一种试验箱旋转升降定位装置以及材料舱外暴露装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种试验箱旋转升降定位装置以及材料舱外暴露装置，试验箱旋转升降定位装置包括：驱动滑环安装在升降驱动部的驱动端，在升降驱动部的驱动下做旋转运动，驱动滑环侧壁上设有螺旋滑道；升降滑环套设在驱动滑环内，升降滑环上设有滑环销轴，滑环销轴一端位于螺旋滑道内；导向滑环套设在升降滑环内，导向滑环上设有竖直布置的导向滑道，滑环销轴另一端位于导向滑道内；旋转部安装在升降滑环上并在旋转驱动部的驱动下相对于升降滑环做旋转运动；安装座上设有两个微动开关；一端通过弹簧可轴向滑动的设于安装座内，另一端在弹簧的作用下被弹性支撑在支撑板上；安装座随旋转部旋转升降过程中，支杆在弹簧作用下触发微动开关实现旋转升降定位。

A rotating lifting positioning device for the test chamber and an exposed device outside the material cabin

【技术实现步骤摘要】
一种试验箱旋转升降定位装置以及材料舱外暴露装置
本专利技术涉及航天材料暴露相关领域，具体涉及一种试验箱旋转升降定位装置以及材料舱外暴露装置。
技术介绍
在空间科学研究中，离不开各种材料，特别是新材料的使用。材料空间环境暴露实验，目的在于研究材料在空间特殊环境效应作用下的使役行为。在材料舱外暴露装置中，为观察暴露材料表面形貌，需要各个方向的材料暴露实验箱暴露到具有光学成像系统一侧。目前，材料空间环境暴露实验一般采用直接利用材料盒进行暴露，并无任何其他支撑操作装置，无法实现材料箱样品暴露面向迎风、背风、左舷、右舷方向可选择性暴露，即无法实现对材料箱样品各个暴露面的在轨检测；而且在暴露过程中也没有对试验箱暴露位置等进行监测的相关装置。而且，应用于空间环境的运动机构，相对于地面上工作的机构来说，空间机构的工作差异主要由于空间环境引起，空间动力学环境与地面环境有所不同。空间环境对运动机构的影响主要体现在如下方面：(1)微重力影响由于目前航天器通常是在地面上进行装调，也就是在重力作用下进行的装调，而当航天器进入太空中，其所处环境为微重力环境，装调过程中的重力会进行释放，发生变形。零件间的摩擦力变小，系统处于自由状态，来自外界的干扰会显得更加的突出。微重力对一般的机构影响较小，但对于某些释放机构的影响较大，如太阳电池阵中的压紧机构。(2)压力差影响压力差的影响通常在1×10-2Pa～1×10-5Pa的真空范围内发生，当航天器中存在密封结构时，此密封结构的内外太差会加大，导致结构变形或损坏。(3)真空出气影响材料表面存在吸附或吸收的气体并溶解于材料内部，这些气体在高于1×10-2Pa的真空度下进行释放，也即为真空出气。释放出的气体会重新凝聚在低温部件上，从而污染光学镜片、传感器以及具有光学选择特性的热控涂层，导致光学性能下降、太阳吸收率增加、温度升高。(4)辐射传热影响在真空环境中，辐射传热是航天器与外界的主要传热形式。因此，表面材料的辐射特性对热控功能的具有重要影响。当航天器各系统和机构未能工作在合理温度范围内时，结构件会由于所处环境温度变化而产生应力、变形甚至破裂，从而对航天器机构造成损坏。(5)粘着与冷焊的影响粘着与冷焊通常发生在压力为1×10-7Pa以上的超高真空环境中。在地面上，固体表面总是吸附有机膜及其它膜，称它们为边界润滑的润滑剂，起减少摩擦系数的作用。在空间真空环境中，固体表面膜，当被部分或全部清除时，相接触的零件间会形成清洁的材料表面，进而出现不同程度的粘合现象，称为粘着。如果除去氧化膜，使表面达到原子清洁度，在一定的压力与温度的作用下，可进一步整体粘着，也就是形成冷焊。防止冷焊的主要方法有选用不易发生冷焊的配偶材料，采用固体润滑、脂润滑或液体润滑剂，涂覆不易发生冷焊的材料膜层等。(6)微流星与空间碎片空间环境中存在着微流星以及由于人类太空活动而产生的各种太空碎片，由于它们都具备较高的速度与动能，即使是很小的一个碎片与航天器发生碰撞，都极可能导致设备出现故障。因此，航天器应加强对微流星与空间碎片的防范。(7)太阳辐照环境影响由于太阳辐照，会使得机械结构件产生机械力，尤其是受热不均引起的热弯曲效应最大，会使得结构产生低频振动。此外，温度的变化对于机构内的润滑剂的选用影响较大，需选择抗温变性能好的润滑剂。(8)冷黑环境影响冷黑环境是指不考虑太阳与航天器的辐射，航天器的热辐射全部被太空吸收，没有反射的环境。冷黑环境易导致航天器上的可伸缩性机构的伸展性能，并且影响某些有机材料的性能，导致材料的老化与脆化等。由空间环境因素导致机构出现故障的失效形式与失效机理，如表1所示。表1空间环境因素对机构失效的影响
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是现有的材料暴露试验无法在特定狭小空间内，实现材料箱样品暴露面向迎风、背风、左舷、右舷方向可选择性暴露，即无法实现对材料箱样品各个暴露面的在轨检测，而且很难做到对试验箱暴露位置进行精确定位。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种试验箱旋转升降定位装置，包括：驱动滑环，所述驱动滑环安装在升降驱动部的驱动端，并在升降驱动部的驱动下做旋转运动，所述驱动滑环侧壁上设有螺旋滑道；升降滑环，所述升降滑环套设在所述驱动滑环内，所述升降滑环上设有滑环销轴，所述滑环销轴一端位于所述螺旋滑道内；导向滑环，所述导向滑环套设在升降滑环内且底部固定，所述导向滑环上设有竖直布置的导向滑道，所述滑环销轴另一端位于所述导向滑道内；旋转部，所述旋转部安装在所述升降滑环上并在旋转驱动部的驱动下相对于所述升降滑环做旋转运动；安装座，随旋转部同步运动，所述安装座上设有两个微动开关；支杆，一端通过弹簧可轴向滑动的设于所述安装座内，另一端在所述弹簧的作用下被弹性支撑在支撑板上；所述支撑板上设有若干旋转定位部，若干所述旋转定位部分别位于试验箱旋转升降机构旋转中心的四周；两个所述微动开关分别位于所述支杆轴向滑动的起始端和末端；其中，所述安装座随旋转部旋转升降过程中，所述支杆在弹簧作用下触发所述微动开关实现旋转升降定位。本专利技术的有益效果是：本专利技术的旋转升降定位装置，利用驱动滑环、升降滑环、导向滑环以及旋转部的配合，实现在特定狭小空间内，集成旋转和升降运动，可在特定狭小空间内实现试验箱旋转升降运动，能够在空间站舱外有限空间内安装时，避免在旋转过程中触碰附近的天线支架、其他载荷等设备，可实现材料箱样品暴露面向迎风、背风、左舷、右舷方向可选择性暴露，即实现对材料箱样品各个暴露面的在轨检测，方便从各个方向观察暴露材料表面形貌；将安装座安装在旋转部上，支杆被弹性支撑在支撑板上，利用弹簧的弹性作用力，当旋转部上升时，所述支座随着旋转部上升，支杆沿安装座滑动并在弹簧的作用下继续支撑在支撑板上，支杆一端脱离起始端的微动开关并移动至触发末端的微动开关，利用末端的微动开关反馈旋转部上升至设定位置；当旋转部旋转时，所述支座随着旋转部旋转，支杆沿支撑板移动并移动至旋转定位部时，配合旋转定位部使支杆触发末端的微动开关实现旋转定位。在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。进一步，所述旋转部包括旋转滑环和定位滑环，所述旋转滑环套设在所述导向滑环内，所述旋转滑环靠近底部的位置设有沿其周向布置的环形滑槽，所述滑环销轴另一端穿过所述导向滑道后置于所述环形滑槽内；所述定位滑环套设在所述旋转滑环内且底部固定，所述定位滑环中部为布置线缆的中空结构。采用上述进一步方案的有益效果是：旋转滑环不仅作为升降运动的执行部件，还作为旋转运动的导向部件，当旋转运动时，旋转滑环上的环形滑槽可为滑环销轴提供导向。定位滑环可为线缆等提供放置空间，放置线缆占用外部空间，而且也为旋转滑环的升降提供导向定位。进一步，所述旋转滑环顶部安装有固定罩，所述旋转驱动部安装在所述固定罩上，所述导向滑环顶部外周侧设有驱动齿轮，所述旋转驱动部的驱本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种试验箱旋转升降定位装置，其特征在于，包括：/n驱动滑环，所述驱动滑环安装在升降驱动部的驱动端，并在升降驱动部的驱动下做旋转运动，所述驱动滑环侧壁上设有螺旋滑道；/n升降滑环，所述升降滑环套设在所述驱动滑环内，所述升降滑环上设有滑环销轴，所述滑环销轴一端位于所述螺旋滑道内；/n导向滑环，所述导向滑环套设在升降滑环内且底部固定，所述导向滑环上设有竖直布置的导向滑道，所述滑环销轴另一端位于所述导向滑道内；/n旋转部，所述旋转部安装在所述升降滑环上并在旋转驱动部的驱动下相对于所述升降滑环做旋转运动；/n安装座，随旋转部同步运动，所述安装座上设有两个微动开关；/n支杆，一端通过弹簧可轴向滑动的设于所述安装座内，另一端在所述弹簧的作用下被弹性支撑在支撑板上；所述支撑板上设有若干旋转定位部，若干所述旋转定位部分别位于试验箱旋转升降机构旋转中心的四周；两个所述微动开关分别位于所述支杆轴向滑动的起始端和末端；/n其中，所述安装座随旋转部旋转升降过程中，所述支杆在弹簧作用下触发所述微动开关实现旋转升降定位。/n

【技术特征摘要】
1.一种试验箱旋转升降定位装置，其特征在于，包括：
驱动滑环，所述驱动滑环安装在升降驱动部的驱动端，并在升降驱动部的驱动下做旋转运动，所述驱动滑环侧壁上设有螺旋滑道；
升降滑环，所述升降滑环套设在所述驱动滑环内，所述升降滑环上设有滑环销轴，所述滑环销轴一端位于所述螺旋滑道内；
导向滑环，所述导向滑环套设在升降滑环内且底部固定，所述导向滑环上设有竖直布置的导向滑道，所述滑环销轴另一端位于所述导向滑道内；
旋转部，所述旋转部安装在所述升降滑环上并在旋转驱动部的驱动下相对于所述升降滑环做旋转运动；
安装座，随旋转部同步运动，所述安装座上设有两个微动开关；
支杆，一端通过弹簧可轴向滑动的设于所述安装座内，另一端在所述弹簧的作用下被弹性支撑在支撑板上；所述支撑板上设有若干旋转定位部，若干所述旋转定位部分别位于试验箱旋转升降机构旋转中心的四周；两个所述微动开关分别位于所述支杆轴向滑动的起始端和末端；
其中，所述安装座随旋转部旋转升降过程中，所述支杆在弹簧作用下触发所述微动开关实现旋转升降定位。


2.根据权利要求1所述一种试验箱旋转升降定位装置，其特征在于，所述旋转部包括旋转滑环和定位滑环，所述旋转滑环套设在所述导向滑环内，所述旋转滑环靠近底部的位置设有沿其周向布置的环形滑槽，所述滑环销轴另一端穿过所述导向滑道后置于所述环形滑槽内；所述定位滑环套设在所述旋转滑环内且底部固定，所述定位滑环中部为布置线缆的中空结构。


3.根据权利要求2所述一种试验箱旋转升降定位装置，其特征在于，所述旋转滑环顶部安装有固定罩，所述旋转驱动部安装在所述固定罩上，所述导向滑环顶部外周侧设有驱动齿轮，所述旋转驱动部的驱动端设有与所述驱动齿轮啮合的传动齿轮，所述旋转驱动部通过驱动所述传动齿轮沿所述驱动齿轮转动，带动旋转滑环及其上的固定罩做旋转运动。


4.根据权利要求1至3任一项所述一种试验箱旋转升降定位装置，其特征在于，所述支撑板上设有环形滑道，所述支杆另一端在所述弹簧的作用下被弹性支撑在所述环形滑道内，所述旋转定位部位于所述环形滑...

【专利技术属性】
技术研发人员：张伟贵，张聚乐，王乐天，王珂，杨鹏，邓明哲，郭志奇，
申请(专利权)人：中国科学院空间应用工程与技术中心，
类型：发明
国别省市：北京;11