專利名稱：一種衛(wèi)星太陽(yáng)電池翼組件疲勞試驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種衛(wèi)星太陽(yáng)電池翼組件疲勞試驗(yàn)裝置。
背景技術(shù)：
衛(wèi)星太陽(yáng)電池翼結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期在軌飛行且工況復(fù)雜，為驗(yàn)證太陽(yáng)翼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和分析的合理性，有必要進(jìn)行太陽(yáng)翼結(jié)構(gòu)的疲勞試驗(yàn)，驗(yàn)證太陽(yáng)翼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案和工藝方案的正確性、合理性，考核太陽(yáng)翼結(jié)構(gòu)整體和局部的疲勞強(qiáng)度。太陽(yáng)電池翼結(jié)構(gòu)本身形狀較大，通常達(dá)到高3米，長(zhǎng)5米到15米不等，采用復(fù)合材料制成，重量只有幾十公斤，地面疲勞試驗(yàn)中需要解決重力影響，整翼疲勞試驗(yàn)實(shí)施難度大，一般均分解成組件進(jìn)行疲勞試驗(yàn)考核。組件疲勞考核試驗(yàn)實(shí)施位移控制較多，加載次數(shù)均在數(shù)十萬(wàn)次，加載位移從幾毫米到幾十毫米，需要大型電液伺服加載系統(tǒng)實(shí)施加載，該系統(tǒng)動(dòng)輒數(shù)百萬(wàn)元，且操作較為繁瑣，導(dǎo)致試驗(yàn)成本居高不下?，F(xiàn)有技術(shù)中均使用液壓油缸實(shí)施加載，沒(méi)有電動(dòng)機(jī)加載記錄。現(xiàn)有技術(shù)中通過(guò)統(tǒng)計(jì)液壓油缸伸縮次數(shù)得出疲勞試驗(yàn)次數(shù)，通過(guò)液壓油缸伸縮位移進(jìn)行試驗(yàn)件位移控制。本實(shí)用新型通過(guò)滑輪組將水平加載力轉(zhuǎn)換成垂直加載力，利用電動(dòng)機(jī)替換液壓油缸實(shí)施加載，通過(guò)統(tǒng)計(jì)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)次數(shù)得出疲勞試驗(yàn)次數(shù)，通過(guò)杠桿原理，調(diào)解杠桿兩端距離，利用轉(zhuǎn)動(dòng)輪直徑計(jì)算出試驗(yàn)件位移，進(jìn)行試驗(yàn)件位移控制，成功的大幅降低了衛(wèi)星太陽(yáng)電池翼組件疲勞試驗(yàn)成本。目前沒(méi)有發(fā)現(xiàn)同本實(shí)用新型類似技術(shù)的說(shuō)明或報(bào)道，也尚未收集到國(guó)內(nèi)外類似的資料。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型解決的問(wèn)題是提供一種衛(wèi)星太陽(yáng)電池翼組件疲勞試驗(yàn)裝置，以解決現(xiàn)有的衛(wèi)星太陽(yáng)電池翼組件疲勞試驗(yàn)成本高的問(wèn)題。為解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種衛(wèi)星太陽(yáng)電池翼組件疲勞試驗(yàn)裝置，包括立柱，所述立柱一端固定；衛(wèi)星太陽(yáng)電池翼組件，所述衛(wèi)星太陽(yáng)電池翼組件套接在所述立柱的非固定端；繩索，所述繩索一端系在所述衛(wèi)星太陽(yáng)電池翼組件遠(yuǎn)離所述立柱的一端；杠桿，所述繩索另一端系在所述杠桿一端；滑輪，所述滑輪為定滑輪，所述繩索繞過(guò)所述滑輪；底座，所述底座一端固定，另一端支撐于所述杠桿；轉(zhuǎn)動(dòng)輪，所述轉(zhuǎn)動(dòng)輪位于所述杠桿遠(yuǎn)離繩索的一端，所述轉(zhuǎn)動(dòng)輪具有通孔；電動(dòng)機(jī),所述轉(zhuǎn)動(dòng)輪通過(guò)所述通孔套在所述電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)桿上；螺母，所述螺母將所述轉(zhuǎn)動(dòng)輪固定于所述電動(dòng)機(jī)。[0018]進(jìn)一步，所述的繩索長(zhǎng)度為3-5m，直徑為7-9mm，材料為編織纖維。進(jìn)一步，所述的滑輪數(shù)量至少3個(gè)，滑輪直徑為10_300mm。進(jìn)一步,所述的杠桿的長(zhǎng)度為0. 5-2m,在中心位置有一個(gè)直徑為30. 5mm的通孔。進(jìn)一步，所述的轉(zhuǎn)動(dòng)輪外直徑為300mm ；進(jìn)一步，所述的螺母數(shù)量2個(gè)，均為M30。進(jìn)一步，所述的電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速最小為10轉(zhuǎn)/分，最大為10000轉(zhuǎn)/分，可無(wú)級(jí)調(diào)整與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn)本實(shí)用新型提供一種衛(wèi)星太陽(yáng)電池翼組件疲勞試驗(yàn)裝置，通過(guò)滑輪組將水平加載力轉(zhuǎn)換成垂直加載力，通過(guò)統(tǒng)計(jì)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)次數(shù)得出疲勞試驗(yàn)次數(shù)，通過(guò)杠桿原理，調(diào)解杠桿兩端距離，利用轉(zhuǎn)動(dòng)輪直徑計(jì)算出試驗(yàn)件位移，進(jìn)行試驗(yàn)件位移控制，成功的大幅降低了衛(wèi)星太陽(yáng)電池翼組件疲勞試驗(yàn)成本。

圖I是本實(shí)用新型所提供的一種衛(wèi)星太陽(yáng)電池翼組件疲勞試驗(yàn)裝置的示意圖；圖2是本實(shí)用新型所提供的一種衛(wèi)星太陽(yáng)電池翼組件疲勞試驗(yàn)裝置中轉(zhuǎn)動(dòng)輪和電動(dòng)機(jī)的裝配示意圖；圖3是本實(shí)用新型所提供的一種衛(wèi)星太陽(yáng)電池翼組件疲勞試驗(yàn)裝置中轉(zhuǎn)動(dòng)輪和電動(dòng)機(jī)的三維示意圖；圖4(a)圖4(b)圖4(c)圖4(d)是本實(shí)用新型所提供的一種衛(wèi)星太陽(yáng)電池翼組件疲勞試驗(yàn)裝置中轉(zhuǎn)動(dòng)輪的工作原理圖。
具體實(shí)施方式
由背景技術(shù)可知，現(xiàn)有的衛(wèi)星太陽(yáng)電池翼組件疲勞試驗(yàn)方法實(shí)施復(fù)雜，且成本高。發(fā)明人針對(duì)上述問(wèn)題進(jìn)行研究，在本實(shí)用新型中提供一種衛(wèi)星太陽(yáng)電池翼組件疲勞試驗(yàn)裝置。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行描述。圖I和圖2是本實(shí)用新型所提供的衛(wèi)星太陽(yáng)電池翼組件疲勞試驗(yàn)裝置的示意圖；包括立柱I，所述立柱I 一端固定；衛(wèi)星太陽(yáng)電池翼組件2，所述衛(wèi)星太陽(yáng)電池翼組件2套接在所述立柱I的非固定端;繩索3，所述繩索3 —端系在所述衛(wèi)星太陽(yáng)電池翼組件2遠(yuǎn)離所述立柱I的一端；杠桿5,所述繩索3另一端系在所述杠桿5 —端；滑輪4，所述滑輪4為定滑輪，所述繩索3繞過(guò)所述滑輪4 ；底座7，所述底座7 —端固定，另一端支撐于所述杠桿5 ；轉(zhuǎn)動(dòng)輪6,所述轉(zhuǎn)動(dòng)輪6位于杠桿5遠(yuǎn)離繩索3的一端,所述轉(zhuǎn)動(dòng)輪6具有通孔；螺母8 ；電動(dòng)機(jī)9，所述轉(zhuǎn)動(dòng)輪6通過(guò)所述通孔套在所述電動(dòng)機(jī)9的旋轉(zhuǎn)桿上，所述螺母將所述轉(zhuǎn)動(dòng)輪6固定在所述旋轉(zhuǎn)桿上。本實(shí)施例中，所述立桿I 一端固定于地面，另一端通過(guò)套接裝置與所述衛(wèi)星太陽(yáng)電池翼組件2套接在一起，所述立桿I的材料是普通碳鋼，高度為l-2m。所述衛(wèi)星太陽(yáng)電池翼組件2的結(jié)構(gòu)已為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知，故在此不再詳述。所述繩索3長(zhǎng)度為3_5m，直徑為7_9mm，所述繩索3的材料是編織纖維，在本實(shí)用新型的其他實(shí)施例中，繩索3的長(zhǎng)度、直徑以及材料還可以根據(jù)試驗(yàn)需要進(jìn)行選擇，只需要滿足安裝的需要，以及試驗(yàn)中力學(xué)要求即可?；?，本實(shí)施例中所述滑輪的數(shù)量為3個(gè)，滑輪直徑為10-300mm，一個(gè)滑輪4的高度與所述衛(wèi)星太陽(yáng)電池翼組件2近似齊高，繩索3沿著系在所述衛(wèi)星太陽(yáng)電池翼組件2的一端，繞過(guò)所述滑輪4。繩子3在滑輪4兩側(cè)的部分近似垂直，從而實(shí)現(xiàn)在對(duì)繩索3施加沿水平方向的力的時(shí)候，對(duì)所述衛(wèi)星太陽(yáng)電池翼組件2施加沿垂直方向的力的效果。另外 兩個(gè)滑輪4安裝于水平面上，所述繩索3依次繞過(guò)另外兩個(gè)定滑輪后，系在所述杠桿5的一端。根據(jù)定滑輪的工作原理，所述三個(gè)滑輪4實(shí)現(xiàn)杠桿5的一端上下運(yùn)動(dòng)(即沿垂直方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，)時(shí)對(duì)所述衛(wèi)星太陽(yáng)電池翼組件2施加沿水平方向的力的效果。在本實(shí)用新型的其他實(shí)施例中，所述滑輪4的數(shù)目還可以根據(jù)工作需要進(jìn)行調(diào)節(jié)，只需要實(shí)現(xiàn)杠桿5的一端上下運(yùn)動(dòng)(即沿垂直方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，)對(duì)所述衛(wèi)星太陽(yáng)電池翼組件2施加沿水平方向的力即可。比如所述滑輪的數(shù)目為4或者6，但至少需要3個(gè)。所述杠桿5的長(zhǎng)度為0. 5_2m,在中心位置有一個(gè)通孔,本實(shí)施例中,所述通孔的直 徑為30. 5_，所述底座7上也具有一直徑近似相等的通孔。在安裝杠桿5時(shí)，將杠桿5的通孔與底座7的通孔對(duì)齊，然后通過(guò)貫穿所述兩個(gè)通孔的螺栓將杠桿5與底座7固定在一起。所述轉(zhuǎn)動(dòng)輪6的形狀只需要滿足可以滾動(dòng)的要求。本實(shí)施例中，所述滾動(dòng)輪6的形狀是二分之一八卦盤的形狀，具體可參考圖I和圖3，圖3是轉(zhuǎn)動(dòng)輪和電動(dòng)機(jī)9的安裝位置立體示意圖。所述轉(zhuǎn)動(dòng)輪6的外直徑為300_ ；如圖2所示，本實(shí)施例中螺母8數(shù)量為2個(gè)，分別位于轉(zhuǎn)動(dòng)輪6的兩側(cè)，所述螺母8將轉(zhuǎn)動(dòng)輪6固定于電動(dòng)機(jī)9的旋轉(zhuǎn)桿上，所述螺母均為M30。所述電動(dòng)機(jī)9的轉(zhuǎn)速最小為10轉(zhuǎn)/分,最大為10000轉(zhuǎn)/分,可無(wú)級(jí)調(diào)整,所述發(fā)動(dòng)機(jī)9帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)輪6轉(zhuǎn)動(dòng)。本實(shí)用新型所提供的衛(wèi)星太陽(yáng)電池翼組件疲勞試驗(yàn)裝置通過(guò)滑輪組將水平加載力轉(zhuǎn)換成垂直加載力，將位移控制轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)動(dòng)控制，利用電動(dòng)機(jī)實(shí)施加載，成功的大幅降低了衛(wèi)星太陽(yáng)電池翼組件疲勞試驗(yàn)成本。下文中以轉(zhuǎn)動(dòng)輪6的初始狀態(tài)對(duì)應(yīng)于杠桿5的初始位置與水平面夾角為0度，轉(zhuǎn)動(dòng)輪6逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)為例，對(duì)本實(shí)用新型所提供的衛(wèi)星太陽(yáng)電池翼組件疲勞試驗(yàn)裝置的工作方法進(jìn)行描述。請(qǐng)參考圖4，本實(shí)用新型所提供的衛(wèi)星太陽(yáng)電池翼組件疲勞試驗(yàn)裝置的工作方法包括步驟一、按疲勞試驗(yàn)試驗(yàn)件位移控制要求調(diào)節(jié)杠桿兩端距離；本實(shí)施例中，所述疲勞試驗(yàn)件為衛(wèi)星太陽(yáng)電池翼組件。[0055]步驟二、按試驗(yàn)要求調(diào)整電動(dòng)機(jī)9轉(zhuǎn)速,開(kāi)啟電動(dòng)機(jī)9帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)輪6轉(zhuǎn)動(dòng)；步驟三、轉(zhuǎn)動(dòng)輪6在一個(gè)工作周期內(nèi)帶動(dòng)杠桿5上下運(yùn)動(dòng)；步驟四、杠桿5帶動(dòng)繩索3拉動(dòng)衛(wèi)星太陽(yáng)電池翼組件2往返運(yùn)動(dòng)實(shí)施加載步驟五、通過(guò)統(tǒng)計(jì)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)次數(shù)得到疲勞試驗(yàn)的加載次數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)疲勞試驗(yàn)。具體地，轉(zhuǎn)動(dòng)輪6的工作周期內(nèi)包 括以下?tīng)顟B(tài)如圖4 (a)所示，轉(zhuǎn)動(dòng)輪6的轉(zhuǎn)角為O度；如圖4 (b)所示,轉(zhuǎn)動(dòng)輪6沿逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)90度,桿杠5與繩索3相連的一端向上運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)繩索3運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)衛(wèi)星太陽(yáng)電池翼組件2在水平方向運(yùn)動(dòng)；如圖4 (C)所示,轉(zhuǎn)動(dòng)輪6沿逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)180度,桿杠5與繩索3相連的一端繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)繩索3運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)衛(wèi)星太陽(yáng)電池翼組件2在水平方向繼續(xù)向同一方向運(yùn)動(dòng)；如圖4 (d)所示,轉(zhuǎn)動(dòng)輪6沿逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)270度,桿杠5與繩索3相連的一端向下運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)繩索3運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)衛(wèi)星太陽(yáng)電池翼組件2在水平方向向與圖4 (a)中對(duì)應(yīng)的方向相反的方向運(yùn)動(dòng)。本實(shí)施例中，通過(guò)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)輪6和繩索3的相對(duì)位置可以調(diào)節(jié)衛(wèi)星太陽(yáng)電池翼組件2的最大位移。轉(zhuǎn)動(dòng)輪6和繩索3的相對(duì)位置的距離越大，衛(wèi)星太陽(yáng)電池翼組件2的最大位移也越大。本實(shí)用新型提供一種衛(wèi)星太陽(yáng)電池翼組件疲勞試驗(yàn)裝置，通過(guò)滑輪組將水平加載力轉(zhuǎn)換成垂直加載力，通過(guò)統(tǒng)計(jì)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)次數(shù)得出疲勞試驗(yàn)次數(shù)，通過(guò)杠桿原理，調(diào)解杠桿兩端距離，利用轉(zhuǎn)動(dòng)輪直徑計(jì)算出試驗(yàn)件位移，進(jìn)行試驗(yàn)件位移控制，成功的大幅降低了衛(wèi)星太陽(yáng)電池翼組件疲勞試驗(yàn)成本。本實(shí)用新型雖然已以較佳實(shí)施例公開(kāi)如上，但其并不是用來(lái)限定本實(shí)用新型，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍內(nèi)，都可以利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對(duì)本實(shí)用新型技術(shù)方案做出可能的變動(dòng)和修改，因此，凡是未脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化及修飾，均屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種衛(wèi)星太陽(yáng)電池翼組件疲勞試驗(yàn)裝置，其特征在于，該裝置包括 立柱[I]，所述立柱[I] 一端固定； 衛(wèi)星太陽(yáng)電池翼組件[2]，所述衛(wèi)星太陽(yáng)電池翼組件[2]套接在所述立柱[I]的非固定端; 繩索[3]，所述繩索[3] —端系在所述衛(wèi)星太陽(yáng)電池翼組件[2]遠(yuǎn)離所述立柱[I]的一端; 杠桿[5]，所述繩索[3]另一端系在所述杠桿[5] —端； 滑輪[4]，所述滑輪[4]為定滑輪，所述繩索[3]繞過(guò)所述滑輪[4]； 底座[7]，所述底座[7] —端固定，另一端支撐于所述杠桿[5]； 轉(zhuǎn)動(dòng)輪[6]，所述轉(zhuǎn)動(dòng)輪[6]位于所述杠桿[5]遠(yuǎn)離繩索[3]的一端，所述轉(zhuǎn)動(dòng)輪[6]具有通孔； 電動(dòng)機(jī)[9]，所述轉(zhuǎn)動(dòng)輪[6]通過(guò)所述通孔套在所述電動(dòng)機(jī)[9]的旋轉(zhuǎn)桿上； 螺母[8]，所述螺母[8]將所述轉(zhuǎn)動(dòng)輪[6]固定于所述電動(dòng)機(jī)[9]。
2.如權(quán)利要求I所述的衛(wèi)星太陽(yáng)電池翼組件疲勞試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述的繩索[3]長(zhǎng)度為3-5m，直徑為7-9mm，材料為編織纖維。
3.如權(quán)利要求I所述的衛(wèi)星太陽(yáng)電池翼組件疲勞試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述的滑輪[4]數(shù)量至少為3個(gè)，滑輪直徑為10-300mm。
4.如權(quán)利要求I所述的衛(wèi)星太陽(yáng)電池翼組件疲勞試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述的杠桿[5]的長(zhǎng)度為0.5-2m，在中心位置有一個(gè)直徑為30. 5mm的通孔。
5.如權(quán)利要求I所述的衛(wèi)星太陽(yáng)電池翼組件疲勞試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述的轉(zhuǎn)動(dòng)輪[6]外直徑為300mm。
6.如權(quán)利要求I所述的衛(wèi)星太陽(yáng)電池翼組件疲勞試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述的螺母[8]數(shù)量為2個(gè)，均為M30。
7.如權(quán)利要求I所述的衛(wèi)星太陽(yáng)電池翼組件疲勞試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述的電動(dòng)機(jī)[9]的轉(zhuǎn)速最小為10轉(zhuǎn)/分，最大為10000轉(zhuǎn)/分，可無(wú)級(jí)調(diào)整。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種衛(wèi)星太陽(yáng)電池翼組件疲勞試驗(yàn)裝置，衛(wèi)星太陽(yáng)電池翼組件疲勞試驗(yàn)的實(shí)施通常需要電液伺服加載系統(tǒng)，此類設(shè)備價(jià)格昂貴，使用要求高。本實(shí)用新型通過(guò)滑輪組將水平加載力轉(zhuǎn)換成垂直加載力，將位移控制轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)動(dòng)控制，利用電動(dòng)機(jī)實(shí)施加載，成功的大幅降低了衛(wèi)星太陽(yáng)電池翼組件疲勞試驗(yàn)成本。
文檔編號(hào)G01N3/38GK202471530SQ20112056803
公開(kāi)日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2011年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月31日
發(fā)明者丁夫存, 周改超, 李建華, 王君, 王金明 申請(qǐng)人:上海航天精密機(jī)械研究所