[實用新型]一種月亮表面用光學實驗裝置

有效

• 申請號: 201720160915.8
• 申請日: 2017-02-22
• 公開（公告）號: CN206505647U
• 公開（公告）日: 2017-09-19
• 發明（設計）人: 王振;馮憲章;王丹;何翠敏;李怡瓊;劉學申;姜穎;蔣志強
• 申請（專利權）人: 鄭州航空工業管理學院
• 主分類號: G09B23/22
• 分類號: G09B23/22
• 代理公司: 鄭州知己知識產權代理有限公司41132
• 代理人: 季發軍

技術領域

本實用新型涉及探月設備技術領域，具體涉及一種月亮表面用光學實驗裝置。

背景技術

北京時間2013年6月20日上午10：00，“神舟十號飛船”航天員王亞平在航天員張曉光及聶海勝的幫助下，完成了中國境內的第一次太空授課。此次面向全國人民的太空授課，更加形象展示物體質量、重量以液體表面張力及牛頓定律等特性。太空授課中制作水膜與水球的過程，給每位觀眾留下了深刻印象。其實，“神舟十號飛船”的太空授課并不是世界上的首例，早在2007年8月8日，世界上首位教師宇航員芭芭拉·摩根乘坐“奮進號”航天飛機進入太空。在太空中，她與地面上的學生開展“天地連線”，通過視頻向學生展示了在太空運動、喝水等情景，成為第一個成功進入太空的NASA“太空教學計劃”的宇航員。

由于月亮表面與地球表面相比，其表面不存在空氣的干擾，使得一些在地球上不明顯的實驗能夠得到非常好的展示，例如在1971年7月30日，美國發射“Apollo 15號”成功著陸月球，指令長大衛·斯科特在月球上進行了舉世聞名的羽毛-鉛球自由落體實驗:在月球上，羽毛和鉛球同時落向月表；由于排除了空氣的干擾，進而使得試驗效果達到了理論數據，那么對于光線來說，由于大氣的影響，使得測試的實驗數據會存在細微的差別，如果將該實驗設置在月亮上則能更準確的進行演示，但由于質量與體積問題使得該裝置不僅要滿足質量輕便體積小，而且要結實耐用精確度高。

實用新型內容

有鑒于此，本實用新型提供一種不僅結構簡單、體積適中，且結構穩定與精準，能夠適應外太空環境。

為解決上述技術問題，本實用新型所采取的技術方案是：

一種月亮表面用光學實驗裝置，包括支撐機構，設置在所述支撐機構上部的升降支撐機構，設置在所述升降支撐機構上部的實驗機構，以及與所述實驗機構相配合的控制機構；

所述支撐機構包括支撐板，設置在所述支撐板下表面四角的電動伸縮桿，以及設置在所述支撐板中心的MEMS陀螺儀；

所述升降支撐機構包括設置在支撐板上的驅動電機，與所述驅動電機相配合的第一連桿，以及與所述第一連桿相配合的第二連桿組；

所述實驗機構包括與所述第一連桿和第二連桿組相配合的實驗平臺，設置在所述實驗平臺上的分隔板、設置在所述分隔板第一側上的顯示板、設置在所述分隔板第二側且位于所述實驗平臺上的步進電機，與所述步進電機輸出軸相連接且用于支撐光源單元的光源支撐桿；

所述控制機構包括單片機，與所述單片機相連接且為所述升降支撐機構和實驗機構相配合的電源。

所述支撐板上設置太陽能電池板，用于為所述電源提供穩定的電能。

所述驅動電機為高精度步進電機，且所述高精度步進電機通過橋接軸與所述第一連桿相連接，所述橋接軸另一端通過軸承座設置在所述支撐板上。

所述分隔板為半圓形板，所述顯示板通過與所述半圓形板垂直的支撐塊相連接，所述顯示板為圓筒。

所述光源單元為激光燈，所述激光燈射出的光線與所述分隔板平行，且所述光線沿直徑方向發射。

所述實驗平臺位于所述顯示板外側設置拍攝機構，所述拍攝機構包括固定桿，設置在所述固定桿上用于拍攝的數碼相機。

所述第二連桿組包括兩平行的第二連桿。

本實用新型通過支撐板為基礎，在其上設置升降支撐機構，從而實現實驗機構的升降與支撐，確保在升空或返回過程中本裝置的體積較小，同時采用控制機構對本裝置實現很好的控制，實現自主實驗并記錄實驗結果；在支撐機構的支撐板下表面設置四個電動伸縮桿，并結合MEMS陀螺儀來實現支撐板的相對水平，使得實驗更加平穩的進行。

另外，升降支撐機構包括設置在支撐板上的驅動電機，與所述驅動電機相配合的第一連桿，以及與所述第一連桿相配合的第二連桿組；且所述第二連桿組包括兩平行的第二連桿，進而實現三點支撐的機構，且為四桿機構有利于實現快速升降與降落，而此采用的驅動電機為高精度步進電機，能夠實現第一連桿帶動第二連桿組的運動，實現快速升降，且高精度步進電機通過橋接軸與所述第一連桿相連接，所述橋接軸另一端通過軸承座設置在所述支撐板上；使得結構更加穩定的同時確保了結構精度。