一种辅助传热机构、舱外载荷和空间站制造技术

本发明专利技术涉及一种辅助传热机构、舱外载荷和空间站，用于将舱外载荷散热面的热量传导至空间站舱壁冷板，包括导热组件和电动推动机构，导热组件的热端用于与舱外载荷散热面连接，导热组件的冷端位于电动推动机构的自由侧，且在电动推动机构的推动下朝向空间站舱壁冷板移动，电动推动机构通电后，推动导热组件的冷端朝向空间站舱壁冷板移动，当导热组件的冷端与冷板抵接时，由于导热组件的热端与舱外载荷散热面连接，舱外载荷散热面的热量可通过导热组件的热端传导至导热组件的冷端，再传导至空间站舱壁冷板，实现舱外载荷的散热，通过电动推动机构实现无人舱外操作，仅仅靠电信号实现舱外载荷的散热。

An auxiliary heat transfer mechanism, an external load and a space station

【技术实现步骤摘要】
一种辅助传热机构、舱外载荷和空间站
本专利技术涉及空间站舱外载荷传热系统结构设计
，尤其涉及一种辅助传热机构、舱外载荷和空间站。
技术介绍
随着载人航天技术的发展，在外太空建立长期有人居住和工作的环境成为人类航天事业的重心。随着载人航天空间实验室的建立及载人航天空间站的规划，空间舱外暴露实验将明显增多。国外已在空间暴露环境里进行了大量的科学实验，从上世纪七十年代美国在空间实验室(Skylab)上做一些简单的材料暴露实验，到九十年代苏联(后成为俄罗斯)在和平号空间站(MIRSpaceStation)上进行较系统的多学科暴露科学实验，到目前在国际空间站ISS(InternationalSpaceStation)上全面展开多学科、交叉学科和多领域的暴露科学实验。因太空环境无热对流，而热辐射需要较大的辐射面，无法满足舱外载荷小尺寸、大功率的散热需求，通常采用热传导方式将舱外载荷(舱外暴露实验载荷)在实验过程中产生的热传递至舱壁冷端。航天员在舱外进行操作的代价很大，因此，用于空间站无人参与的舱外载荷的辅助传热机构的需求十分迫切。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种用于空间站舱外载荷的辅助传热机构、舱外载荷和空间站，以解决上述技术问题的至少一种。一方面，本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种用于空间站舱外载荷的辅助传热机构，用于将舱外载荷散热面的热量传导至空间站舱壁冷板，包括导热组件和电动推动机构，导热组件的热端用于与舱外载荷散热面连接，导热组件的冷端位于电动推动机构的自由侧，且在电动推动机构的推动下朝向空间站舱壁冷板移动。本专利技术的有益效果是：电动推动机构通电后，推动导热组件的冷端朝向空间站舱壁冷板移动，当导热组件的冷端与冷板抵接时，由于导热组件的热端与舱外载荷散热面连接，舱外载荷散热面的热量可通过导热组件的热端传导至导热组件的冷端，再传导至空间站舱壁冷板，实现舱外载荷的散热，通过电动推动机构实现无人舱外操作，仅仅靠电信号实现舱外载荷的散热。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，电动推动机构包括电机和推动组件，推动组件与电机的输出端连接，在电机的驱动下，推动组件朝向导热组件的冷端方向移动，并推动导热组件的冷端朝向空间站舱壁冷板移动。采用上述进一步方案的有益效果是：通过电机来驱动推动组件的移动，进而推动导热组件的冷端朝空间站舱壁冷板移动，实现无人舱外操作，仅仅靠电信号实现舱外载荷的散热。进一步，推动组件包括螺纹楔形块、限位结构和若干楔形推块；限位结构固定在舱外载荷的外侧面上，限位结构中形成有限位空间，电机安装在限位结构上且其输出轴位于限位空间内；螺纹楔形块与输出轴螺纹连接，若干楔形推块活动设于输出轴上；其中，输出轴转动时，螺纹楔形块在限位空间侧壁的限位下沿输出轴的轴向移动，进而推动楔形推块沿输出轴的径向移动并推动导热组件的冷端朝向空间站舱壁冷板移动。采用上述进一步方案的有益效果是：螺纹楔形块与输出轴是螺纹连接，电机的输出轴转动时，螺纹楔形块在输出轴的螺纹作用和限位空间侧壁的限位下只能沿输出轴的轴向移动，当螺纹楔形块朝向楔形推块方向移动时，而限位结构是固定的，对楔形推块的轴向运动进行限位。螺纹楔形块对楔形推块产生推力，楔形推块受力后沿输出轴的径向移动至与导热组件抵接，并继续推动导热组件的冷端移动至与空间站舱壁冷板抵接；当螺纹楔形块背向楔形推块方向移动时，解除楔形推块对导热组件冷端的压力，导热组件的冷端与空间站舱壁冷板无作用力，当将舱外载荷从空间站舱壁上拆卸下时，可轻松的拆卸，本专利技术的结构巧妙，且简单。进一步，楔形推块的截面为梯形，且相邻的楔形推块的贴合面为斜面；楔形推块上开设有条形通孔，输出轴穿设在条形通孔内；其中，输出轴转动时，螺纹楔形块在限位空间侧壁的限位下沿输出轴的轴向移动，进而推动楔形推块在限位空间侧壁的限位下沿输出轴的径向移动，使输出轴沿条形通孔滑动，且相邻的楔形推块的移动方向相反。采用上述进一步方案的有益效果是：实现楔形推块沿输出轴径向的移动。其中，限位结构对螺纹楔形块和楔形推块的转动进行限位，在限位结构的限位作用下，螺纹楔形块和楔形推块不会随着输出轴的转动而转动；楔形推块设置有长条通孔，为楔形推块的移动提供一个自由度，可以基于螺纹楔形推块的推力以及楔形推块的结构产生的分力使楔形推块沿输出轴的径向移动，即楔形推块沿条形通孔相对输出轴滑动。进一步，限位结构包括固定支撑和限位框，限位框中形成有限位空间；电机固定安装在固定支撑或限位框上；固定支撑的一端用于固定安装在舱外载荷的外侧面，另一端与限位框固定连接；固定支撑的另一端远离舱外载荷的外侧面设置。采用上述进一步方案的有益效果是：固定支撑提供稳定的支撑基础；限位框对螺纹楔形块和楔形推块的转动进行限位，在限位框的限位作用下，螺纹楔形块和楔形推块不会随着输出轴的转动而转动；固定支撑的另一端远离舱外载荷的外侧面设置为导热组件与空间站舱壁的装配提供空间，同时为导热组件的冷端的移动提供空间。进一步，导热组件包括导热件、导热板一和导热板二，导热板一作为热端并与舱外载荷散热面连接，导热板一的两端分别通过导热件与导热板二连接；两个导热板二分别作为冷端位于限位空间的两自由侧且在楔形推块的推动下朝向空间站舱壁冷板移动。采用上述进一步方案的有益效果是：导热板一、导热件和导热板二起到热传导的作用；导热板一的两端分别通过导热件连接有导热板二，提供散热效率；由于相邻的楔形推块的移动方向相反，导热板分别设置在楔形推块的两移动方向上，可以利用向两侧移动的楔形推块推动导热板移动至与空间站舱壁冷板贴合，实现高效率散热。进一步，导热板一上包括平行设置的若干连接通道一和若干连接通道二，连接通道一和连接通道二间隔交错布置；导热件包括若干与连接通道一对应的导热件一和若干与连接通道二对应的导热件二，若干导热件一的一端分别从对应的连接通道一的插入端插入并与对应的连接通道一转动连接；若干导热件二的一端分别从对应的连接通道二的插入端插入并与对应的连接通道二转动连接；连接通道一的插入端和连接通道二的插入端位于不同侧；若干导热件一的另一端均与位于同一侧的导热板二连接，若干导热板二的另一端均与位于另一侧的导热板二连接。采用上述进一步方案的有益效果是：实现均匀散热的目的；导热件与连接通道转动连接是为导热板二的移动提供可转动空间，降低电机电能转化为导热板二的动能时的不必要消耗，提供能量利用率。进一步，导热组件的的外层为金属材质，内部为可相变液体。采用上述进一步方案的有益效果是：使用于空间舱外暴露环境。另一方面，本专利技术提供一种舱外载荷，包括上述的一种用于空间站舱外载荷的辅助传热机构。本方案的有益效果是：本方案具有上述一种用于空间站舱外载荷的辅助传热机构的全部有益效果，在此就不再赘述。再一方面，本专利技术提供一种空间站，包括舱壁、载荷适配器、冷板槽和上述的一种舱外载荷，载荷适配器固定安装在舱壁上；舱外载荷可拆卸连接在载荷适配器上本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于空间站舱外载荷的辅助传热机构，用于将舱外载荷散热面的热量传导至空间站舱壁冷板，其特征在于，包括导热组件和电动推动机构，所述导热组件的热端用于与所述舱外载荷散热面连接，所述导热组件的冷端位于所述电动推动机构的自由侧，且在所述电动推动机构的推动下朝向所述空间站舱壁冷板移动。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于空间站舱外载荷的辅助传热机构，用于将舱外载荷散热面的热量传导至空间站舱壁冷板，其特征在于，包括导热组件和电动推动机构，所述导热组件的热端用于与所述舱外载荷散热面连接，所述导热组件的冷端位于所述电动推动机构的自由侧，且在所述电动推动机构的推动下朝向所述空间站舱壁冷板移动。


2.根据权利要求1所述一种用于空间站舱外载荷的辅助传热机构，其特征在于，所述电动推动机构包括电机和推动组件，所述推动组件与所述电机的输出端连接，在所述电机的驱动下，所述推动组件朝向所述导热组件的冷端方向移动，并推动所述导热组件的冷端朝向所述空间站舱壁冷板移动。


3.根据权利要求2所述一种用于空间站舱外载荷的辅助传热机构，其特征在于，所述推动组件包括螺纹楔形块、限位结构和若干楔形推块；所述限位结构固定在舱外载荷的外侧面上，所述限位结构中形成有限位空间，所述电机安装在所述限位结构上且其输出轴位于所述限位空间内；所述螺纹楔形块与所述输出轴螺纹连接，若干所述楔形推块活动设于所述输出轴上；其中，所述输出轴转动时，所述螺纹楔形块在限位空间侧壁的限位下沿所述输出轴的轴向移动，进而推动所述楔形推块沿所述输出轴的径向移动并推动所述导热组件的冷端朝向所述空间站舱壁冷板移动。


4.根据权利要求3所述一种用于空间站舱外载荷的辅助传热机构，其特征在于，所述楔形推块的截面为梯形，且相邻的所述楔形推块的贴合面为斜面；所述楔形推块上开设有条形通孔，所述输出轴穿设在所述条形通孔内；
其中，所述输出轴转动时，所述螺纹楔形块在限位空间侧壁的限位下沿所述输出轴的轴向移动，进而推动所述楔形推块在限位空间侧壁的限位下沿所述输出轴的径向移动，使所述输出轴沿所述条形通孔滑动，且相邻的所述楔形推块的移动方向相反。


5.根据权利要求3所述一种用于空间站舱外载荷的辅助传热机构，其特征在于，所述限位结构包括固定支撑和限位框，所述限位框中形成有所述限位空间；所述电机固定安装在所述固定支撑或所述限位框上；所述固定支...

【专利技术属性】
技术研发人员：王辅辅，乔志宏，王泽，张璐，王珂，
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