一种用于宇航机械臂关节寿命验证的地面综合试验系统的制作方法

技术特征：
1.一种用于宇航机械臂关节寿命验证的地面综合试验系统，其特征在于，包括：真空系统，其具有真空容器（9），用于提供真空试验环境；工装系统，其与所述真空系统相邻设置，用于改变所述真空系统中的试验件（25）的综合应力；所述工装系统包括：支撑机构、设置在所述支撑机构上的传动机构和负载机构；所述传动机构包括：设置在所述支撑机构上的磁流体密封传动装置（32）和设置在所述真空容器（9）上的磁流体密封传动装置对接装置（31）；所述磁流体密封传动装置（32）与所述磁流体密封传动装置对接装置（31）连接，且所述磁流体密封传动装置（32）的穿舱轴通过联轴器（30）与所述试验件（25）的输出轴连接；所述负载机构包括：与所述磁流体密封传动装置（32）连接的力矩加载件、与所述力矩加载件连接的反向驱动件和与所述反向驱动件连接的惯量盘组件；通过所述力矩加载件、所述反向驱动件以及所述惯量盘组件配合，控制所述试验件（25）的力矩载荷。2.根据权利要求1所述的一种用于宇航机械臂关节寿命验证的地面综合试验系统，其特征在于，所述力矩加载件包括：设置在所述支撑机构上的力矩加载装置（41）和设置在所述力矩加载装置（41）上的力矩负载轴（42）。3.根据权利要求2所述的一种用于宇航机械臂关节寿命验证的地面综合试验系统，其特征在于，所述反向驱动件包括：设置在所述支撑机构上的反向驱动负载轴（38）和设置在所述反向驱动负载轴（38）上的转盘（39）；所述反向驱动负载轴（38）通过所述联轴器（30）与所述力矩负载轴（42）连接；所述转盘（39）上缠绕有牵引钢丝，所述牵引钢丝的自由端设有吊篮，且其内安装有配重（40）。4.根据权利要求3所述的一种用于宇航机械臂关节寿命验证的地面综合试验系统，其特征在于，所述惯量盘组件包括：设置在所述支撑机构上的减速器（44）和设置在所述减速器（44）输入轴上的惯量盘组（46）；所述减速器的输出轴通过所述联轴器（30）与所述力矩负载轴（42）的端部连接。5.根据权利要求4所述的一种用于宇航机械臂关节寿命验证的地面综合试验系统，其特征在于，还包括：控制系统；所述控制系统包括：扭矩传感器（34），其设置在所述磁流体密封传动装置（32）与所述反向驱动负载轴（38）之间，用于检测所述磁流体密封传动装置（32）传动轴的实时扭矩；上位机（12），其设置在所述工装系统远离所述真空容器（9）的一侧，用于接收所述扭矩传感器（34）发出的实时力矩信号，并将实时力矩信号转换为实时力矩值；控制器（6），用于根据实时力矩值，调节相应的所述力矩加载件的力矩载荷、所述反向驱动件的反向驱动载荷以及所述惯量盘组的惯量载荷。6.根据权利要求1所述的一种用于宇航机械臂关节寿命验证的地面综合试验系统，其特征在于，还包括：与所述真空容器（9）连接的抽真空组件；所述抽真空组件包括：低真空泵（18），其进气口通过粗抽管路（19）与所述真空容器（9）连通，用于将所述真空容器（9）的空气抽出；粗抽阀门（20），安装在所述粗抽管路（19）上，用于控制所述低真空泵（18）的工作状态。
7.根据权利要求1所述的一种用于宇航机械臂关节寿命验证的地面综合试验系统，其特征在于，所述真空容器（9）内设有低温机构；所述低温机构包括：独立设置的液氮储槽（1）、设置在所述真空容器（9）内壁的热沉（22）和设置在所述真空容器（9）上的高阀（3）；所述液氮储槽（1）位于所述真空容器（9）远离所述工装系统的一侧，且其底部通过液氮进液管路（13）与所述热沉（22）连通；所述液氮进液管路（13）上安装有液氮进液阀（14）；所述液氮储槽（1）底部还设有液氮气化器（16），且其与所述液氮储槽（1）的连接管路上安装有液氮增压阀（15）；所述液氮气化器（16）通过液氮增压管路（17）与所述液氮储槽（1）顶部连接；所述热沉（22）的出液口连接有液氮放空管路（2），且其延伸至所述真空容器（9）外部；所述高阀（3）连接有高真空泵（21）。8.根据权利要求1所述的一种用于宇航机械臂关节寿命验证的地面综合试验系统，其特征在于，还包括：温控机构；所述温控机构包括：与所述真空容器（9）相邻设置的控温仪（10）和设置在所述真空容器（9）上的法兰（4）；所述控温仪（10）连接有电源（11）；所述法兰（4）处设有穿舱插头组（5），且其通过传输线缆（7）分别与所述控温仪（10）、所述电源（11）连接。9.根据权利要求8所述的一种用于宇航机械臂关节寿命验证的地面综合试验系统，其特征在于，所述真空容器（9）内设有与所述磁流体密封传动装置（32）的穿舱轴垂直设置的导轨（23）；所述导轨（23）上设有用于放置所述试验件（25）的试验件工装（26）；所述试验工装件（26）上设有加热器件（24），且其通过供电线缆（8）与所述电源（11）连接；所述试验件（25）上设有测温传感器（27），且其与所述传输线缆（7）连接。10.根据权利要求1所述的一种用于宇航机械臂关节寿命验证的地面综合试验系统，其特征在于，所述支撑机构包括：配合使用的前地台（28）和后地台（29）；所述前地台（28）相对所述后地台（29）靠近所述真空容器（9），且所述前地台（28）与所述后地台（29）之间具有空隙，用于容纳所述配重（40）自由移动；所述前地台（28）上依次设有磁流体密封传动装置支撑架（33）、扭矩传感器支撑架（35）和反向驱动系统前端支撑架（36），且所述磁流体密封传动装置支撑架（33）相对靠近所述真空容器（9）；所述后地台（29）上依次设有反向驱动系统末端支撑架（37）、力矩加载装置支撑架（43）和惯量加载系统支撑架（45），且所述反向驱动系统末端支撑架（37）相对靠近所述反向驱动系统前端支撑架（36）。

技术总结
本申请公开了一种用于宇航机械臂关节寿命验证的地面综合试验系统。包括：真空系统，其具有真空容器，用于提供真空试验环境；工装系统，其与所述真空系统相邻设置，用于改变所述真空系统中的试验件的综合应力；本申请设计真空系统，其具有真空容器，提供真空试验环境，并设计与真空系统相邻设置的工装系统，其位于真空系统外部，以便调试、安装工装系统，避免破坏真空容器内真空环境，保证各性能验证准确性；进一步地，通过将工装系统的传动机构与真空容器对接，负载机构与传动机构连接，利用负载机构形成扭矩，利用传动机构传动至试验件，真空容器与传动机构的内外传动，以控制试验件的力矩载荷，实现提供力矩 惯量综合应力试验环境的目的。的目的。的目的。


技术研发人员：王浩 马龙 周原 闫琦 刘守文 苏新明 吴儒亮 陈安然 靳海洋 丁磊 白长行 居楠 刘铮 张洋 马楷镔
受保护的技术使用者：北京卫星环境工程研究所
技术研发日：2021.07.23
技术公布日：2021/10/23