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專利名稱：用于航天器的繩索張力在軌監(jiān)測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于航天器運(yùn)動(dòng)繩索類機(jī)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域，具體是用于航天器的繩索張力在軌監(jiān)測(cè)裝置。
背景技術(shù)：
隨著航天器技術(shù)的發(fā)展，航天器上采用的運(yùn)動(dòng)繩索類部件應(yīng)用日趨廣泛，具有精確監(jiān)測(cè)繩索張力要求的裝置也隨之產(chǎn)生。國(guó)內(nèi)外一般通用商業(yè)力傳感器主要有以下問題:1)力傳感器大都需要較為復(fù)雜的調(diào)理電路，重量和體積都大；2) 一般都是作為地面使用的，在空間使用的可靠性及環(huán)境對(duì)其影響都需要專項(xiàng)的試驗(yàn)驗(yàn)證；這些問題限制了繩索張監(jiān)測(cè)技術(shù)在航天器等航天器上的使用，甚至也限制了相關(guān)活動(dòng)部件在航天器上使用。隨著航天器輕量化的發(fā)展趨勢(shì)，要求航天器上各載荷的重量越來越小，因此，一般力測(cè)量技術(shù)使用的方式其重量和資源都較大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，提供了一種用于航天器的繩索張力在軌監(jiān)測(cè)裝置。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。—種用于航天器的繩索張力在軌監(jiān)測(cè)裝置，包括角位置傳感器、齒輪齒條傳動(dòng)組件、微動(dòng)開關(guān)、安裝套筒、壓縮彈簧、推桿以及滾輪組件，其中，繩索繞著滾輪組件轉(zhuǎn)動(dòng)，滾輪組件由壓縮彈簧通過推桿壓緊，壓縮彈簧設(shè)置在安裝套筒內(nèi)，推桿的第一端在安裝套筒內(nèi)滑動(dòng)，推桿的第二端的端部與滾輪組件相連，繩索上張力的變化引起滾輪組件的平移運(yùn)動(dòng)，齒輪齒條傳動(dòng)組件將所述平移運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)動(dòng)，角位置傳感器測(cè)量齒輪齒條傳動(dòng)組件的轉(zhuǎn)角，微動(dòng)開關(guān)進(jìn)行限位信號(hào)的觸發(fā)。所述滾輪組件包括滾輪支架、滾輪、軸承、套筒以及套筒軸，其中，軸承安裝在套筒軸上，套筒分別安裝在軸承的兩端，滾輪安裝在軸承上，滾輪支架安裝在滾輪的上方；所述推桿的第二端的端部穿過滾輪支架后與滾輪相連接，繩索繞在滾輪上。所述滾輪的繞線部分設(shè)有繞線糟。所述安裝套筒為壓縮彈簧提貯存及供活動(dòng)空間，安裝套筒的底部開有對(duì)推桿具有導(dǎo)向作用的孔。所述滾輪組件包括滾輪支架，所述推桿的第一端為圓柱頭，所述推桿的第二端為方桿，其中圓柱頭可以在安裝套筒內(nèi)滑動(dòng)，方桿部分穿過安裝套筒底部的孔與滾輪支架相連。方桿的外形可以對(duì)滾輪支架的轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行限位，確保滾輪支架不會(huì)繞著安裝套筒軸線運(yùn)動(dòng)。所述滾輪組件包括滾輪支架，所述齒輪齒 條傳動(dòng)組件包括相互嚙合的齒輪和齒條，所述齒輪安裝在滾輪支架的右側(cè)伸出臺(tái)上，所述角位置傳感器的輸出軸穿過齒輪的軸心，所述右側(cè)伸出臺(tái)上加工有用于調(diào)整齒條安裝位置的腰形孔。滾輪支架為滾輪組件提供安裝接口，其上部通過推桿與壓縮彈簧發(fā)生作用。滾輪支架初始位于下極限位置(其下端面與下防護(hù)罩接觸)，滾輪支架的上極限位置為其上端面與安裝套筒的下端面接觸的位置，隨著繩索上拉力的變化，滾輪支架即在這兩個(gè)極限位置上下運(yùn)動(dòng)。所述角位置傳感器為電阻式角位置測(cè)量傳感器，電阻式角位置測(cè)量傳感器的總機(jī)械行程為360。上述用于航天器的繩索張力在軌監(jiān)測(cè)裝置，還包括封裝在角位置傳感器、齒輪齒條傳動(dòng)組件、微動(dòng)開關(guān)、安裝套筒、壓縮彈簧、推桿以及滾輪組件外部的下防護(hù)罩和上防護(hù)罩，所述下防護(hù)罩設(shè)有安裝接口。所述微動(dòng)開關(guān)通過微動(dòng)開關(guān)支架安裝在下防護(hù)罩的側(cè)壁上。本發(fā)明從產(chǎn)品適用性、溫度適應(yīng)性、產(chǎn)品重量以及連接使用方式等角度考慮，提供了一種用于航天器的繩索張力在軌監(jiān)測(cè)裝置，該裝置具有以下有益效果:首先，本發(fā)明在設(shè)計(jì)過程中充分考慮航天器及繩索在軌的安裝和使用環(huán)境要求，通過設(shè)計(jì)，使張力在軌監(jiān)測(cè)裝置具有繩索精確張力測(cè)量和監(jiān)視、限位位置監(jiān)測(cè)的功能，使該發(fā)明滿足航天器繩索張力監(jiān)測(cè)的使用要求。其次，本發(fā)明在設(shè)計(jì)過程中充分考慮了加工安裝等因素，使整個(gè)機(jī)構(gòu)具有接口簡(jiǎn)單，質(zhì)量較輕，可擴(kuò)展性強(qiáng)等特點(diǎn)，只需對(duì)相關(guān)部件進(jìn)行修改，就可以滿足不同航天器的安裝使用要求，具有較高的通用性。綜上所述，本發(fā)明提供的用于航天器的繩索張力在軌監(jiān)測(cè)裝置，其在軌增頻機(jī)構(gòu)原理正確，具有繩索精確張力測(cè)量和監(jiān)視、限位位置監(jiān)測(cè)的功能，整個(gè)機(jī)構(gòu)具有接口簡(jiǎn)單，質(zhì)量較輕，可擴(kuò)展性強(qiáng)等特點(diǎn)，可以滿足不同航天器的安裝使用要求，具有較高的通用性，應(yīng)用前景廣闊。


通過閱讀參照以下附圖對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯:圖1為本發(fā)明提供的用于航天器的繩索張力在軌監(jiān)測(cè)裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明的張緊組件結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明的上防護(hù)罩結(jié)構(gòu)示意圖；圖中:I為下防護(hù)罩,2為角位置傳感器,3為齒輪齒條傳動(dòng)組件,4為繩索,5為微動(dòng)開關(guān)，6為安裝套筒,7為壓縮彈簧,8為推桿,9為滾輪支架，10為滾輪,11為軸承，12為微動(dòng)開關(guān)支架，13為上防護(hù)罩，14為張緊組件。
具體實(shí)施例方式下面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說明:本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改迸，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
如圖1所示，本實(shí)施例提供了一種用于航天器的繩索張力在軌監(jiān)測(cè)裝置，包括角位置傳感器、齒輪齒條傳動(dòng)組件、微動(dòng)開關(guān)、安裝套筒、壓縮彈簧、推桿以及滾輪組件，其中，繩索繞著滾輪組件轉(zhuǎn)動(dòng)，滾輪組件由壓縮彈簧通過推桿壓緊，壓縮彈簧設(shè)置在安裝套筒內(nèi)，推桿的第一端在安裝套筒內(nèi)滑動(dòng)，推桿的第二端的端部與滾輪組件相連，繩索上張力的變化引起滾輪組件的平移運(yùn)動(dòng)，齒輪齒條傳動(dòng)組件將所述平移運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)動(dòng)，角位置傳感器測(cè)量齒輪齒條傳動(dòng)組件的轉(zhuǎn)角，微動(dòng)開關(guān)進(jìn)行限位信號(hào)的觸發(fā)。所述設(shè)置在安裝套筒內(nèi)壓縮彈簧、推桿以及滾輪組件構(gòu)成了本實(shí)施例的張緊組件。進(jìn)一步地，所述滾輪組件包括滾輪支架、滾輪、軸承、套筒以及套筒軸，其中，軸承安裝在套筒軸上，套筒分別安裝在軸承的兩端，滾輪安裝在軸承上，滾輪支架安裝在滾輪的上方；所述推桿的第二端的端部穿過滾輪支架后與滾輪相連接，繩索繞在滾輪上。套筒保證安裝的定位和滾輪可靠地轉(zhuǎn)動(dòng)，滾輪的直徑和寬度尺寸可依所要監(jiān)測(cè)的具體繩索情況調(diào)
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iF.0進(jìn)一步地，所述滾輪的繞線部分設(shè)有繞線槽。進(jìn)一步地，所述安裝套筒為壓縮彈簧提貯存及供活動(dòng)空間，安裝套筒的底部開有對(duì)推桿具有導(dǎo)向作用的孔。壓縮彈簧初始安裝時(shí)具有一定的壓縮量，保證系統(tǒng)有一定的預(yù)緊，不會(huì)出現(xiàn)擺動(dòng)的現(xiàn)象。進(jìn)一步地，所述推桿的第一端為圓柱頭，所述推桿的第二端為方桿，其中圓柱頭可以在安裝套筒內(nèi)滑動(dòng)，方桿部分穿過安裝套筒底部的孔與滾輪支架相連。方桿的外形可以對(duì)滾輪支架的轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行限位，確保滾輪支架不會(huì)繞著安裝套筒軸線運(yùn)動(dòng)。進(jìn)一步地,所述滾輪組件包括滾輪支架,所述齒輪齒條傳動(dòng)組件包括相互哨合的齒輪和鑿條，所述鑿輪安裝 在滾輪支架的右側(cè)伸出臺(tái)上，所述角位置傳感器的輸出軸穿過齒輪的軸心，所述右側(cè)伸出臺(tái)上加工有用于調(diào)整齒條安裝位置的腰形孔。滾輪支架為滾輪組件提供安裝接口，其上部通過推桿與壓縮彈簧發(fā)生作用。滾輪支架初始位于下極限位置(其下端面與下防護(hù)罩接觸)，滾輪支架的上極限位置為其上端面與安裝套筒的下端面接觸的位置，隨著繩索上拉力的變化，滾輪支架即在這兩個(gè)極限位置上下運(yùn)動(dòng)。進(jìn)一步地，所述角位置傳感器為電阻式角位置測(cè)量傳感器，其總機(jī)械行程為360°。電阻式角位置測(cè)量傳感器，其重量較輕，絕緣電阻及耐電壓值均滿足航天器上使用的要求。進(jìn)一步地，上述用于航天器的繩索張力在軌監(jiān)測(cè)裝置，還包括封裝在角位置傳感器、齒輪齒條傳動(dòng)組件、微動(dòng)開關(guān)、安裝套筒、壓縮彈簧、推桿以及滾輪組件外部的下防護(hù)罩和上防護(hù)罩，所述下防護(hù)罩設(shè)有安裝接口。進(jìn)一步地，所述微動(dòng)開關(guān)通過微動(dòng)開關(guān)支架安裝在下防護(hù)罩的側(cè)壁上。微動(dòng)開關(guān)對(duì)滾輪支架的上極限位置進(jìn)行監(jiān)測(cè)，由滾輪支架到達(dá)頂部后，滾輪支架的左側(cè)伸出臺(tái)觸發(fā)微動(dòng)開關(guān)。微動(dòng)開關(guān)支架與下防護(hù)罩的安裝位置加工有腰形孔供安裝位置進(jìn)行調(diào)整。本實(shí)施例中，安裝套筒、滾輪支架、上防護(hù)罩、下防護(hù)罩均采用2A14T6加工而成，其尺寸主要由繩索及傳動(dòng)部件的尺寸包絡(luò)確定；本實(shí)施例提供的用于航天器的繩索張力在軌監(jiān)測(cè)裝置，通過支撐架與航天器本體進(jìn)行安裝，其上有4個(gè)Φ6.5的光孔，通過4個(gè)M6的螺釘與航天器本體上預(yù)埋的螺孔相連，具體安裝位置可以根據(jù)情況調(diào)整；裝配時(shí)首先將推桿安裝進(jìn)安裝套筒，壓縮彈簧再裝入，滾輪和軸承也要首先進(jìn)行裝配，再將其與推桿相連接；滾輪的繞線部分加工有2mm寬度的繞線糟，中間的環(huán)與軸承的外圈相連。以上對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。`
權(quán)利要求
1.一種用于航天器的繩索張力在軌監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，包括角位置傳感器、齒輪齒條傳動(dòng)組件、微動(dòng)開關(guān)、安裝套筒、壓縮彈簧、推桿以及滾輪組件，其中，繩索繞著滾輪組件轉(zhuǎn)動(dòng)，滾輪組件由壓縮彈簧通過推桿壓緊，壓縮彈簧設(shè)置在安裝套筒內(nèi)，推桿的第一端在安裝套筒內(nèi)滑動(dòng)，推桿的第二端的端部與滾輪組件相連，繩索上張力的變化引起滾輪組件的平移運(yùn)動(dòng)，齒輪齒條傳動(dòng)組件將所述平移運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)動(dòng)，角位置傳感器測(cè)量齒輪齒條傳動(dòng)組件的轉(zhuǎn)角，微動(dòng)開關(guān)進(jìn)行限位信號(hào)的觸發(fā)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于航天器的繩索張力在軌監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述滾輪組件包括滾輪支架、滾輪、軸承、套筒以及套筒軸，其中，軸承安裝在套筒軸上，套筒分別安裝在軸承的兩端，滾輪安裝在軸承上，滾輪支架安裝在滾輪的上方；所述推桿的第二端的端部穿過滾輪支架后與滾輪相連接，繩索繞在滾輪上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于航天器的繩索張力在軌監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述滾輪的繞線部分設(shè)有繞線糟。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于航天器的繩索張力在軌監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述安裝套筒為壓縮彈簧提貯存及供活動(dòng)空間，安裝套筒的底部開有對(duì)推桿具有導(dǎo)向作用的孔。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于航天器的繩索張力在軌監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述滾輪組件包括滾輪支架，所述推桿的第一端為圓柱頭，所述推桿的第二端為方桿，其中圓柱頭可以在安裝套筒內(nèi)滑動(dòng)，方桿部分穿過安裝套筒底部的孔與滾輪支架相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于航天器的繩索張力在軌 監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述滾輪組件包括滾輪支架，所述齒輪齒條傳動(dòng)組件包括相互嚙合的齒輪和齒條，所述齒輪安裝在滾輪支架的右側(cè)伸出臺(tái)上，所述角位置傳感器的輸出軸穿過齒輪的軸心，所述右側(cè)伸出臺(tái)上加工有用于調(diào)整齒條安裝位置的腰形孔。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于航天器的繩索張力在軌監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述角位置傳感器為電阻式角位置測(cè)量傳感器，電阻式角位置測(cè)量傳感器的總機(jī)械行程為360°。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的用于航天器的繩索張力在軌監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，還包括封裝在角位置傳感器、齒輪齒條傳動(dòng)組件、微動(dòng)開關(guān)、安裝套筒、壓縮彈簧、推桿以及滾輪組件外部的下防護(hù)罩和上防護(hù)罩，所述下防護(hù)罩設(shè)有安裝接口。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于航天器的繩索張力在軌監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述微動(dòng)開關(guān)通過微動(dòng)開關(guān)支架安裝在下防護(hù)罩的側(cè)壁上。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的用于航天器的繩索張力在軌監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，微動(dòng)開關(guān)支架與下防護(hù)罩的安裝位置設(shè)有用于安裝位置調(diào)整的腰形孔。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于航天器的繩索張力在軌監(jiān)測(cè)裝置，包括角位置傳感器、齒輪齒條傳動(dòng)組件、微動(dòng)開關(guān)、安裝套筒、壓縮彈簧、推桿以及滾輪組件，繩索繞著滾輪組件轉(zhuǎn)動(dòng)，滾輪組件由壓縮彈簧通過推桿壓緊，壓縮彈簧設(shè)置在安裝套筒內(nèi)，推桿的第一端在安裝套筒內(nèi)滑動(dòng)，推桿的第二端的端部與滾輪組件相連，繩索上張力的變化引起滾輪組件的平移運(yùn)動(dòng)，齒輪齒條傳動(dòng)組件將所述平移運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)動(dòng)，角位置傳感器測(cè)量齒輪齒條傳動(dòng)組件的轉(zhuǎn)角，微動(dòng)開關(guān)進(jìn)行限位信號(hào)的觸發(fā)。本發(fā)明解決了航天器上繩索部件上的張力需要精確監(jiān)測(cè)的問題。同時(shí)該裝置還具有質(zhì)量輕、調(diào)試簡(jiǎn)單、體積小、安全性高及功耗低等優(yōu)點(diǎn)，有效保證了繩索張力在軌監(jiān)測(cè)的可靠性和適用性。
文檔編號(hào)G01L5/10GK103245451SQ20131014799
公開日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2013年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月25日
發(fā)明者周徐斌, 薛景賽, 王智磊, 王萌, 杜三虎 申請(qǐng)人:上海衛(wèi)星工程研究所