基于无线控制的电气解耦型微推进器推力测量装置及方法

1.本发明属于空间探测技术领域，更具体地，涉及一种基于无线控制的电气解耦型微推进器推力测量装置及方法。


背景技术：

2.随着科学技术的发展，人类对空间探测的需求越来越强烈，对卫星的无拖曳控制提出了更高的要求。为了提高无拖曳控制精度，微推进系统的分辨率要求达到微牛甚至亚微牛量级，但是微推进器工作时需要进行供气、供电和信号传输，推力测量结果耦合电气管路带来的干扰力，这对提升测量精度造成极大困难。
3.因此需要研究一种能够将气管、电源线和信号线等干扰因素全解耦的高精度微推力测量装置来满足日益增长的科技发展需求。


技术实现要素：

4.针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种基于无线控制的电气解耦型微推进器推力测量装置，旨在解决摆架和外界电气管路的耦合导致外界电气管路对推力测量精度影响的问题。
5.本发明提供了一种基于无线控制的电气解耦型微推进器推力测量装置，包括：扭摆模块、供气模块、液体导电装置、无线控制模块和角度测量模块；扭摆模块的输入端用于与微推进器的输出端连接，扭摆模块用于根据微推进器输出的推力发生偏转；供气模块的电源端与液体导电装置的输出端连接，供气模块的控制端与无线控制模块的第一输出端连接，供气模块的输出端与微推进器的供气端连接，用于在供气指令的控制下对高压气体进行压力和流量大小的调节，并将额定气压和额定流量的气体输送至微推进器；液体导电装置用于将外部电源通过装置内的液态金属输送至微推进器、供气模块和无线控制模块，实现为各部件的供电，且角度测量模块测量的平衡位置变化量也通过液体导电装置传输至外界信号采集终端；无线控制模块的电源端连接至所述液体导电装置的输出端，无线控制模块的输入端用于接收外部的推力控制信号，无线控制模块的第二输出端连接至微推进器的控制端，无线控制模块用于根据外部的推力控制信号对微推进器的推力进行控制，并根据外部气体信号输出用于控制供气模块输出气体的压力和流量大小的供气控制信号；角度测量模块的电源端连接至液体导电装置的输出端，角度测量模块的输入端连接至扭摆模块的输出端，角度测量模块的输出端连接至液体导电装置的输入端，角度测量模块用于测量所述扭摆模块相对平衡位置的角度变化量，并根据扭摆模块的弹性系数和微推进器到摆架悬点或摆架转轴中心的力臂获得微推进器的推力大小。
6.更进一步地，扭摆模块包括摆架、支架和悬挂装置；支架固定不动，摆架通过悬挂装置与支架连接；摆架用于安装微推进器、供气模块、液体导电装置、无线控制模块、角度测量模块，支架用于将扭摆模块固定在真空容器内，悬挂装置用于连接摆架和支架，使摆架实现绕水平轴或竖直轴转动。
7.更进一步地，悬挂装置为扭丝或者簧片。
8.其中，当悬挂装置为簧片时，摆架绕水平方向转动，构成水平轴扭摆。当为水平轴扭摆时，液体导电装置设置在摆架的两侧，无线控制模块设置在摆架上方，通过改变无线控制模块距离摆架悬点的距离调节扭摆模块的弹性系数。
9.其中，当悬挂装置为扭丝时，摆架绕竖直方向转动，构成竖直轴扭摆。当为竖直轴扭摆时，液体导电装置设置在摆架转轴中心下方，无线控制模块设置在摆架上方，通过改变无线控制模块距离摆架转轴中心的距离对摆架倾斜姿态进行调节。
10.更进一步地，摆架包括：摆框架、微推进器支架和反射镜；微推进器支架用于固定微推进器，通过所述微推进器对摆架施加水平方向推力；反射镜用于反射角度测量仪器发出的光线。
11.更进一步地，摆架的电源线一侧固定在固定架上，另一侧被液体导电装置内的液态金属浸泡，外界电源线也被液态金属浸泡，外界电源线和摆架的电源线通过液态金属连通，实现外界电源对摆架上的微推进器6、供气模块、无线控制模块的供电。
12.本发明还提供了一种基于上述的推力测量装置进行推力测量的方法，包括下述步骤：
13.(1)供气模块根据供气指令向微推进器输出指定气压和流量的气体，微推进器根据推力控制信号输出指定大小的推力；
14.(2)在所述推力的作用下摆架发生转动使得其平衡位置发生改变，通过角度测量模块测量摆架的角度变化量；
15.(3)根据摆架的角度变化量、扭摆模块的弹性系数和微推进器的力臂获得微推进器的推力大小。
16.通过本发明所构思的以上技术方案，与现有技术相比，具有如下技术优点：
17.(1)本发明的供气模块集成在摆架上，去除了微推进器与外界相连的气管，摆脱了气管在测量过程中的干扰力。
18.(2)本发明中的微推进器、无线控制模块、供气模块的电源输入采用液体导电装置与外界连接，外界和摆架的电源线之间采用液态金属相连，避免了直接相连引入的电源线耦合干扰，面对不同类型的供电需求仅需改变外界的电源输出即可，提高了测量装置的兼容性。
19.(3)本发明针对供气模块和微推进器控制难题，采用无线控制模块接收外界信号，去除了繁多的信号线，在测量不同的微推进器时发射对应的控制信号即可实现控制，无需更换信号线，提高测量装置的便捷性。
20.(4)本发明中的整套装置实现了与外界电气管路非直接接触，去除了电气管路对测量结果的耦合，提升了推力测量精度。
附图说明
21.图1是本发明实施例提供的基于无线控制的电气解耦型微推进器推力测量装置的原理框图；
22.图2是本发明第一实施例提供的水平轴扭摆结构的推力测量装置的结构图；
23.图3是本发明第二实施例提供的竖直轴扭摆结构的推力测量装置的结构图；
24.图4是本发明实施例提供的基于无线控制的电气解耦型微推进器推力测量方法的实现流程图。
25.其中，1为扭摆模块，2为供气模块，3为液体导电装置，4为无线控制模，5为角度测量模块，6为微推进器，10为摆架，11为支架，12为悬挂装置，121为扭丝，122为簧片，101为摆框架，102为微推进器支架，103为反射镜。
具体实施方式
26.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
27.本发明提供的基于无线控制的电气解耦型微推进器推力测量装置及方法主要应用于微牛级微推进器推力的测量；其中，测量装置采用扭摆结构，分为绕水平轴转动的水平轴扭摆(如单摆、复摆)和绕竖直轴转动的竖直轴扭摆(如扭秤)。当为水平轴扭摆时液体导电装置安装在摆架两侧，当为竖直轴扭摆其安装在摆架转轴下方，外界和摆架的电源线通过液体导电装置内的液态金属相连，对摆架各部件供电；供气模块固定在摆架上，系统内贮存的气体通过气管向微推进器供气；摆架上固定无线控制模块，接收外界控制信号控制微推进器推力输出；根据摆架的转动或扭转角度、装置的结构参数测量微推进器的推力。本发明解决了摆架和外界电气管路的耦合，消除外界电气管路对推力测量的影响，提升推力测量装置测量结果的精度。
28.如图1所示，本发明实施例提供的基于无线控制的电气解耦型微牛级推力测量装置包括：扭摆模块1、供气模块2、液体导电装置3、无线控制模块4和角度测量模块5。扭摆模块1为装置主体，测量微推进器6推力扭摆模块1有两种工作模式，一种沿竖直方向转动的竖直轴工作模式，另一种沿水平方向转动的水平轴工作模式。当为竖直轴工作模式，如图3所示，微推进器6安装在扭摆模块1一侧，供气模块2安装在另一侧，二者通过气管连接，供气模块2提供微推进器6正常工作所需的气体。无线控制模块4安装在扭摆模块1中心上方，通过信号线与微推进器6、供气模块2连接，当外界发射控制指令时，控制微推进器6和供气模块2工作，改变微推进器6推力输出状态。角度测量模块5安装在扭摆模块1侧面中间位置，测量微推进器6对扭摆模块1施加水平推力后的扭摆模块1的平衡位置变化量。液体导电装置3设置在扭摆模块1中心下方，通过电线与微推进器6、供气模块2、无线控制模块4和角度测量模块5相连，对微推进器6、供气模块2、无线控制模块4供电，并向外界传输角度测量模块5的测量信号。
29.当为水平轴工作模式，如图2所示，微推进器6安装在扭摆模块1下方，供气模块2、无线控制模块4均安装在扭摆模块1上方，角度测量模块5安装在扭摆模块1底端，液体导电装置3在扭摆模块1两侧各安装一个。扭摆模块1、供气模块2、液体导电装置3、无线控制模块4和角度测量模块5构成了一个完整的测量装置，当外界发出控制指令，该装置能够接收指令并使微推进器6输出推力，并向外界信号采集终端输出信号，整个测量过程该装置与外界无直接的电线气管等固体相连，实现了微牛级推力测量中的电气解耦。
30.如图2和图3所示，扭摆模块1包括摆架10、支架11和悬挂装置12，支架11固定不动，摆架10通过悬挂装置12与支架11连接。
31.悬挂装置12可以为扭丝121或者簧片122，当悬挂装置12为簧片122时，摆架绕水平方向转动，构成水平轴扭摆；当悬挂装置12为扭丝121时，摆架10绕竖直方向转动，构成竖直轴扭摆。摆架10包括摆框架101、微推进器6支架102和反射镜103；微推进器6固定在微推进器6支架102上，对摆架10施加水平方向推力；反射镜103用于反射角度测量仪器发出的光线。
32.摆架10上集成供气模块2，供气模块2的贮气瓶含有高压气体，高压气体经过气压调节阀和流量调节阀输出指定气压和流量的气体，经过气管输送至微推进器6。当需要改变气体输出时，外界向无线控制模块4发射供气控制指令，无线控制模块4将接收到的无线信号转换为电信号传递给供气模块2的控制模块，该模块控制气压调节阀和流量调节阀的输出进而改变气体的气压和流量。
33.当为水平轴扭摆时，在摆架10两侧安装液体导电装置3，当为竖直轴扭摆时，在摆架10转轴中心下方安装液体导电装置3。摆架10的电源线一侧固定在固定架上，另一侧被液体导电装置3内的液态金属浸泡，外界的电源线也被液态金属浸泡。由于液态金属具有良好的导电性，外界电源线和摆架10的电源线可通过液态金属连通，实现外界电源对摆架上的微推进器6、供气模块2、无线控制模块4的供电，同时角度测量模块5采集的信号也通过液体导电装置3向外界传输。液态金属在常温处于液态，粘滞系数小，且摆架10的电源线在液态金属内扭转或转动速度小，引入的干扰力为nn量级，极大降低了原有电源线直接和外界连接带来的干扰力。对于不同的微推进器6供电需求，通过改变外界电压源的输出进行实现。
34.本发明实施例中，摆架10上集成无线控制模块4，当外界发射控制信号时，无线控制模块4内的天线模块接收控制信号然后传输给信号处理模块，信号处理模块根据控制信号向da模块发出指令将其转换为电信号，供气模块2和微推进器6的控制模块信号接收端与da模块通过信号线相连，接收其发出的电信号，并根据其信号进行动作，从而实现在外界控制微推进器6的推力输出和供气模块2的气体输出。同时供气模块2和微推进器6的控制模块信号输出端与无线控制模块4的ad模块通过信号线相连，ad模块采集的信号经过信号处理模块处理以后经天线模块向外界发射，外界控制端接收信号，从而实现外界对摆架上的供气模块2和微推进器6状态的实时监测。
35.本发明实施例中，在摆架10上固定有一反射镜，容器外放置角度测量仪器，它们与数据采集系统构成一套角度测量模块5。当外界控制端发射信号控制微推进器6工作时，微推进器6工作并向摆架施加水平方向推力，扭摆模块1受到推力引起平衡位置的改变。平均推力的公式为f＝ak/l，a是摆角，k是整个测量装置的弹性系数，l是微推进器6中心到悬点的距离。角度测量仪器发射并接收反射镜返回的光线，测量出扭摆模块1的角度变化量a，再根据扭摆模块1的弹性系数k和微推进器6的力臂l，得到微推进器6的推力大小。
36.本发明实施例中，供气模块2包括贮气瓶、压力调节阀、流量调节阀、气管和供气控制模块，贮气瓶储藏高压气体，经过压力调节阀和流量调节阀调节以后输出额定气压和流量的气体，再经过气管输送至微推进器6。供气控制模块接收无线控制模块4发送的指令，调节压力调节阀和流量调节阀的工作状态，改变输出气体的压力和流量大小。具体地，贮气瓶内部气压强度为几兆帕到几十兆帕，采用超高强度的铝或钛材料制成。
37.其中，当为水平轴扭摆时，如图2所示，供气模块2安装在摆架中间，供气模块2与微推进器6通过气管连接；当为竖直轴扭摆时，如图3所示，供气模块2安装在摆架一侧。气系统
与微推进器6通过气管连接。测量系统和外界不再有气管，将供气与外界解耦，减小气管耦合对推力测量精度的影响，同时提高了装置的兼容性，测试不同的微推进器6仅需加注不同的气体，不需要频繁调试气管的形状和位置。
38.本发明实施例中，液体导电装置3包括液态金属、基座、固定架，液态金属处于基座内，外界电源线插入至液态金属内。固定架固定在摆架上，摆架的电源线一侧被固定架固定，另一侧被液态金属浸泡，两端电源线经过液态金属相连。
39.其中，当为水平轴扭摆时，如图2所示，液体导电装置3安装在摆架两侧；当为竖直轴扭摆时，如图3所示，液体导电装置3安装在摆架转轴下方。摆架的电源线一侧固定在固定架上，另一侧被液体导电装置3内的液态金属浸泡，外界的电源线也被液态金属浸泡。液态金属具有良好的导电性，外界电源经过外界电源线、液态金属与摆架的电源线连通，实现对摆架上的微推进器6、供气模块2、无线控制模块4供电。液态金属在常温处于液态，粘滞系数小，且摆架的电源线在液态金属内扭转或转动速度小，引入的干扰力为nn量级，极大降低了原有电源线直接和外界连接带来的干扰力。另外针对不同的微推进器6供电要求，可灵活改变外界电源的输出，避免以往更换电源线的繁琐。
40.作为本发明的一个实施例，液体导电装置3可以采用真空无毒不挥发金属材料，容器内的液态金属体积为几毫升至几十毫升，电阻小于0.1ω，基座、电源线采用与液态金属不易发生反应的不锈钢、钛等金属材料。固定架采用真空可用的绝缘材料，如特氟龙等。
41.本发明实施例中，无线控制模块4包括信号处理模块、ad模块、da模块和天线模块；这些模块都集成在一个电路板内，无线控制模块4的电源输入端利用液体导电装置3与外界相连，ad模块信号输出端和da模块信号输入端通过摆架的信号线与微推进器6和供气模块2的控制模块相连。通过无线控制模块4接收外界的控制信号，将得到的信号传送给信号处理模块转换成控制指令，da模块接收指令向微推进器6输出电信号对微推进器6的推力进行控制。ad模块采集微推进器6信号输出端的电信号，然后发送给信号处理模块经过天线模块传输至外界，以此实现对微推进器6的无线控制。此外无线控制模块4可同时接收供气模块2的控制信号，按照上述工作原理对供气模块2发出控制信号，控制供气模块2的气压输出，调节输出气体的流量和压强。
42.其中，当为水平轴扭摆时，如图2所示，当为竖直轴扭摆时，如图3所示，无线控制模块4接收外界发出的推力控制信号，然后将其转换为电信号，控制微推进器6的推力输出和供气模块2的气体输出，改变微推进器6的推力大小和工作时间以及气体的流量和压强。无线控制模块4集成摆架上，且采用无线通讯的方式与外界通信，避免了微推进器6和供气模块2与外界繁多的信号线，将信号线对推力测量引入的干扰力进行了解耦，同时测量不同的微推进器6推力时，不再需要更换信号线，提高了推力测量精度时也增强了测量装置的兼容性。
43.作为本发明的一个实施例，无线控制模块4为真空版本，极限真空小于1.0*10-7
pa，信号延迟不大于1ms，传输速率大于10mb/s，可提供不小于10路信号采集和输出，电压精度不小于0.01％，为微推进器6推力输出提供控制信号。
44.本发明实施例中，角度测量模块5包括角度测量装置、数据采集处理系统，通过高精度角度测量装置测量扭摆模块1相对平衡位置的角度变化量，再根据扭摆模块1的弹性系数和微推进器6到摆架悬点(水平轴扭摆)或摆架转轴中心(竖直轴扭摆)的力臂，得到微推
进器6的推力大小。
45.本发明实施例中，当外界控制端向推力测量装置上的无线控制模块4发射信号，无线控制模块4控制微推进器6和供气模块2工作，微推进器6工作并向摆架施加水平方向推力，扭摆模块1受到推力引起平衡位置的改变。角度测量仪器发射并接收反射镜返回的光线，测量出扭摆模块1的角度变化量，再根据扭摆模块1的弹性系数和微推进器6的力臂，得到微推进器6的推力大小。
46.采用本发明实施例提供得基于无线控制的电气解耦型微推进器推力测量装置进行推力测量的工作过程如下：
47.(1)外界电源工作，经过液体导电装置3向测量装置上的微推进器6、供气模块2和无线控制模块4供电。
48.(2)外界控制端向无线控制模块4发送微推进器6和供气模块2控制信号，无线控制模块4将无线信号转化为电信号经过信号线传输至供气模块2和微推进器6，供气模块2根据外界控制端发送的气压和流量要求向微推进器6输出额定气压和流量的气体。同时无线控制模块44控制微推进器6工作，微推进器6根据外界控制端发送的推力大小要求输出推力。
49.(3)微推进器6输出推力，扭摆模块1在推力作用下转动，使其平衡位置发生改变，角度测量模块5测量扭摆模块1平衡位置变化量，测量信号经过液体导电装置3向外界信号采集终端发送。
50.(4)根据扭摆模块1平衡位置变化量、扭摆模块1的弹性系数和微推进器6的力臂，利用推力公式测量出微推进器6推力实际大小。
51.其中，平均推力的公式为f＝ak/l，a是摆角，k是整个测量装置的弹性系数，l是微推进器6中心到悬点的距离。
52.综上所述，本发明实施例提供的微牛级推力测量装置具有如下技术优点：
53.(1)在微推进器6输出推力时，工作所需的气体由设置在扭摆模块1上的供气模块2的直接输出，无需利用外界气源经气管向微推进器6供气，扭摆模块1与外界没有气管相连，推力测量中无气管引入的干扰，提高推力测量精度。
54.(2)供气模块2集成在扭摆模块1上，供气模块2与微推进器6之间的气管不影响推力测量结果，可提高气管的孔径，输出气体的气压范围更大。相比外界气管供气方案，为减小气管对推力测量影响，需减小气管孔径，输出气体的气压范围较小，提升测量装置对微推进器6的供气兼容性。
55.(3)在微推进器6输出推力时，所需的电源由外界电源经过设置在扭摆模块1上的液体导电装置3进行供电，角度测量模块5测量的信号也经过液体导电装置3向外界传输，扭摆模块1与外界没有电线相连，仅通过液态金属接触，去除了推力测量中电线引入的干扰，提高推力测量精度。
56.(4)扭摆模块1与外界通过液态金属进行电力传输，液体金属对扭摆模块1产生阻尼作用，不影响推力测量结果，因此可提高摆架的电源线直径，输出更大范围的电流，提升测量装置对微推进器6的供电兼容性。
57.(5)液体导电装置3液体金属对扭摆模块1产生阻尼作用，相比传统的磁阻尼，阻尼比更大，扭摆能够在更快时间内衰减至平衡位置，降低测量时间。另外可去除传统的磁阻尼，减小磁阻尼对电微推进器6内部磁场的影响，降低传统测量装置复杂程度。
58.(6)无线控制模块4通过接收外界控制端发射的无线信号控制微推进器6和供气模块2的工作，扭摆模块1与外界没有信号线相连，推力测量中无信号线引入的干扰，提高推力测量精度。
59.本发明还提供了一种基于上述的推力测量装置进行推力测量的方法，包括下述步骤：
60.(1)供气模块根据供气指令向微推进器输出指定气压和流量的气体，微推进器根据推力控制信号输出指定大小的推力；
61.(2)在所述推力的作用下摆架发生转动使得其平衡位置发生改变，通过角度测量模块测量摆架的角度变化量；
62.(3)根据摆架的角度变化量、扭摆模块的弹性系数和微推进器的力臂获得微推进器的推力大小。
63.本发明在测量微推进器输出推力的实际大小时，供电、供气和信号传输不与外界直接接触，测量信号中包含外界扰动成分更少，测量结果精度更高。
64.本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种基于无线控制的电气解耦型微推进器推力测量装置，其特征在于，包括：扭摆模块(1)、供气模块(2)、液体导电装置(3)、无线控制模块(4)和角度测量模块(5)；所述扭摆模块(1)的输入端用于与微推进器(6)的输出端连接，所述扭摆模块(1)用于根据微推进器(6)输出的推力发生偏转；所述供气模块(2)的电源端与所述液体导电装置(3)的输出端连接，所述供气模块(2)的控制端与所述无线控制模块(4)的第一输出端连接，所述供气模块(2)的输出端与微推进器(6)的供气端连接，用于在供气指令的控制下对高压气体进行压力和流量大小的调节，并将额定气压和额定流量的气体输送至所述微推进器(6)；所述液体导电装置(3)用于将外部电源通过装置内的液态金属输送至所述微推进器(6)、所述供气模块(2)和所述无线控制模块(4)，实现为各部件的供电，且所述角度测量模块(5)测量的平衡位置变化量也通过液体导电装置(3)传输至外界信号采集终端；所述无线控制模块(4)的电源端连接至所述液体导电装置(3)的输出端，所述无线控制模块(4)的输入端用于接收外部的推力控制信号，所述无线控制模块(4)的第二输出端连接至所述微推进器(6)的控制端，所述无线控制模块(4)用于根据外部的推力控制信号对微推进器(6)的推力进行控制，并根据外部气体信号输出用于控制所述供气模块(2)输出气体的压力和流量大小的供气控制信号；所述角度测量模块(5)的电源端连接至所述液体导电装置(3)的输出端，所述角度测量模块(5)的输入端连接至所述扭摆模块(1)的输出端，所述角度测量模块(5)的输出端连接至所述液体导电装置(3)的输入端，所述角度测量模块(5)用于测量所述扭摆模块(1)相对平衡位置的角度变化量，并根据所述扭摆模块(1)的弹性系数和微推进器到摆架悬点或摆架转轴中心的力臂获得微推进器的推力大小。2.如权利要求1所述的推力测量装置，其特征在于，所述扭摆模块(1)包括摆架(10)、支架(11)和悬挂装置(12)；所述支架(11)固定不动，所述摆架(10)通过所述悬挂装置(12)与所述支架(11)连接；所述摆架(10)用于安装微推进器、供气模块(2)、液体导电装置(3)、无线控制模块(4)、角度测量模块(5)，所述支架(11)用于将扭摆模块(1)固定在真空容器内，所述悬挂装置(12)用于连接摆架(10)和支架(11)，使摆架(10)实现绕水平轴或竖直轴转动。3.如权利要求2所述的推力测量装置，其特征在于，所述悬挂装置(12)为扭丝(121)或者簧片(122)。4.如权利要求3所述的推力测量装置，其特征在于，当所述悬挂装置(12)为簧片(122)时，所述摆架(10)绕水平方向转动，构成水平轴扭摆。5.如权利要求4所述的推力测量装置，其特征在于，当为水平轴扭摆时，所述液体导电装置(3)设置在所述摆架(10)的两侧，所述无线控制模块(4)设置在所述摆架(10)上方，通过改变所述无线控制模块(4)距离摆架悬点的距离调节扭摆模块(1)的弹性系数。6.如权利要求3所述的推力测量装置，其特征在于，当所述悬挂装置(12)为扭丝(121)时，所述摆架(10)绕竖直方向转动，构成竖直轴扭摆。7.如权利要求6所述的推力测量装置，其特征在于，当为竖直轴扭摆时，所述液体导电装置(3)设置在所述摆架(10)转轴中心下方，所述无线控制模块(4)设置在所述摆架(10)上方，通过改变无线控制模块(4)距离摆架转轴中心的距离对摆架倾斜姿态进行调节。
8.如权利要求2-7任一项所述的推力测量装置，其特征在于，所述摆架(10)包括：摆框架(101)、微推进器支架(102)和反射镜(103)；所述微推进器支架(102)用于固定微推进器，通过所述微推进器对所述摆架(10)施加水平方向推力；所述反射镜(103)用于反射角度测量仪器发出的光线。9.如权利要求8所述的推力测量装置，其特征在于，所述摆架(10)的电源线一侧固定在固定架上，另一侧被所述液体导电装置(3)内的液态金属浸泡，外界电源线也被液态金属浸泡，外界电源线和摆架的电源线通过液态金属连通，实现外界电源对摆架上的微推进器、供气模块(2)、无线控制模块(4)的供电。10.一种基于权利要求1-9任一项所述的推力测量装置进行推力测量的方法，其特征在于，包括下述步骤：(1)供气模块根据供气指令向微推进器输出指定气压和流量的气体，微推进器根据推力控制信号输出指定大小的推力；(2)在所述推力的作用下摆架发生转动使得其平衡位置发生改变，通过角度测量模块测量摆架的角度变化量；(3)根据摆架的角度变化量、扭摆模块的弹性系数和微推进器的力臂获得微推进器的推力大小。

技术总结
本发明公开了一种基于无线控制的电气解耦型微推进器推力测量装置及方法，装置包括：扭摆模块、供气模块、液体导电装置、无线控制模块和角度测量模块；微推进器安装在摆架上构成推力测试台架，其有绕水平轴和竖直轴转动两种工作模式。液体导电装置包括液态金属、固定架和基座，固定架安装在摆架上，外界和摆架的电源线通过与液态金属接触实现连通。供气模块包括贮气瓶、调节阀、控制模块和气管，气体通过气管对微推进器供气。无线控制模块通过信号线与供气模块和微推进器的控制模块连接，接收外界无线信号控制微推进器和供气模块工作。本发明解决了微推进器与外界的电气管路耦合，提升推力测量装置推力测量结果的精度。力测量装置推力测量结果的精度。力测量装置推力测量结果的精度。


技术研发人员：黎卿 毛强兵 徐浩 叶靓雯 胡忠坤
受保护的技术使用者：华中科技大学
技术研发日：2021.11.15
技术公布日：2022/3/8