CN111089739A - 一种用于太空笔写字功能地面测试的方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于太空笔写字功能地面测试的方法，包括以下步骤：S1.将测试用的空白纸张贴合固定在弧面固定结构内表面；S2.将太空笔的笔杆夹持固定在夹笔机构的夹持头，并将太空笔的笔尖接触于所述空白纸张的书写面；S3.旋转电机驱动所述夹持头带动所述笔尖沿预设弧度的往返摆动；S4.所述弧面固定结构在水平驱动电机驱动下作直线移动；S5.取出所述弧面固定结构中的留有笔迹的测试纸张。本发明还公开了一种用于太空笔写字功能地面测试的设备。本发明提供的用于用于太空笔写字功能地面测试方法和设备，实现在地面测试太空笔的写字功能，无需在真实太空环境下进行测试，缩短了测试周期，因而大大降低了测试成本。

Description

一种用于太空笔写字功能地面测试的方法及设备

技术领域

本发明涉及太空笔测试技术领域，具体涉及一种用于太空笔写字功能地面测试的方法及设备。

背景技术

太空笔，即宇航员在太空中所专用的笔，核心技术是要求在无重力状态之下能够使用。一般的钢笔和圆珠笔是借助液滴重力完成笔尖出墨，因此无法在无重力状态下使用；铅笔虽不受无重力环境条件约束，但石墨笔芯碎屑因具有导电性极易引起电路短路，在太空舱环境内使用风险很大。为解决这个问题，美国开发出了太空圆珠笔，供宇航员在太空环境下使用。现在，中国也提出了太空中性笔、太空圆珠笔、多功能太空笔等不同原理的太空笔。性能优良的太空笔除了可以适用于航天之外，还可在登山、潜水、探险旅游、极地考察探险等恶劣环境中使用。

太空笔写字功能优劣不仅取决于太空笔本身的设计原理，还与生产工艺、装配工艺等因素有关。由于太空笔是在太空环境下使用，其效能就需要在太空(失重)环境下开展测试。然而，在失重环境下进行测试的话，成本会非常高，所以希望能够在地面测试太空笔的效力。

随着我国航天事业的快速发展，航天员在太空中活动时间也越来越长。目前，尚无专门检测太空笔写字功能的地面测试***，因此要急需提供可模拟太空无重力状态的写字功能测试环境，实现在地面测试太空笔的写字功能的测试方法及测试设备。

发明内容

本发明提出一种用于太空笔写字功能地面测试的方法及设备，无需复杂的工艺过程，能够很快速测试太空笔的书写功能是否合格,是降低研发周期及降低成本的有效技术。

本发明的技术方案是这样实现的：

本发明公开了一种用于太空笔写字功能地面测试的方法，包括以下步骤：

S1.将测试用的空白纸张贴合固定在弧面固定结构内表面；

S2.将太空笔的笔杆夹持固定在夹笔机构的夹持头，并将太空笔的笔尖接触于所述空白纸张的书写面；

S3.旋转电机驱动所述夹持头带动所述笔尖沿预设弧度的往返摆动；

S4.所述弧面固定结构在水平驱动电机驱动下作直线移动；

S5.取出所述弧面固定结构中的留有笔迹的测试纸张。

进一步地，所述的预设的弧度为0～180度。

进一步地，所述弧面固定结构在水平驱动电机驱动下作匀速直线移动。

进一步地，所述旋转电机和水平驱动电机均为同步起动和同步停止。

本发明公开了一种用于太空笔写字功能地面测试的设备，包括：测试平台及依次设置于该测试平台表面上的夹笔机构和弧面固定机构，所述夹笔机构包括旋转电机、旋转杆及夹持头，所述旋转电机具有输出端，所述输出端连接所述旋转杆一端，所述旋转杆另一端设有所述夹持头，所述夹持头用于固定待测试的太空笔，所述太空笔的笔尖向上且沿同一弧面内作摆动，所述弧面固定机构包括水平驱动电机、移动部及弧形部，所述水平驱动电机具有输出轴，所述输出轴连接所述移动部带动该弧形部沿垂直于所述弧面作直线往返移动。

进一步地，所述弧形部包括设于该弧形部下表面的弧形固定面，所述弧形固定面两端设有固定夹槽，所述弧形固定面用于贴合测试用的空白纸张，所述空白纸张两边缘部固定在所述固定夹槽中。

进一步地，所述弧形部顶部设有凸起的燕尾块，所述燕尾块与设于所述移动部下端的燕尾槽适配连接，且该燕尾块沿所述燕尾槽往返移动。

进一步地，所述夹持头包括夹持孔及锁紧螺母，所述夹持孔用于夹持所述笔杆，所述锁紧螺母用于固紧该笔杆于所述夹持孔中。

进一步地，所述弧形部与该移动部可拆卸地连接。

进一步地，所述旋转电机和水平驱动电机均连接控制器，所述控制器控制该旋转电机和水平驱动电机同步起动和同步停止。

本发明提供一种用于太空笔写字功能地面测试的方法及设备，具有以下有益效果：

本发明提供的用于太空笔写字功能地面测试的方法及设备，利用本发明提供的太空笔写字功能地面测试***，可以在地面上检测太空笔在失重情况下的写字功能，成本低且可以快速获得测试结果，可缩短太空笔产品的研制改进周期。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施案例一种用于太空笔写字功能地面测试的方法的流程图；

图2为本发明实施例的一种用于太空笔写字功能地面测试的设备的结构示意图；

图3为图2中用于太空笔写字功能地面测试的设备中局部示意图；

图4为图2中用于太空笔写字功能地面测试的设备中另一局部示意图；

图5为图2中用于太空笔写字功能地面测试的设备中测试的留有笔迹的测试纸张；

图6为图2中用于太空笔写字功能地面测试的设备中测试的留有笔迹的另一测试纸张；

具体实施方式

通过下面给出的本发明的具体实施例可以进一步了解本发明，但它们不是对本发明的限定。对于本领域的技术人员根据上述发明内容所作的一些非本质的改进与调整，也视为落在本发明的保护范围内。

请参阅图1，一种用于太空笔写字功能地面测试的方法,包括以下步骤：

S1.将测试用的空白纸张贴合固定在弧面固定结构内表面；

弧面固定结构包括水平驱动电机、移动部及弧形部，其中，弧形部具有弧形固定面，将测试用的空白纸张紧贴在弧形固定面的内表面，空白纸张的书写面与弧形固定面的弧度相同。

S2.将太空笔的笔杆夹持固定在夹笔机构的夹持头，并将太空笔的笔尖接触于所述空白纸张的书写面；

太空笔的笔杆夹持固定在夹笔机构的夹持头上，夹持头位于所述弧形固定面的横截弧面的园心，太空笔的笔尖接触于空白纸张的弧形书写面。

S3.旋转电机驱动所述夹持头带动所述笔尖沿预设弧度的往返摆动；

旋转电机受控制器控制作顺时针及逆时针转动，并通过夹持头带动笔尖沿弧形书写面作往返摆动书写。

S4.所述弧面固定结构在水平驱动电机驱动下作直线移动；

在太空笔的笔尖在空白纸张的弧形书写面作往返弧形摆动书写的同时，水平驱动电机在控制器的控制下，驱动弧面固定结构并带动空白纸张作直线移动，其直线移动方向垂直于所述笔尖往返弧形摆动面。

S5.取出所述弧面固定结构中的留有笔迹的测试纸张。

在一个时间周期内，停止控制器的信号输出，取出所述弧面固定结构中的留有笔迹的测试纸张，合格太空笔在测试纸上留下的笔迹均匀且完整；不合格太空笔在测试纸上留下的笔迹逐渐变细、变淡、断线乃至消失。

下面进一步介绍如下：

预设的弧度为0～180度。

弧面固定结构在水平驱动电机驱动下作匀速直线移动。

旋转电机和水平驱动电机均为同步起动和同步停止。

本发明中，测试用纸贴合弧面固定结构内侧安装，纸张两边卡紧。弧面固定结构上部的燕尾槽实现在固定方向上可前后移动的功能。该结构运行时，笔尖将在贴合于弧面固定结构内侧的测试用纸上留下笔迹以供检验。

(1)当太空笔垂直于水平面，即笔尖朝上情况下，模拟极端失重环境；

(2)当被测笔平行于水平面，即笔尖指向水平方向情况下，模拟零重力下的失重环境。

本发明提供的用于太空笔写字功能地面测试的方法，利用本发明提供的太空笔写字功能地面测试***，可以在地面上检测太空笔在失重情况下的写字功能，成本低且可以快速获得测试结果，可缩短太空笔产品的研制改进周期。

请参阅图2、图3及图4，一种用于太空笔写字功能地面测试的设备，包括：测试平台1及依次设置于该测试平台1表面上的夹笔机构2和弧面固定机构3，其中，夹笔机构2包括旋转电机21、旋转杆22及夹持头23，旋转电机21具有输出端，输出端连接旋转杆22一端，旋转杆22另一端设有夹持头23，夹持头23用于固定待测试的太空笔4，太空笔4的笔尖41向上且沿同一弧面内作摆动，弧面固定机构3包括水平驱动电机31、移动部32及弧形部33，水平驱动电机31具有输出轴，输出轴连接移动部32带动该弧形部33沿垂直于弧面作直线往返移动。

弧形部33包括设于该弧形部33下表面的弧形固定面331，弧形固定面331两端设有固定夹槽332，弧形固定面331用于贴合测试用的空白纸张，空白纸张两边缘部固定在固定夹槽332中。

弧形部33顶部设有凸起的燕尾块333，燕尾块333与设于移动部32下端的燕尾槽321适配连接，且该燕尾块333沿燕尾槽321往返移动。

夹持头23包括夹持孔231及锁紧螺母232，夹持孔231用于夹持笔杆，锁紧螺母232用于固紧该笔杆于夹持孔中。

弧形部33与该移动部32可拆卸地连接。

旋转电机21和水平驱动电机31均连接控制器(图未示)，控制器控制该旋转电机21和水平驱动电机31同步起动和同步停止。

在一个时间周期内，停止控制器的信号输出，取出所述弧面固定结构中的留有笔迹的测试纸张，合格太空笔在测试纸上留下的笔迹均匀且完整，如图5；不合格太空笔在测试纸上留下的笔迹逐渐变细、变淡、断线乃至消失，如图6。

下面结合图2、图3及图4对本发明作近一步说明：

太空笔是在太空环境下所使用的笔，需要在太空环境下进行测试，成本高。

本发明是一种在地面测试太空笔写字功能的***，该构意装置能够让太空笔在地面上模仿在失重环境下进行写字效能测试，成本低同时可以立即得知测试结果，可使产品改良的周期缩短。

其结构包括

1.可调节角度的夹笔机构

夹笔结构由可旋转杆、夹持头和电机构成，整体安装在测试平台上。

通过旋转电机的旋转带动被测笔(太空笔)在测试用纸上模拟笔尖在不同接触方向下书写，实现检验被测笔正常书写功能的作用；旋转电机也可由手动调节替代。

2.测试用纸的弧面固定结构

测试用纸贴合弧面固定结构内侧安装，纸张两边卡紧。弧面固定结构上部的燕尾槽实现在固定方向上可前后移动的功能。该结构运行时，笔尖将在贴合于弧面固定结构内侧的测试用纸上留下笔迹以供检验。

(1)当被测笔垂直于水平面，即笔尖朝上情况下，模拟极端失重环境；

(2)当被测笔平行于水平面，即笔尖指向水平方向情况下，模拟零重力下的失重环境。

3.可调节位置的测试平台

测试平台本身加装有可调节位置的水平驱动电机，测试时，通过调节测试平台位置并配合夹笔机构的角度调节功能，在一个时间序列内完成在测试用纸上留下笔迹的功能。

水平驱动电机连接摩擦滚子(移动部)，带动弧形固定面在燕尾槽中前后移动；旋转电机连接夹笔结构，带动太空笔在设定角度范围内进行摆动。

本发明提供一种用于太空笔写字功能地面测试的方法及设备，具有以下有益效果：

本发明提供的用于太空笔写字功能地面测试的设备，利用本发明提供的太空笔写字功能地面测试设备，可以在地面上检测太空笔在失重情况下的写字功能，成本低且可以快速获得测试结果，可缩短太空笔产品的研制改进周期。

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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于太空笔写字功能地面测试的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.将测试用的空白纸张贴合固定在弧面固定结构内表面；

S2.将太空笔的笔杆夹持固定在夹笔机构的夹持头，并将太空笔的笔尖接触于所述空白纸张的书写面；

S3.旋转电机驱动所述夹持头带动所述笔尖沿预设弧度的往返摆动；

S4.所述弧面固定结构在水平驱动电机驱动下作直线移动；

S5.取出所述弧面固定结构中的留有笔迹的测试纸张。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的预设的弧度为0～180度。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述弧面固定结构在水平驱动电机驱动下作匀速直线移动。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述旋转电机和水平驱动电机均为同步起动和同步停止。

5.一种用于太空笔写字功能地面测试的设备，其特征在于，包括：测试平台及依次设置于该测试平台表面上的夹笔机构和弧面固定机构，所述夹笔机构包括旋转电机、旋转杆及夹持头，所述旋转电机具有输出端，所述输出端连接所述旋转杆一端，所述旋转杆另一端设有所述夹持头，所述夹持头用于固定待测试的太空笔，所述太空笔的笔尖向上且沿同一弧面内作摆动，所述弧面固定机构包括水平驱动电机、移动部及弧形部，所述水平驱动电机具有输出轴，所述输出轴连接所述移动部带动该弧形部沿垂直于所述弧面作直线往返移动。

6.如权利要求5所述的设备，其特征在于，所述弧形部包括设于该弧形部下表面的弧形固定面，所述弧形固定面两端设有固定夹槽，所述弧形固定面用于贴合测试用的空白纸张，所述空白纸张两边缘部固定在所述固定夹槽中。

7.如权利要求5所述的设备，其特征在于，所述弧形部顶部设有凸起的燕尾块，所述燕尾块与设于所述移动部下端的燕尾槽适配连接，且该燕尾块沿所述燕尾槽往返移动。

8.如权利要求5所述的设备，其特征在于，所述夹持头包括夹持孔及锁紧螺母，所述夹持孔用于夹持所述太空笔的笔杆，所述锁紧螺母用于固紧该笔杆于所述夹持孔中。

9.如权利要求5所述的设备，其特征在于，所述弧形部与该移动部可拆卸地连接。

10.如权利要求5所述的设备，其特征在于，所述旋转电机和水平驱动电机均连接控制器，所述控制器控制该旋转电机和水平驱动电机同步起动和同步停止。

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