[发明专利]基于气浮台的喷气微冲量测量装置

说明书

基于气浮台的喷气微冲量测量装置，它涉及一种微冲量测量装置，以解决现有推进器的微冲量测量装置存在结构复杂，难以排除机械摩擦和阻尼的干扰，测量精度较低的问题，它包括框架、气浮台基座、扭矩传感器、高压气瓶、气浮台底座、气浮轴承、冲量发生器和发生器托架；所述气浮台基座的上表面上布置有气浮轴承，所述高压气瓶布置在所述气浮台底座上，所述扭矩传感器的旋转轴的上端安装在外部框架的上部，所述扭矩传感器的旋转轴的下端与连接轴的上端连接，连接轴的下端与所述气浮台底座的中部连接；所述发生器托架可拆卸安装在气浮台底座的上表面上，所述发生器托架上安装有冲量发生器。本发明用于微推进器微冲量的测量。

技术领域

本发明涉及一种微冲量测量装置，具体涉及一种基于气浮台的喷气微冲量装置，属于微推进技术测试领域。

背景技术

喷气式微推进器是空间微推进技术领域的主要推进方式，有冷气也有热气推进，对于 mN级甚至以下级别的推力器，其主要技术参数是微冲量输出大小，微冲量的输出持续时间最短可能为几十毫秒，目前还没有直接测量这种级别的冲量的传感器，而传统的直接测量力来积分的方法并不适用于此类冲量的测量(响应时间不够，测量精度很差)，在目前已经检索到的文献和专利申请中，主要有以下几种测量喷气微推冲量的测量设备：公开号为 CN104374506A的基于激光多普勒测量器的悬摆式微冲量测试装置及测试方法，公开号为 CN102072790A的基于电磁阻尼式测量的微小冲量测量装置，这些测量系统存在以下问题： 1、测量系统复杂且造价较高；2、系统中难以排除机械摩擦和阻尼的干扰，精度不够；3、系统中部分关键参数标定困难(系统转动惯量、电磁阻尼系数)。因此需要设计一种新的低成本、便于实现、精度高的测量装置。

发明内容

本发明是为解决现有推进器的微冲量测量装置存在结构复杂，难以排除机械摩擦和阻尼的干扰，测量精度较低的问题，进而提供一种基于气浮台的喷气微冲量测量装置。

本发明为解决上述问题采取的技术方案是：基于气浮台的喷气微冲量测量装置包括外部框架、气浮台基座、扭矩传感器、高压气瓶、气浮台底座、气浮轴承、冲量发生器和发生器托架；

所述气浮台基座的上表面上布置有气浮轴承，所述外部框架布置在所述气浮轴承的上部，所述气浮台底座布置在所述外部框架内，所述高压气瓶布置在所述气浮台底座上，所述扭矩传感器的旋转轴竖向布置，所述扭矩传感器的旋转轴的上端安装在外部框架的上部，所述扭矩传感器的旋转轴的下端与竖向设置的连接轴的上端连接，所述连接轴的下端与所述气浮台底座的中部连接；

所述发生器托架可拆卸安装在气浮台底座的上表面上，所述发生器托架能沿垂直于所述连接轴的轴向水平移动，所述发生器托架上安装有冲量发生器，冲量发生器喷射方向与发生器托架的移动方向垂直，所述高压气瓶经管道给冲量发生器供气。

本发明的有益效果是：一、本发明结构简单，设计合理，整个测量装置安装于一个平面气浮台基座上，气浮台底座与外部框架通过一个静扭矩传感器相连，可以测量气浮台的旋转扭矩。当气浮台浮起时，整个机构只受扭矩传感器的约束，因此，喷气的反推力全部作用于扭矩传感器的弹性扭杆上，而没有其他机械摩擦力和阻尼的干扰。能够有效地避免机构摩擦和阻尼带来的干扰，同时，不需要测量系统转动惯量，只需要记录测量过程中的喷嘴前端压力和扭矩传感器扭矩值即可。二、本发明结构简单，设计合理，测量精度较高，使用本发明装置对喷力为40mN的喷嘴输出10ms的冲量进行测量，测量重复误差不高于8％；输出20ms的冲量进行测量，测量重复误差不高于5％。满足设计要求和实际需要。

附图说明

图1为本发明喷气微冲量测量装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施方式对本发明的技术方案作进一步地说明。