太阳能电池阵列是一种航天飞行器的能量供给装置,通常承担接收太阳能和光电能量转换的重要任务,对深空环境下长时间的航天探测任务成败有着相当重要的影响。目前,多板展开式太阳翼是最为广泛应用的太阳能电池阵列载体构型,为保证此类太阳翼的功能稳定性,需对其进行地面零重力展开试验。零重力是太空工作环境的重要特征,表现为设备不受地球引力带来的重力影响。悬吊法是一种在试验过程中提供零重力环境的主流方法,但该方法中导轨桁架与滑车之间的摩擦力会对试验结果产生较大干扰,所以本论文的主要任务是开发一套对该摩擦力进行监测的自动化测量系统,这将为悬吊法太阳翼地面展开试验提供极大的方便性,同时能够优化测试条件,提高试验技术自动化完整性。本论文研究初期对传统的推拉力计测摩擦力方法和一些学者提出的外力测量方法进行了详细调研,对这些方法的优缺点进行了总结分析,得出了可以优化的部分。在此基础上,结合系统相关需求,提出了基于间接测量、局部测量思路的总体设计方案,相对于传统方法主要在测量自动化和测量系统布局两方面做出优化。本测量系统硬件设计工作以可移动测量平台为主体展开,基于需求分析和摩擦力测量原理拟定了总体方案,并根据方案进行了各模块的选型和调试工作。主要在保证了测量装置可移动性和灵活性的同时,实现了用于物理量采集的多传感器模块设计、用于调控平行度的精密调姿模块设计、用于整体运动控制的智能化驱动模块设计。此外,还完成了整体机械结构设计,将各模块基于配合逻辑有序连接。其次,完成了与本测量装置相配套的智能化控制软件系统开发工作,建立了与系统中各模块的硬件通讯网络架构,完成了硬件通讯的编解码程序设计,实现了系统基础参数设置、测量过程智能控制、测量结果图形化展示和精度补偿算法等功能,并完成了基于主从架构的上位机界面开发工作。最后,对太阳翼展开等效外力测量装置进行了安装和测试,经过测试验证本设计能够实现自动化测量功能,并通过与更高级别精度的测量结果和与传统方式测得值的对比,分别证明了本设计的精确性和优越性。综上所述,本论文实现了一种应用于太阳翼地面展开试验中的高精度自动化导轨摩擦力测量设备,优化了展开试验的基础条件,提高了展开试验的效率。