空间站宇航睡眠区门拉链的疲劳试验系统的制作方法

本发明属于航天飞行器领域，尤其涉及一种空间站宇航睡眠区门拉链的疲劳试验系统。

背景技术：

目前随着载人航天技术的成熟，在空间站存在多人进行日常活动。宇航员日常使用的部件将被多次频繁重复使用。因此针对空间站日常使用的部件必须进行疲劳寿命的考核。

睡眠区属于宇航员经常活动区域。宇航员需要频繁使用睡眠区门，睡眠区门帘与门框通过拉链连接，拉动拉链实现门帘的开闭，睡眠区门的拉链机构则被频繁往复使用。因此必须对拉链在频繁使用后结构完好状态进行考核，已检测其使用寿命是否满足要求。

该类试验属于非常规试验，现有技术并没有可以采用的疲劳试验相关设备以及拉链使用寿命的考核试验方法。按照设计要求：拉链运动路径为两个直线段(l1＝600mm，l2＝500mm)和一个弧线段(r＝100mm)，运动轨迹示意见附图1，沿此运动轨迹往复运动11万次，且运动行程速度不超过1.5m/s，保持全程速度均匀。

宇宙航天飞行器的研制亟待开发一种可以满足上述实验条件的疲劳寿命装置。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述技术的不足，而提供一种空间站宇航睡眠区门拉链的疲劳试验系统，可以对睡眠区门拉链进行11万次疲劳试验，检测在规定使用次数范围内是否发生结构的破坏。

本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：一种空间站宇航睡眠区门拉链的疲劳试验系统，其特征是：包括支架、多轴联动机构、步进电机、多轴控制器、电子计数器和拉链连接机构，所述多轴联动机构包括三只直线滑台模组，第一、二直线滑台模组平行设置，第三直线滑台模组固接在第一、二直线滑台模组的移动导轨上，所述直线滑台模组一端分别与步进电机连接，步进电机与多轴控制器连接，第三直线滑台模组上安装万向节，万向节上系有拉绳，拉绳与实验部件的拉链拉片连接，轨道路径联动机构上固接有感应片(8)，感应片与电子计数器连接。

所述第一、二直线滑台模组平行设置固接在支架底部。

所述第三直线滑台模组与第一、二直线滑台模组的轴线垂直设置，并与第一、二直线滑台模组共同搭建构成x、y方向的轨道路径联动机构。

有益效果：与现有技术相比，本发明填补了宇宙航天飞行器部件检测工装的空白。实现了对空间站睡眠区门拉链进行11万次疲劳试验，以利考核产品在多次频繁重复使用过程中结构的稳定性。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是运动轨迹示意图。

图3是寿命试验系统图

图中：1、第一直线滑台模组，2、第二直线滑台模组，3、第三直线滑台模组，4、步进电机，5、万向节，6、多轴控制器，7、滑块，8、感应片，9、电子计数器，10、拉绳。

具体实施方式

下面结合较佳实施例详细说明本发明的具体实施方式。

详见附图，一种空间站宇航睡眠区门拉链的疲劳试验系统，包括支架10、多轴联动机构、步进电机、多轴控制器、电子计数器和拉链连接机构，所述多轴联动机构包括三只直线滑台模组，其中第一、二直线滑台模组平行设置固接在支架底部，第三直线滑台模组与第一、二直线滑台模组的轴线垂直设置，并固接在第一、二直线滑台模组的移动导轨上，搭建构成x、y方向的轨道路径联动机构，所述直线滑台模组一端分别与步进电机4连接，步进电机与多轴控制器6连接，第三直线滑台模组上安装万向节5，万向节上系有拉绳11，拉绳与实验部件的拉链拉片连接，轨道路径联动机构上固接有感应片8，感应片与电子计数器9连接。所述第三直线滑台模组上固接有滑块7。直线滑台模组、步进电机、多轴控制器、电子计数器均在市场采购

本发明关键技术在于寿命试验系统搭建，控制系统编程以及试验详细操作规程。

1.试验系统搭建：试验设备主要由三部分组成，分为多轴联动机构、多轴控制器、计数器以及拉链连接机构。

a)多轴联动机构：

采用三根直线滑台模组搭建多轴联动机构，第一、二直线滑台模组搭建在支架底部并固定好，第三直线滑台模组在其上方，并沿底部轨道路径运动。第三直线滑台模组上的滑块(7)也可在其轨道上按指定轨迹运动。

b)多轴控制器：

采用步进电机作为直线滑台模组的驱动，将步进电机连接至多轴控制器(，由多轴控制器控制电机启停来实现复杂的运动轨迹；

c)计数器：

采用电子计数器将感应计数装置放置固定地方，感应片安装至运动机构上，感应片每经过1次计数器数值加1；

d)拉链连接机构：

在直线滑台模组上安装万向节5，再用绳子拉动拉链拉片，每次拉动拉链不能保证力的方向一致，而万向节可通过拉力的不同方向和角度随意改变，避免卡死现象；

2、控制系统编程：通过plc编程，将编写好的软件程序下载至多轴控制器6，使多轴联动机构上的滑块7沿规定的路径进行运动。

如图2所示，第一、二直线滑台模组的步进电机启动，第三直线滑台模组在第一、二直线滑台模组轨道上(x轴)运动600mm，此时第三直线滑台模组步进电机启动，滑块7在x轴方向运动的同时也沿y轴方向运动，这样运动轨迹为圆弧段，圆弧段运动结束后第一、二直线滑台模组的步进电机停止，滑块沿第三直线滑台模组运动(y轴)500mm，归零回到原位，完成一个完整的运动轨迹。返回路径类似，重复此运动轨迹11万次。

试验操作规程：在每次启动装置前，位置必须归零，未归零启动的话系统还按软件编写的位移进行运动，超出规定行程运动对试验件造成破坏。

上述参照实施例对该一种空间站宇航睡眠区门拉链的疲劳试验系统进行的详细描述，是说明性的而不是限定性的，可按照所限定范围列举出若干个实施例，因此在不脱离本发明总体构思下的变化和修改，应属本发明的保护范围之内。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种空间站宇航睡眠区门拉链的疲劳试验系统，其特征是：包括支架、多轴联动机构、步进电机、多轴控制器、电子计数器和拉链连接机构，所述多轴联动机构包括三只直线滑台模组，第一、二直线滑台模组平行设置，第三直线滑台模组固接在第一、二直线滑台模组的移动导轨上，所述直线滑台模组一端分别与步进电机连接，步进电机与多轴控制器连接，第三直线滑台模组上安装万向节，万向节上系有拉绳，拉绳与实验部件的拉链拉片连接，轨道路径联动机构上固接有感应片(8)，感应片与电子计数器连接。有益效果：本发明填补了宇宙航天飞行器部件检测工装的空白。实现了对空间站睡眠区门拉链进行11万次疲劳试验。

技术研发人员：全鑫;陆小宝;孟斐;张璇
受保护的技术使用者：天津航天瑞莱科技有限公司;北京强度环境研究所
技术研发日：2018.12.24
技术公布日：2019.04.23