一种空间螺旋展开暴露平台制造技术

本发明专利技术涉及一种空间螺旋展开暴露平台，包括伸缩驱动装置、第一伸缩柱、空心轴电机、导轨驱动装置、螺旋导轨和样品托盘，伸缩驱动装置的驱动端连接并驱动第一伸缩柱伸缩，第一伸缩柱的每节伸缩段上分别安装有空心轴电机，空心轴电机上连接有样品托盘并驱动样品托盘绕第一伸缩柱周向转动；螺旋导轨环绕在样品托盘外周侧，导轨驱动装置与螺旋导轨连接并驱动螺旋导轨展开或收回；其中，伸缩驱动装置驱动第一伸缩柱缩回时，每节伸缩段上的样品托盘围绕第一伸缩柱周向排布成圆柱型结构。本发明专利技术的暴露平台利用升降结构将圆柱形结构的各个样品托盘瓣片进行升降，使暴露平台的样品托盘在展开阶段实现螺线形状排列，保证充足的暴露空间。保证充足的暴露空间。保证充足的暴露空间。

【技术实现步骤摘要】
一种空间螺旋展开暴露平台


[0001]本专利技术涉及行星科学采样返回
，具体涉及一种具有螺旋展开功能的空间暴露平台。

技术介绍

[0002]行星际尘粒收集是空间采样返回任务的重要组成部分，行星际尘粒的采集过程本质上就是获得不同星体样品的过程，是深空采样返回任务的重要拓展和相互补充。各国在空间探测领域都进行了行星际尘粒采样平台建设，建成了各类行星际尘粒采样平台。行星际尘粒采样平台的重大成果体现在返回的尘粒样品，以及行星科学家们对这些样品的提取分析工作所得出的科学研究成果。空间微粒样品的收集和研究工作开始于20世纪80年代。通过分析Solar Maximum卫星回收的热控板和COMET-1的高纯金属收集板上撞击留下的残留物，发现了微陨石和太空碎片。距今，空间收集星际尘粒近40年，收集方式主要有二种，一是来自于航天器表面撞击的残留物，包括LDEF(1984-1990，NASA/ESA)、EuReCa(1992-1993，ESA)，HST(1989-1993，NASA/ESA)和SFU(1995-1996，JAXA)；二是利用微粒收集装置被动接收尘粒，有Euro-Mir(1996-1997，ESA)、ODC(1997-1998，NASA)以及MPAC&SEED(2002-2005，JAXA)。2012年，NASA执行的Stardust计划采集了81P/Wild2彗星的彗尾样品。
[0003]星尘号是美国宇航局于1999年发射的太空探测器，主要任务是从慧星怀尔德2号的彗发收集尘埃样本，并带回地球进行分析。2014年8月14日，科学家宣布发现了2006年返回地球的“星尘号”太空舱可能存在的星际尘埃颗粒。气凝胶尘收集器是两个网球拍形状的收集器，能够从航天器中伸缩。进行分析的星尘样本收集托盘中存放着高透光率、低密度的气凝胶物质，星尘样本被收集在超低密度的气凝胶中。覆盖在收集器上的气凝胶使灰尘颗粒从高速减速到完全停止时保持原始状态。这个网球拍大小的收集托盘包含了90块气凝胶，提供了超过1000平方厘米的表面积来捕捉彗星和星际尘埃颗粒。收集器的一边从Wild 2收集物质，另一边则对星尘号在太空旅行时遇到的物质进行采样。
[0004]气凝胶可以在不破坏颗粒的情况下收集行星际尘粒，是一种多孔的、类似海绵结构的硅基固体，其中99.8％的体积是空的，气凝胶的密度是玻璃的1/1000，当粒子撞击气凝胶时，它会被埋在物质中，形成一条长长的轨迹，其长度可达本身尺寸长度的200倍。气凝胶完成尘粒样本收集后，尘粒收集板在将折叠在返回舱内返回地球，回收舱在2006年航天器通过地球时从航天器中释放出来。
[0005]2006年返回舱回收后，镶嵌有气凝胶的样本收集装置被带到洁净系数为医院手术室100倍的洁净室，以确保行星际尘粒不被污染。初步估计表明，气凝胶收集器中至少有100万个微尘粒。其中10个粒子的直径至少为100微米(0.1毫米)，最大的大约为1000微米(1毫米)。在彗星尘埃收集器背面的样品收集器上也发现了大约45个行星际尘粒撞击痕迹。
[0006]收集器在回收舱中折叠时所占的表面积与展开后表面积一致，折叠结构没有起到增加暴露面积的作用，返回时折叠整个收集板，收集板及其伸展装置所占空间较大，增加发射成本。
[0007]收集板在收集暴露过程中，如果需要进行姿态调整，就需要使得整个航天器进行姿态调整，不能保证收集平面在行星际尘粒通量最大的角度收集尘埃颗粒。
[0008]收集板各个收集单元间整体固连，各个收集单元之间没有角度差异，因此无法统计因角度不同造成的行星际尘粒通量差异。

技术实现思路

[0009]本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种空间螺旋展开暴露平台。
[0010]本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种空间螺旋展开暴露平台，包括伸缩驱动装置、第一伸缩柱、空心轴电机、导轨驱动装置、螺旋导轨和样品托盘，所述伸缩驱动装置的驱动端连接并驱动所述第一伸缩柱伸缩，所述第一伸缩柱的每节伸缩段上分别安装有所述空心轴电机，所述空心轴电机上连接有所述样品托盘并驱动所述样品托盘绕所述第一伸缩柱周向转动；所述螺旋导轨环绕在所述样品托盘外周侧，所述导轨驱动装置与所述螺旋导轨连接并驱动所述螺旋导轨展开或收回；其中，所述伸缩驱动装置驱动所述第一伸缩柱缩回时，每节伸缩段上的样品托盘围绕所述第一伸缩柱周向排布成圆柱型结构。
[0011]本专利技术的有益效果是：本专利技术的暴露平台利用升降结构将圆柱形结构的各个样品托盘瓣片进行升降，使暴露平台的样品托盘在展开阶段实现螺线形状排列，保证充足的暴露空间；样品托盘安装在空心轴电机上，随着第一伸缩柱的延长，样品托盘位置可在空心轴电机的控制下随意变动。本专利技术的暴露平台在展开过程中，可根据特定天文事件情况，进行角度调整、姿态调整、实现在平面最大通量情况下收集行星际尘粒，有效增加样本数量。
[0012]在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。
[0013]进一步，所述空心轴电机安装在所述第一伸缩柱的每节伸缩段顶部外侧，所述空心轴电机的电机轴外侧壁上连接有所述样品托盘，所述样品托盘与所述第一伸缩柱之间间隔布置。
[0014]采用上述进一步方案的有益效果是：样品托盘与第一伸缩柱相互之间不会发生干涉。
[0015]进一步，每节所述伸缩段顶部的空心轴电机上至少连接有两个所述样品托盘。
[0016]采用上述进一步方案的有益效果是：空心轴电机上连接两个样品托盘可以使样品托盘按照双螺线形状排布，进一步增大暴露面积。
[0017]进一步，每个所述空心轴电机的电机轴外侧壁上的样品托盘均匀间隔排布。
[0018]采用上述进一步方案的有益效果是：有利于展开和收回。
[0019]进一步，所述伸缩驱动装置包括第一丝杠驱动部和第一平行四边形伸缩杆，所述第一平行四边形伸缩杆位于所述第一伸缩柱的中空结构内，所述第一平行四边形伸缩杆一端与所述第一伸缩柱内侧的一节伸缩段顶部连接，另一端的两根铰接杆分别连接所述第一丝杠驱动部的第一固定块和第一滑块，所述第一滑块在所述第一丝杠驱动部的驱动下靠近或远离所述第一固定块，进而驱动所述第一平行四边形伸缩杆进行伸缩运动。
[0020]采用上述进一步方案的有益效果是：将第一平行四边形伸缩杆隐藏在第一伸缩柱内，节省空间，也有利于第一伸缩柱的伸缩控制。
[0021]进一步，所述第一丝杠驱动部还包括第一底座以及分别安装在所述第一底座上的
第一驱动电机、第一丝杠和第一滑轨，所述第一滑轨并排布置在所述第一丝杠一侧，所述第一滑块螺纹连接在所述第一丝杆上并与所述第一滑轨滑动连接，所述第一驱动电机与所述第一丝杆一端连接，所述第一固定块位于所述第一丝杠另一端。
[0022]进一步，所述螺旋导轨包括若干螺旋导轨段，所述导轨驱动装置的驱动端连接有第二伸缩柱，所述第二伸缩柱的每节伸缩段上分别连接一个所述螺旋导轨段，其中，所述导轨驱动装置驱动所述第二伸缩柱伸出时，每节伸缩段上的螺旋导轨段依次首尾本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种空间螺旋展开暴露平台，其特征在于，包括伸缩驱动装置、第一伸缩柱、空心轴电机、导轨驱动装置、螺旋导轨和样品托盘，所述伸缩驱动装置的驱动端连接并驱动所述第一伸缩柱伸缩，所述第一伸缩柱的每节伸缩段上分别安装有所述空心轴电机，所述空心轴电机上连接有所述样品托盘并驱动所述样品托盘绕所述第一伸缩柱周向转动；所述螺旋导轨环绕在所述样品托盘外周侧，所述导轨驱动装置与所述螺旋导轨连接并驱动所述螺旋导轨展开或收回；其中，所述伸缩驱动装置驱动所述第一伸缩柱缩回时，每节伸缩段上的样品托盘围绕所述第一伸缩柱周向排布成圆柱型结构。2.根据权利要求1所述一种空间螺旋展开暴露平台，其特征在于，所述空心轴电机安装在所述第一伸缩柱的每节伸缩段顶部外侧，所述空心轴电机的电机轴外侧壁上连接有所述样品托盘，所述样品托盘与所述第一伸缩柱之间间隔布置。3.根据权利要求2所述一种空间螺旋展开暴露平台，其特征在于，每节所述伸缩段顶部的空心轴电机上至少连接有两个所述样品托盘。4.根据权利要求3所述一种空间螺旋展开暴露平台，其特征在于，每个所述空心轴电机的电机轴外侧壁上的样品托盘均匀间隔排布。5.根据权利要求1至4任一项所述一种空间螺旋展开暴露平台，其特征在于，所述伸缩驱动装置包括第一丝杠驱动部和第一平行四边形伸缩杆，所述第一平行四边形伸缩杆位于所述第一伸缩柱的中空结构内，所述第一平行四边形伸缩杆一端与所述第一伸缩柱内侧的一节伸缩段顶部连接，另一端的两根铰接杆分别连接所述第一丝杠驱动部的第一固定块和第一滑块，所述第一滑块在所述第一丝杠驱动部的驱动下靠近或远离所述第一固定块，进而驱动所述第一平行四边形伸缩杆进行伸缩运动。6.根据权利要求5所述一...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵海峰，贾晨雪，袁子豪，穆瑞楠，王珂，盛强，
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：