[發明專利]一種向心型動態太陽模擬器

有效

• 申請號: 201810614129.X
• 申請日: 2018-06-14
• 公開（公告）號: CN109027772B
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發明（設計）人: 馬韜
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: F21S8/00
• 分類號: F21S8/00;F21V14/02;F21V14/04
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 常亮

本發明公開了一種向心型動態太陽模擬器，包括一光源模塊、一反射模塊、一四維調整組件以及一電源控制模塊，所述光源模塊、所述反射模塊以及所述電源控制模塊均設置與所述四維調整組件連接，所述光源模塊和所述四維調整組件在所述電源控制模塊的控制驅動下通過所述反射模塊動態模擬太陽輻照。所述向心型動態太陽模擬器四維調整，能夠準確地模擬不同方位、高度以及入射角度的太陽輻照，有利于提升測試精準度，所述光源模塊和所述反射模塊采用獨立模塊設計，整體尺寸較小，便于運輸和安裝。

技術領域

本發明涉及照明光學技術領域，更準確的說涉及一種向心型動態太陽模擬器。

背景技術

在航空航天領域，太陽敏感器是一種常用的光電姿態傳感器，用于提供太陽矢量與航天器上特定軸線間的角度反饋，幾乎所有的航天器都需要安裝太陽敏感器。在太陽敏感器的地面模擬試驗和性能測試標定過程中，均需要使用太陽模擬器，太陽模擬器在地面上模擬太陽光輻照特性，模擬空間環境，提供與太陽光譜相匹配的、均勻的、準直穩定且具有一定輻照度的光源。太陽模擬器的性能直接影響太陽敏感器檢測的準確度。

現有的太陽模擬器按照是否能夠運動可分為靜態和動態兩類，其中，靜態太陽模擬器主要用于對太陽光的輻照度、發散角等指標進行模擬，無法實現對航天器實際環境中太陽光照射方向變化的模擬，因此靜態太陽模擬器只能用于產品的靜態性能測試。隨著航天技術的不斷發展，對航天器地面檢測的要求也不斷提高，為了貼近太空飛行過程中的實際環境，要求實驗測試過程中太陽模擬器除了模擬太陽光的輻照度、發散角等指標外，還能同時模擬太陽光的方位角或高度角，從而精確模擬航天器在軌飛行時的光照變化情況。為了達到上述要求，在檢測過程中需要使用動態太陽模擬器。現有的動態太陽模擬器可以實現360°向心轉動，如申請號為201610339956.3的專利，但是其采用分體式力矩電機作為回轉臂提供回轉力矩，當應用于大口徑大尺寸的太陽模擬器時，所需的扭矩較大，需要驅動電機具有很大的輸出功率，同時現有的動態太陽模擬器只能實現360°向心掃描，不能調整光照的高度、方位角和俯仰角，無法滿足對航天器精準測試的要求。

發明內容

有鑒于此，本發明的主要目的在于提供一種向心型動態太陽模擬器，包括一光源模塊、一反射模塊、一四維調整組件以及一電源控制模塊，所述光源模塊、所述反射模塊以及所述電源控制模塊均設置與所述四維調整組件連接，所述光源模塊和所述四維調整組件在所述電源控制模塊的控制驅動下通過所述反射模塊動態模擬太陽輻照。

根據本發明的目的提出的一種向心型動態太陽模擬器，包括一光源模塊、一反射模塊、一四維調整組件以及一電源控制模塊，所述光源模塊及所述反射模塊與所述四維調整組件連接，所述電源控制模塊為所述光源模塊及所述四維調整組件供能，所述光源模塊產生均勻化的匯聚光入射所述反射模塊，所述反射模塊對均勻化的匯聚光準直輸出出射光，所述四維調整組件驅動所述光源模塊及所述反射模塊移動及轉動，所述四維調整組件調節所述反射模塊出射光的方位、高度及入射角度。

優選地，所述四維調整組件包括一環形導軌、一工作滑臺、一絲桿裝置以及一二維轉臺，所述環形導軌設置在水平面上，所述工作滑臺底部與所述環形導軌連接，且所述工作滑臺沿所述環形導軌滑動；所述絲桿裝置垂直設置在所述工作滑臺頂部與所述工作滑臺連接，所述絲桿裝置在垂直方向上伸縮；所述絲桿裝置頂部連接所述二維轉臺，所述二維轉臺與所述光源模塊及所述反射模塊連接，所述光源模塊及所述反射模塊在所述二維轉臺的作用下水平轉動，且所述反射模塊在所述二維轉臺的作用下繞所述光源模塊垂直轉動。

優選地，所述二維轉臺包括一轉臺結構件、一水平轉臺電機以及一垂軸轉臺電機，所述轉臺結構件底部連接所述水平轉臺電機，所述轉臺結構件側部連接所述垂軸轉臺電機，所述水平轉臺電機和所述垂軸轉臺電機正交，所述轉臺結構件通過所述水平轉臺電機與所述絲桿裝置連接，所述轉臺結構件頂部與所述光源模塊連接，所述垂軸轉臺電機側面與所述反射模塊連接。