[發(fā)明專利]一種試驗(yàn)箱旋轉(zhuǎn)升降定位裝置以及材料艙外暴露裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911409729.3
• 申請(qǐng)日: 2019-12-31
• 公開（公告）號(hào): CN111122425B
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張偉貴;張聚樂;王樂天;王珂;楊鵬;鄧明哲;郭志奇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院空間應(yīng)用工程與技術(shù)中心
• 主分類號(hào): G01N17/00
• 分類號(hào): G01N17/00
• 代理公司: 北京輕創(chuàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11212
• 代理人: 吳佳

本發(fā)明涉及一種試驗(yàn)箱旋轉(zhuǎn)升降定位裝置以及材料艙外暴露裝置，試驗(yàn)箱旋轉(zhuǎn)升降定位裝置包括：驅(qū)動(dòng)滑環(huán)安裝在升降驅(qū)動(dòng)部的驅(qū)動(dòng)端，在升降驅(qū)動(dòng)部的驅(qū)動(dòng)下做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)滑環(huán)側(cè)壁上設(shè)有螺旋滑道；升降滑環(huán)套設(shè)在驅(qū)動(dòng)滑環(huán)內(nèi)，升降滑環(huán)上設(shè)有滑環(huán)銷軸，滑環(huán)銷軸一端位于螺旋滑道內(nèi)；導(dǎo)向滑環(huán)套設(shè)在升降滑環(huán)內(nèi)，導(dǎo)向滑環(huán)上設(shè)有豎直布置的導(dǎo)向滑道，滑環(huán)銷軸另一端位于導(dǎo)向滑道內(nèi)；旋轉(zhuǎn)部安裝在升降滑環(huán)上并在旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)部的驅(qū)動(dòng)下相對(duì)于升降滑環(huán)做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；安裝座上設(shè)有兩個(gè)微動(dòng)開關(guān)；一端通過彈簧可軸向滑動(dòng)的設(shè)于安裝座內(nèi)，另一端在彈簧的作用下被彈性支撐在支撐板上；安裝座隨旋轉(zhuǎn)部旋轉(zhuǎn)升降過程中，支桿在彈簧作用下觸發(fā)微動(dòng)開關(guān)實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)升降定位。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及航天材料暴露相關(guān)領(lǐng)域，具體涉及一種試驗(yàn)箱旋轉(zhuǎn)升降定位 裝置以及材料艙外暴露裝置。

背景技術(shù)

在空間科學(xué)研究中，離不開各種材料，特別是新材料的使用。材料空間 環(huán)境暴露實(shí)驗(yàn)，目的在于研究材料在空間特殊環(huán)境效應(yīng)作用下的使役行為。

在材料艙外暴露裝置中，為觀察暴露材料表面形貌，需要各個(gè)方向的材 料暴露實(shí)驗(yàn)箱暴露到具有光學(xué)成像系統(tǒng)一側(cè)。目前，材料空間環(huán)境暴露實(shí)驗(yàn) 一般采用直接利用材料盒進(jìn)行暴露，并無(wú)任何其他支撐操作裝置，無(wú)法實(shí)現(xiàn) 材料箱樣品暴露面向迎風(fēng)、背風(fēng)、左舷、右舷方向可選擇性暴露，即無(wú)法實(shí) 現(xiàn)對(duì)材料箱樣品各個(gè)暴露面的在軌檢測(cè)；而且在暴露過程中也沒有對(duì)試驗(yàn)箱 暴露位置等進(jìn)行監(jiān)測(cè)的相關(guān)裝置。

而且，應(yīng)用于空間環(huán)境的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，相對(duì)于地面上工作的機(jī)構(gòu)來(lái)說(shuō)，空 間機(jī)構(gòu)的工作差異主要由于空間環(huán)境引起，空間動(dòng)力學(xué)環(huán)境與地面環(huán)境有所 不同。空間環(huán)境對(duì)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的影響主要體現(xiàn)在如下方面：

(1)微重力影響

由于目前航天器通常是在地面上進(jìn)行裝調(diào)，也就是在重力作用下進(jìn)行的 裝調(diào)，而當(dāng)航天器進(jìn)入太空中，其所處環(huán)境為微重力環(huán)境，裝調(diào)過程中的重 力會(huì)進(jìn)行釋放，發(fā)生變形。零件間的摩擦力變小，系統(tǒng)處于自由狀態(tài)，來(lái)自 外界的干擾會(huì)顯得更加的突出。微重力對(duì)一般的機(jī)構(gòu)影響較小，但對(duì)于某些 釋放機(jī)構(gòu)的影響較大，如太陽(yáng)電池陣中的壓緊機(jī)構(gòu)。

(2)壓力差影響

壓力差的影響通常在1×10^-2Pa～1×10^-5Pa的真空范圍內(nèi)發(fā)生，當(dāng)航天器中 存在密封結(jié)構(gòu)時(shí)，此密封結(jié)構(gòu)的內(nèi)外太差會(huì)加大，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)變形或損壞。

(3)真空出氣影響

材料表面存在吸附或吸收的氣體并溶解于材料內(nèi)部，這些氣體在高于 1×10^-2Pa的真空度下進(jìn)行釋放，也即為真空出氣。釋放出的氣體會(huì)重新凝聚 在低溫部件上，從而污染光學(xué)鏡片、傳感器以及具有光學(xué)選擇特性的熱控涂 層，導(dǎo)致光學(xué)性能下降、太陽(yáng)吸收率增加、溫度升高。

(4)輻射傳熱影響

在真空環(huán)境中，輻射傳熱是航天器與外界的主要傳熱形式。因此，表面 材料的輻射特性對(duì)熱控功能的具有重要影響。當(dāng)航天器各系統(tǒng)和機(jī)構(gòu)未能工 作在合理溫度范圍內(nèi)時(shí)，結(jié)構(gòu)件會(huì)由于所處環(huán)境溫度變化而產(chǎn)生應(yīng)力、變形 甚至破裂，從而對(duì)航天器機(jī)構(gòu)造成損壞。

(5)粘著與冷焊的影響

粘著與冷焊通常發(fā)生在壓力為1×10^-7Pa以上的超高真空環(huán)境中。在地面 上，固體表面總是吸附有機(jī)膜及其它膜，稱它們?yōu)檫吔鐫?rùn)滑的潤(rùn)滑劑，起減 少摩擦系數(shù)的作用。在空間真空環(huán)境中，固體表面膜，當(dāng)被部分或全部清除 時(shí)，相接觸的零件間會(huì)形成清潔的材料表面，進(jìn)而出現(xiàn)不同程度的粘合現(xiàn)象， 稱為粘著。如果除去氧化膜，使表面達(dá)到原子清潔度，在一定的壓力與溫度 的作用下，可進(jìn)一步整體粘著，也就是形成冷焊。

防止冷焊的主要方法有選用不易發(fā)生冷焊的配偶材料，采用固體潤(rùn)滑、 脂潤(rùn)滑或液體潤(rùn)滑劑，涂覆不易發(fā)生冷焊的材料膜層等。

(6)微流星與空間碎片