于框架整体移动，也可利用撑脚2-1微调桁架1高度。结合图1，可知支撑底座2安装于桁架1六条支撑腿底部，通过横框2-2角上四个孔和支撑球1-2螺接。
29.由此，支撑底座2可用于桁架1高度微调和框架整体移动。
30.图5是本发明的伸展机构水平展开试验系统的吊挂装置一例示意图。如图5所示，吊挂装置由弹簧测力计3-1，调节装置3-2以及吊挂滑块3-3组成，吊挂滑块3-3下方依次连接弹簧测力计3-1和调节装置3-2，可调整试验过程中机构的吊挂状态并读取吊挂力。
31.其中吊挂滑块3-3由滑块支架b3-3-1、中心轴b3-3-2以及轴承b3-3-3组成，滑块支架b3-3-1为y字构型，六个轴承b3-3-3通过中心轴b3-3-2安装在滑块支架b3-3-1上，中心轴b3-3-2和水平面呈45
°
。
32.图6是本发明的伸展机构水平展开试验系统的滑动装置一例示意图。图7是本发明的伸展机构水平展开试验系统的滑动装置另一方向示图。如图6、7所示，滑动装置4由第一圆导轨4-1、导向滑块4-2、型材4-3等组成，滑动装置4通过导向滑块4-2与可调节导轨5相连，可沿着可调节导轨5滑动。导向滑块4-2下方和型材4-3螺接，型材4-3下方和一根第一圆导轨4-1相连。
33.吊挂装置3的吊挂滑块3-3和滑动装置4中的第一圆导轨4-1相配合，可通过吊挂滑块3-3在滑动装置4的第一圆导轨4-1上移动适应在垂直于展开方向上的位移偏差。
34.导向滑块4-2由滑块支架a4-2-1、中心轴a4-2-2以及轴承a4-2-3组成，其中滑块支架a4-2-1为y字构型，四个轴承a4-2-3通过中心轴a4-2-2安装在滑块支架a4-2-1上，中心轴a4-2-2和水平面呈45
°
。
35.由此，吊挂装置3起到平衡重力的作用，同时适应吊挂装置3在垂直于展开方向上的位移，可调整试验过程中机构的吊挂状态并读取吊挂力。
36.图8是本发明的伸展机构水平展开试验系统的可调节导轨的侧视图；图9是本发明的伸展机构水平展开试验系统的可调节导轨的前视图。如图8、9所示，可调节导轨5由第二圆导轨5-1、长型材5-2、横杆5-3、调节螺柱5-4及调节螺杆5-5等组成，沿着机构展开方向安装于桁架1下方。所述横杆5-3为多根，垂直于机构展开方向安装于桁架1顶部，多根横杆5-3下侧沿着机构展开方向架设安装有两根长型材5-2，两根长型材5-2下方通过调节螺柱5-4、调节螺杆5-5安装两根第二圆导轨5-1。可调节导轨5的每根横杆5-3对应安装于桁架1顶部桁架单元下方支撑球1-2上。可调节导轨5采用两根第二圆导轨5-1为机构运动导向，可调节导轨5可通过调节螺柱5-4和调节螺杆5-5调整导轨的水平度。
37.滑动装置4中的第一圆导轨4-1与可调节导轨5中的第二圆导轨5-1垂直，第一圆导轨4-1两侧安装有限位螺钉。
38.两组导向滑块4-2间距等于可调节导轨5中两条导轨安装间距。滑动装置4通过导
向滑块4-2与可调节导轨5相连，可沿着可调节导轨5的第二圆导轨5-1滑动。滑动装置4的两组导向滑块4-2与可调节导轨5中的两根第二圆导轨5-1相配合实现机构运动导向。
39.以下结合图1～图9，对本发明中伸展机构水平展开试验系统的工作原理进行叙述。
40.如图1、2所示，用支撑球1-2和杆件1-1搭建桁架1，在桁架1每个支撑腿下方安装支撑底座2，调节撑脚2-1使整个桁架处于稳定状态。
41.随后，在桁架下方安装可调节导轨5，导轨5沿着机构展开方向，通过调节螺柱5-4和调节螺杆5-5将导轨调整到水平状态。可调节导轨5安装完后安装滑动装置4，滑动装置4通过两组导向滑块4-2与可调节导轨5相连，导向滑块4-2可沿着可调节导轨5运动，两组导向滑块4-2间距等于可调节导轨5中两个第二圆导轨5-1的安装间距，导向滑块4-2下方和型材4-3螺接，型材4-3下方和一根第一圆导轨4-1相连，方向垂直于可调节导轨5方向。每个吊点对应一组滑动装置4，在每一组滑动装置4的第一圆导轨4-1两端安装有限位螺钉。
42.将待测伸展机构放置于桁架正下方，伸展机构使用钢丝绳和铅封将各吊点与吊挂装置3中调节装置3-2下方吊环连接。吊挂装置3上端通过吊挂滑块3-3连接在滑动装置4的第一圆导轨4-1上，从而适应机构展开过程中在垂直于展开方向上的位移偏差。随后调节调节装置3-2，按照各吊点重量分配根据弹簧测力记3-1示数使得伸展机构的吊挂处于水平状态。
43.上述型材4-3和上述长型材5-2的材质可以为适合的型材，优选为铝型材。
44.本发明的水平展开试验系统具有重力平衡、承载能力强、摩擦力小以及水平度好的特点，可用于伸展机构地面水平展开试验。
45.本发明虽然较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明的技术方案作出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施所作的任何简要修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。
46.本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员的公知技术。

技术特征：
1.一种伸展机构水平展开试验系统，其特征在于，其包括桁架(1)、支撑底座(2)、吊挂装置(3)、滑动装置(4)和可调节导轨(5)，桁架(1)包括支撑脚和架设在两侧支撑脚之间的主横梁，支撑底座(2)安装于桁架(1)的支撑脚底部，用于支撑桁架(1)，可调节导轨(5)沿着机构展开方向安装于桁架(1)的主横梁下方，滑动装置(4)与可调节导轨(5)相连，可沿着可调节导轨(5)滑动，吊挂装置(3)安装于滑动装置(4)下方，用于吊挂伸展机构，可沿着滑动装置(4)在垂直于机构展开方向上滑动。2.根据权利要求1所述的伸展机构水平展开试验系统，其特征在于，桁架(1)共有六条支撑腿，在两侧的支撑腿外，还有两对支撑腿设置在与主横梁垂直的支横梁两侧，每个桁架(1)单元面内均有斜杆件增强桁架(1)强度刚度。3.根据权利要求1所述的伸展机构水平展开试验系统，其特征在于，所述支撑底座(2)包括横框(2-2)、和安装于横框(2-2)的撑脚(2-1)和导向轮(2-3)，撑脚(2-1)可调节高度，试验时撑脚(2-1)放下增加稳定性，移动时收起，收起时导向轮(2-3)可用于框架整体移动。4.根据权利要求1所述的伸展机构水平展开试验系统，其特征在于，可调节导轨(5)包括第二圆导轨(5-1)、长型材(5-2)、横杆(5-3)、调节螺柱(5-4)及调节螺杆(5-5)，所述横杆(5-3)为多根，垂直于机构展开方向安装于桁架(1)顶部，多根横杆(5-3)下侧沿着机构展开方向架设安装有两根长型材(5-2)，两根长型材(5-2)下方通过调节螺柱(5-4)、调节螺杆(5-5)安装两根第二圆导轨(5-1)，可调节导轨(5)采用两根第二圆导轨(5-1)为机构运动导向，可调节导轨(5)通过调节螺柱(5-4)和调节螺杆(5-5)调整导轨的水平度。5.根据权利要求4所述的伸展机构水平展开试验系统，其特征在于，所述滑动装置(4)包括第一圆导轨(4-1)、导向滑块(4-2)、型材(4-3)，所述导向滑块(4-2)为两组，与可调节导轨(5)相连，两组导向滑块(4-2)间距等于可调节导轨(5)中两条第二圆导轨(5-1)安装间距，可沿着可调节导轨(5)的第二圆导轨(5-1)滑动，所述导向滑块(4-2)下方和型材(4-3)螺接，型材(4-3)下方和一根第一圆导轨(4-1)相连，所述第一圆导轨(4-1)与所述第二圆导轨(5-1)垂直，滑动装置(4)的两组导向滑块(4-2)与可调节导轨(5)中的两根第二圆导轨(5-1)相配合实现机构运动导向。6.根据权利要求5所述的伸展机构水平展开试验系统，其特征在于，所述吊挂装置(3)包括弹簧测力计(3-1)，调节装置(3-2)以及吊挂滑块(3-3)组成，吊挂装置(3)通过吊挂滑块(3-3)在滑动装置(4)的第一圆导轨(4-1)上移动适应垂直展开方向的位移偏差，吊挂滑块(3-3)下方依次连接弹簧测力计(3-1)和调节装置(3-2)，伸展机构与吊挂装置(3)中调节装置(3-2)下方吊环连接。7.根据权利要求6所述的伸展机构水平展开试验系统，其特征在于，所述滑动装置(4)的导向滑块(4-2)由滑块支架a(4-2-1)、中心轴a(4-2-2)以及轴承a(4-2-3)组成，其中滑块支架a(4-2-1)为y字构型，四个轴承a(4-2-3)通过中心轴a(4-2-2)安装在滑块支架a(4-2-1)上，中心轴a(4-2-2)和水平面呈45
°
；所述吊挂装置(3)的吊挂滑块(3-3)由滑块支架b(3-3-1)、中心轴b(3-3-2)以及轴承b(3-3-3)组成，滑块支架b(3-3-1)为y字构型，六个轴承b(3-3-3)通过中心轴b(3-3-2)安装在滑块支架b(3-3-1)上，中心轴b(3-3-2)和水平面呈45
°
。8.根据权利要求6所述的伸展机构水平展开试验系统，其特征在于，所述桁架(1)结构由杆件(1-1)和支撑球(1-2)搭建，桁架(1)通过支撑球(1-2)实现各杆件(1-1)相连，桁架
(1)为模块化可拓展结构，包括多个桁架单元，每个桁架单元均为正方体结构。9.根据权利要求8所述的伸展机构水平展开试验系统，其特征在于，每个支撑球(1-2)有多个螺纹孔，支撑底座(2)通过横框(2-2)角上四个孔和支撑球(1-2)螺接。可调节导轨(5)的每根横杆(5-3)对应安装于桁架(1)顶部桁架单元下方支撑球(1-2)上。10.根据权利要求1所述的伸展机构水平展开试验系统，其特征在于，所述型材(4-3)和所述长型材(5-2)的材质为铝型材。

技术总结
本发明提供了一种伸展机构水平展开试验系统，其特征在于，其包括桁架(1)、支撑底座(2)、吊挂装置(3)、滑动装置(4)和可调节导轨(5)，桁架(1)包括支撑脚和架设在两侧支撑脚之间的主横梁，支撑底座(2)安装于桁架(1)的支撑脚底部，用于支撑桁架(1)，可调节导轨(5)沿着机构展开方向安装于桁架(1)的主横梁下方，滑动装置(4)与可调节导轨(5)相连，可沿着可调节导轨(5)滑动，吊挂装置(3)安装于滑动装置(4)下方，用于吊挂伸展机构，可沿着滑动装置(4)在垂直于机构展开方向上滑动。本发明的适用于各类伸展机构地面水平展开试验，具有模块化，可扩展，承载能力强，摩擦力小，展开距离长的优点。点。点。


技术研发人员：罗海军 彭志龙 崔琦峰 苗新聪 陈鸿 张华
受保护的技术使用者：上海宇航系统工程研究所
技术研发日：2023.05.05
技术公布日：2023/9/5