压紧力可准确调节的多点压紧装置及调节方法与流程

本发明涉及航天器锁紧释放机构，具体地，涉及压紧力可准确调节的多点压紧装置及调节方法。

背景技术：

1、航天器锁紧释放机构用于在运载火箭发射过程中压紧太阳翼、天线、精密仪器等功能部件或有效载荷，为其提供预紧力，以保证其在巨大的振动冲击下不损坏，到达预定轨道后能按照指令进行解锁释放，是太阳翼、天线等大型可展开结构，以及对力学环境敏感的精密仪器能够在轨正常工作的前提，具有体积小、重量轻和高可靠性等要求。

2、对于小型功能部件或常规单机，一般采用单点压紧的锁紧释放机构，对于大型功能部件或精密有效载荷，单点压紧的方式无法保证运载火箭发射过程中的可靠预紧，需要采用多点压紧装置进行锁紧，预紧力的均匀性直接影响锁紧的可靠性，多点压紧力的不一致可能导致机构受损、卡死、被锁紧对象局部破坏等严重故障。因此需要一种压紧力可准确调节的多点压紧装置及调节方法，能够准确测量和调节多个压紧点的压紧力，实现被锁紧对象的受力均匀性，提高航天器锁紧释放机构的可靠性。

技术实现思路

1、针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种压紧力可准确调节的多点压紧装置及调节方法。

2、根据本发明提供的一种压紧力可准确调节的多点压紧装置，包括多点压紧装置本体、压紧力测量模块以及压紧力调节模块，压紧力测量模块和压紧力调节模块分别连接于多点压紧装置本体上；

3、多点压紧装置本体压紧被锁紧对象，通过压紧力调节模块实现压紧杆与被锁紧对象之间的压紧力的准确调节，压紧力测量模块通过应力应变方法测量压紧力。

4、优选的，压紧力测量模块包括压力传感器、信号采集器以及工业计算机，压力传感器线路连接信号采集器，信号采集器线路连接工业计算机；

5、压力传感器将感应到的压紧力大小输出给信号采集器，信号采集器将模拟信号进行滤波、放大和数模转换的处理成数字信号、并传至工业计算机，工业计算机对采集到的压紧力信号进行计算和显示。

6、优选的，压力传感器与信号采集器上的通道一一对应连接，信号采集器通道数不少于16，数模转换位数不低于24。

7、优选的，压紧力调节模块包括压紧杆后段、弹簧、导向筒以及微调推杆，压紧杆后段穿过弹簧插入导向筒中，微调推杆与压紧杆后段相抵接，导向筒和微调推杆分别连接于固定框架上；

8、压紧杆后段通过弹簧提供预紧力，导向筒使压紧杆后段保持直线运动，通过弹簧避免运动过程中压紧杆后段和导向筒发生不可控的相对运动，通过微调推杆准确调节压紧力。

9、优选的，微调推杆采用细牙螺纹，螺距不大于0.5mm。

10、优选的，多点压紧装置本体包括固定框架和压紧杆前段，压紧杆前段连接于固定框架上，固定框架上设有内螺纹，内螺纹与压紧力调节模块适配连接，压紧杆前段压紧被锁紧对象，且压紧力测量模块通过线路连接于压紧杆前段。

11、优选的，固定框架上的内螺纹与微调推杆上的外螺纹适配连接，微调推杆通过内螺纹和外螺纹的配合连接于固定框架的一侧，固定框架的另一端紧固有导向筒，且导向筒和微调推杆的中点保持在同一水平线上。

12、优选的，压力传感器一端连接压紧杆前段，压力传感器另一端连接压紧杆后段，压力传感器侧边线路连接信号采集器上对应通道。

13、本发明还提供了一种采用压紧力可准确调节的多点压紧装置的调节方法，具体操作步骤如下：

14、步骤1，开始；

15、步骤2，启动工业计算机，打开压紧力测量显示软件；

16、步骤3，用多点压紧装置压紧被锁紧对象的压紧平面；

17、步骤4，记录多个压紧点对应的压紧力fi(i＝1，2，…，n，n为压紧点数量)；

18、步骤5，计算所有压紧点压紧力的峰峰值fpp＝max(fi)-min(fi)；

19、步骤6，判断压紧力的峰峰值fpp是否大于设定阈值，若是，进入步骤7，若否，进入步骤10；

20、步骤7，计算每个压紧点实际压紧力与理想压紧力的差值dfi，理想压紧力即压紧力峰峰值的一半，dfi＝fi–fpp/2；

21、步骤8，计算每个压紧点需要调节的位移dsi，dsi＝dfi/ki，其中ki为标定得到的每个压紧点的刚度系数；

22、步骤9，旋转微调推杆，移动dsi位移，调节每个压紧点的压紧力，进入步骤4；

23、步骤10，结束。

24、优选的，在上述步骤8中，每个压紧点的刚度系数的标定流程如下：

25、步骤8.1，启动工业计算机，打开压紧力测量显示软件；

26、步骤8.2，对每个压紧点的刚度系数ki(i＝1，2，…，n，n为压紧点数量)进行标定；

27、步骤8.3，以压力传感器量程的1/m之一为步长，从0开始增加压紧力，记录每个压紧点的压紧力fij和位移sij(j＝1，2，…，m)；

28、步骤8.4，利用最小二乘法拟合压紧力和位移直线，计算每个压紧点的刚度系数ki和总的拟合残差e，其中

29、步骤8.5，判断拟合残差e是否大于设定阈值，若是，进入步骤8.2，若否，进入步骤8.6；

30、步骤8.6，记录每个压紧点的刚度系数ki。

31、与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

32、本发明通过压紧力测量模块实现压紧力的准确测量，通过压紧力调节模块实现压紧力的准确调节，重复测量-调节过程直到压紧力的峰峰值满足设定阈值，能够准确测量和调节多个压紧点的压紧力，实现被锁紧对象的受力均匀性，提高航天器锁紧释放机构的可靠性。

技术特征：

1.一种压紧力可准确调节的多点压紧装置，其特征在于，包括多点压紧装置本体(1)、压紧力测量模块(2)以及压紧力调节模块(3)，所述压紧力测量模块(2)和所述压紧力调节模块(3)分别连接于所述多点压紧装置本体(1)上；

2.根据权利要求1所述的压紧力可准确调节的多点压紧装置，其特征在于，所述压紧力测量模块(2)包括压力传感器(101)、信号采集器(102)以及工业计算机(103)，所述压力传感器(101)线路连接所述信号采集器(102)，所述信号采集器(102)线路连接所述工业计算机(103)；

3.根据权利要求2所述的压紧力可准确调节的多点压紧装置，其特征在于，所述压力传感器(101)与所述信号采集器(102)上的通道一一对应连接，所述信号采集器(102)通道数不少于16，数模转换位数不低于24。

4.根据权利要求2所述的压紧力可准确调节的多点压紧装置，其特征在于，所述压紧力调节模块(3)包括压紧杆后段(201)、弹簧(202)、导向筒(203)以及微调推杆(204)，所述压紧杆后段(201)穿过所述弹簧(202)插入所述导向筒(203)中，所述微调推杆(204)与所述压紧杆后段(201)相抵接，所述导向筒(203)和所述微调推杆(204)分别连接于所述固定框架上；

5.根据权利要求4所述的压紧力可准确调节的多点压紧装置，其特征在于，所述微调推杆(204)采用细牙螺纹，螺距不大于0.5mm。

6.根据权利要求4所述的压紧力可准确调节的多点压紧装置，其特征在于，所述多点压紧装置本体(1)包括固定框架和压紧杆前段，所述压紧杆前段连接于所述固定框架上，所述固定框架上设有内螺纹，所述内螺纹与所述压紧力调节模块(3)适配连接，所述压紧杆前段压紧被锁紧对象，且所述压紧力测量模块(2)通过线路连接于所述压紧杆前段。

7.根据权利要求6所述的压紧力可准确调节的多点压紧装置，其特征在于，所述固定框架上的内螺纹与所述微调推杆(204)上的外螺纹适配连接，所述微调推杆(204)通过内螺纹和外螺纹的配合连接于所述固定框架的一侧，所述固定框架的另一端紧固有所述导向筒(203)，且所述导向筒(203)和所述微调推杆(204)的中点保持在同一水平线上。

8.根据权利要求6所述的压紧力可准确调节的多点压紧装置，其特征在于，所述压力传感器(101)一端连接所述压紧杆前段，所述压力传感器(101)另一端连接所述压紧杆后段(201)，所述压力传感器(101)侧边线路连接所述信号采集器(102)上对应通道。

9.一种采用权利要求1-8任一项所述的压紧力可准确调节的多点压紧装置的调节方法，其特征在于，具体操作步骤如下：

10.根据权利要求8所述的压紧力可准确调节的多点压紧装置的调节方法，其特征在于，在上述步骤8中，每个压紧点的刚度系数的标定流程如下：

技术总结本发明提供了一种涉及航天器锁紧释放机构技术领域的压紧力可准确调节的多点压紧装置及调节方法包括多点压紧装置本体、压紧力测量模块以及压紧力调节模块，压紧力测量模块和压紧力调节模块分别连接于多点压紧装置本体上；多点压紧装置本体压紧被锁紧对象，通过压紧力调节模块实现压紧杆与被锁紧对象之间的压紧力的准确调节，压紧力测量模块通过应力应变方法测量压紧力。本发明通过压紧力测量模块实现压紧力的准确测量，通过压紧力调节模块实现压紧力的准确调节，重复测量‑调节过程直到压紧力的峰峰值满足设定阈值，能够准确测量和调节多个压紧点的压紧力，实现被锁紧对象的受力均匀性，提高航天器锁紧释放机构的可靠性。技术研发人员：王珂,高雪峰,陈立,刘玉庆,顾昊,李涛,袁野受保护的技术使用者：上海卫星装备研究所技术研发日：技术公布日：2024/6/5