专用于低温真空环境中的卫星动态水平度调整机构制造技术

本实用新型专利技术涉及一种专用于低温真空环境中的卫星动态水平度调整机构，包括正方形载物台和四个分别位于所述正方形载物台的四个角下方的调平支脚，调平支脚传动机构中的步进电机通过反向止动超越离合器与蜗杆连接，蜗杆与蜗轮啮合，蜗轮轴上端为滚珠丝杠，滚珠螺母与滚珠丝杠相配合，滚珠螺母的承力法兰与花键导向柱通过螺栓连接，花键导向套与传动箱用螺栓固定，在花键导向柱和花键导向套相配合下，将滚珠丝杠的转动转化为滚珠螺母的垂直运动。本实用新型专利技术采用四点支撑对角线两支撑点同步运动的调平技术，并成功解决了“四点支撑”的调平运动干涉问题；同时采用真空密封和加热保温技术，使其适用于真空、低温环境。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种卫星真空热试验专用工装，特别涉及一种专用于 低温真空环境中的卫星动态水平度调整机构。
技术介绍
专用于低温真空环境中的卫星动态水平度调整机构，是卫星真空热 试验专用工装。其安装在大型空间环境模拟器中，在卫星真空热试验过 程中的低温真空环境下工作，用于动态调整和保持卫星水平度。大型通 信卫星平台的南北板上均布置有大面积热管系统，用于卫星的温度控制。 为模拟测试热管系统在太空低重力条件下的工作性能，在卫星地面真空热试验时，要求卫星南北面的水平倾角始终保持在±0.04°的范围内，以 尽量减小重力对热管传热性能的影响。由于卫星真空热试验过程中，要 经历多次大幅度的温度循环过程，卫星试验支架会产生一定的温度变形， 对卫星南北板的水平度产生影响。为此必须具有一个卫星水平度调整装 置，用于在卫星真空热试验的整个过程中实时监控卫星南北板的水平度 变化情况，并按要求对水平度进行调整，从而确保卫星水平度指标的实 现，保证真空热试验的顺利完成。因此，卫星动态水平度调整机构是大 平台卫星真空热试验不可或缺的关键设备之一。现有技术中通常采用的方法是在卫星试验前手工调整卫星的水平 度，试验后对卫星水平度进行复检，这种方式只能根据试验前及试验后 卫星水平度要求情况推断卫星在试验过程中的水平度情况，而试验期间 的真实情况却无法了解，更谈不上控制。这显然不能满足具有热管的卫星产品的试验要求。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种专用于低温真空环境中的卫星动态水 平度调整机构，实现在卫星试验中对卫星水平度实时监控。 本技术的目的可由以下技术方案完成一种专用于低温真空环境中的卫星动态水平度调整机构，包括正方 形载物台、四个分别位于所述正方形载物台的四个角下方的调平支脚， 所述调平支脚上部的球碗组件与载物台接触，所述调平支脚的传动机构 包括步进电机、反向止动超越离合器、蜗杆、蜗轮、滚珠丝杠、滚珠螺 母、花键导向柱和花键导向套，步进电机通过反向止动超越离合器与水 平蜗杆连接，蜗杆由蜗杆轴承支撑，与传动箱内的蜗轮啮合，蜗轮轴垂 至于载物台，其上端为滚珠丝杠，由轴承支撑，滚珠螺母与滚珠丝杠相 配合，滚珠螺母的承力法兰与花键导向柱为螺栓连接；花键导向套用螺 栓与传动箱固定，花键导向柱和花键导向套相配合。其中，所述调平支脚的传动机构全部封闭在一个独立的传动机构密 封腔体中。其中，所述传动机构密封腔体由传动箱、真空密封波纹管、球头盖 板、轴端盖板、电机密封套、电机端盖、密封穿墙接插件共同构成，花 键导向柱和花键导向套位于波纹管内，蜗杆位于传动箱内，步进电机位 于电机密封套内，波纹管的上部由球头盖板封堵，之间采用密封圈密封， 波纹管的下部与传动箱相连，之间用密封圈密封，传动箱左侧由轴端盖 板封堵，之间采用密封圈密封，传动箱右侧与电机密封套相连，之间采 用密封圈密封，电机密封套的右侧由电机端盖封堵，之间采用密封圈密封，电机端盖上装有密封穿墙接插件。其中，花键导向柱上端与球头盖板相连，球头盖板与球碗组件配合。 其中，所述调整机构还包括设置在所述调平机构外表面上的温度传感器和加热片。其中，所述调平支脚与基础连接点以及所述载物台与卫星试件的连 接处，设置有隔热垫板。其中，所述调整结构所有外表面采用防辐射薄膜包覆。 本技术的有益效果在于a. 通过采用真空密封技术和波纹管运动补偿方案，将传动机构全部封闭在一个独立的空腔内，腔体内为正常大气环境，同时对该腔体进行 温控，从而避免了低温冷焊问题和真空环境下机械润滑问题，解决了精 密运动要求的配合间隙与低温下材料温度变形造成机构"卡死"的问题， 使机构的设计可以按正常的环境条件进行考虑，确保结构运动精度、平 稳性和可靠性的实现。b. 为克服一般丝杠传动在重载下的"寸动"现象，本技术采用 了滚珠丝杠作为调平动作的执行部件，其有利于提高传动效率和保证传 动精度，同时，设计中采用了自锁蜗轮传动和具有反向运动止动功能的 特殊超越离合器配合使用的方案，妥善解决了垂直使用滚珠丝杠时传动 机构的准确定位和可靠自锁问题，保证调平定位精度和位置的保持。c. 本技术采用的调平工作原理为四点调平方式，载物台中心点 O在调平过程中位置始终不变，调整量小但效率较高，试件质心位移相 对较小，有利于机构的稳定，同时，电动机的同步运动控制起来相对容 易实现，有利于避免运动干涉，有利于"四点共面"的实现。d. 为防止对卫星试验环境的影响，本技术采取了一系列的防护 措施，防止调平机构对卫星试验的真空环境产生影响，防止热辐射、电磁辐射对卫星试验环境的影响，防止润滑剂逸出污染卫星试验环境。综上所述，本技术通过一系列行之有效的技术方案，成功的解 决了低温、真空环境对机构运动的影响；解决了运动精度与运动机构自 锁和准确定位要求间的问题；解决了 "四点支撑"的调平运动干涉问题; 解决了机构对卫星试验环境可能产生的电磁、热及化学污染的问题，全 面达到了卫星环境试验的使用要求。附图说明图1A为四点支撑调平方式，A、 C两支撑点绕B-D轴转动调整。 图1B为四点支撑调平方式，B、 D两支撑点绕A-C轴转动调整。 图2为低温真空环境中的卫星动态水平度调整机构主视图。 图3为低温真空环境中的卫星动态水平度调整机构俯视图。 图4为低温真空环境中的卫星动态水平度调整机构支脚主视图。 图5为低温真空环境中的卫星动态水平度调整机构支脚俯视图。 图6为低温真空环境中的卫星动态水平度调整机构支脚侧视图。具体实施方式以下结合附图对本技术作详细说明。参照图1A和图1B，本技术采用的调平工作原理为四点支撑调 平方式。四点调平系统在调平过程中由于多余约束的存在，可能产生运 动干涉，为解决这个问题，本技术采用了分别以正方形载物台4的 两条对角线为轴的两次转动的调平方案。首先，A、 C两点一上一下同步 运动，使水平台绕B-D轴转动，调整A-C轴线的水平度，当A-C轴线的 水平度达到要求后(例如位于A' -C'的位置)，再以新的A-C轴线为轴，B、 D两点同步上下调整，水平台绕新的A-C轴线转动，调整B-D方向 的水平度，当B-D轴线的水平度达到要求后(例如位于B' -D'的位置)， 完成一轮的调平工作。由于正方形两对角线正交(交点为O点)，两次转 动的调平结果互不相干，调平控制相对简单。该调平方式要求对角线上 的两台电机转速相同，转动角度相同，只是转动方向相反，这样的同步 运动控制起来相对容易实现，有利于避免运动干涉和"四点共面"的实 现。参照图2和图3，专用于低温真空环境中的卫星水平度调整机构的主 结构由正方形载物台4和四个调平支脚3组成。正方形载物台4由工字 梁焊接而成，四个调平支脚3分别位于载物台4的四个角A、 B、 C和D 的下方。调整机构的外表面上设置有温度传感器1和加热片2，利用控温 仪对调整机构进行温控，使其保持在20°C±5°C的良好工作温度范围内。调平结构的所有暴露在真空环境下的部件，全部采用低出气率的不 锈钢材料制造，结构外表面全部打磨抛光，表面粗糙度优于0.8，以减小 金属表面气体吸附率;调平结构所有外表面采用10单元防辐射薄膜包覆， 防止热辐射对卫星试验环境的影响。参照图4、图5和图6，调平支脚3上部的球本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种专用于低温真空环境中的卫星动态水平度调整机构，包括正方形载物台（４）、四个分别位于所述正方形载物台（４）的四个角下方的调平支脚（３），所述调平支脚（３）上部的球碗组件（５）与载物台（４）接触，其特征在于，所述调平支脚（３）的传动机构包括步进电机（１８）、反向止动超越离合器（１７）、蜗杆（１６）、蜗轮（１２）、滚珠丝杠（１１）、滚珠螺母（１０）、花键导向柱（９）和花键导向套（８），步进电机（１８）通过反向止动超越离合器（１７）与水平蜗杆（１６）连接，蜗杆（１６）由蜗杆轴承（１５）支撑，与传动箱（２３）中蜗轮（１２）啮合，蜗轮轴垂直于载物台（４），其上端为滚珠丝杠（１１），由轴承（２２，２５）支撑，滚珠螺母（１０）与滚珠丝杠（１１）相配合，滚珠螺母（１０）的承力法兰与花键导向柱（９）通过螺栓连接，花键导向套（８）与传动箱（２３）通过螺栓固定，花键导向柱（９）和花键导向套（８）相配合。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴树迎，
申请(专利权)人：北京卫星环境工程研究所，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]