空间环境5米量级可在线切换驱动机构的辐射屏蔽门装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种空间环境5米量级可在线切换驱动机构的辐射屏蔽门装置，包括两扇对开式的辐射屏蔽门、基础框架、液氮波纹管、波纹管收放器、承载平台车、承重轨道、电机驱动机构和控制系统，电机驱动机构采用主、备用电机驱动机构冗余备份并可在线切换；辐射屏蔽门、波纹管收放器、承载平台车、承重轨道、电机驱动机构均安装在基础框架上，承载平台车在电机驱动机构的驱动下带动其上固定的辐射屏蔽门沿承重轨道运动，实现辐射屏蔽门的开关动作。本实用新型专利技术通过可在线切换驱动机构来保障试验顺利进行，避免试验过程被迫中止而造成的时间、人力、物力的消耗，同时兼容5米以下定标试验以及将来更大口径相机定标试验的需求，具有广泛的应用前景。的应用前景。的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
空间环境5米量级可在线切换驱动机构的辐射屏蔽门装置


[0001]本技术属于空间光学
，具体涉及一种空间环境5米量级可在线切换驱动机构的辐射屏蔽门装置。

技术介绍

[0002]随着空间光学遥感器技术发展，高质量卫星图像和定量化遥感需求日益迫切，辐射定标是定量化遥感器技术的基础和前提，是光学遥感器研制过程及在轨运行后提升其成像性能和质量的一项关键技术。
[0003]某些发达国家的红外定标技术领先，拥有大型的空间环境模拟器和对应的红外定标设备技术与装备，并实现了大口径相机的辐射定标和绝对辐射量值传递；但是口径一般在3m以内。与发达国家相比，我国发展较晚，检测与技术落后，导致空间光学遥感试验，在世界市场上缺乏竞争力。针对我国大口径红外相机的定标，开发大口径相机定标的大面源黑体和辐射屏蔽门装置是极其必要的。在卧式特大型空间环境模拟器内进行5米大口空间相机红外定标时，辐射屏蔽门装置用于黑体和相机之间，以屏蔽黑体辐射对空间相机的影响，同时用于测试相机本体热辐射信号，所需的辐射屏蔽门装置在结构、控制以及低温环境下运动等方面，面临众多难题，在国内外一直处于空白状态。
[0004]对于5米口径的大型辐射屏蔽门装置，定标过程中和黑体以及遥感器均放置在工作环境真空度优于1.0
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‑3Pa，热沉温度低于100K的特大型空间环境模拟器中；辐射屏蔽门装置放置在黑体和遥感器之间，首先要满足定标过程中安全可靠的频繁打开和关闭的运动需求；其次要能够满足在关闭状态下能为遥感器提供温度低于100K、温度均匀性小于5K、表面发射率大于0.92的指标技术要求；最后满足对高温条件400K黑体和遥感器不造成辐射干扰。
[0005]根据使用需求需要解决如下问题：1)辐射屏蔽门装置放置在黑体和遥感器之间，辐射屏蔽门装置自身结构庞大(长度大于10米，总高约7米)，同时还需要保证黑体和遥感器之间的垂直距离尽可能小，以提高定标精度；2)在100K～400K综合温度条件下，辐射屏蔽门要保证能够安全、可靠的频繁打开和关闭，不容许出现运行过程卡死等问题，并且有应急保障措施，保证试验顺利进行；3) 辐射屏蔽门要满足低于100K的低温表面，就必须满足实时液氮供应需求，且均须性尽可能小，不能造成本底信号串扰从而影响定标性能；4)常规的真空电机不能在空间环境下应用，要满足2～3吨重的辐射屏蔽门开闭，需要有足够大扭矩的高低温真空电机驱动，且造价昂贵；5)试验结束后采用传统的热气氮回温，由于管路内部压力急剧变化过大，容易产生真空泄露造成严重试验失败，同时急剧升温会发生辐射屏蔽门吸附的气体粒子急速脱附，造成对近距离遥感器的二次污染；6)所选材料和运动机构需满足空间光学清洁无油的高品质试验环境需求。

技术实现思路

[0006]为了解决目前空间环境下红外定标对5米量级辐射屏蔽门的安全性、可靠性、低温
冷板温度以及均匀性的性能需求、屏蔽门的大行程打开和关闭、保证定标全过程清洁无油的难题，本技术提出了一种空间环境下5米量级可在线切换驱动机构的辐射屏蔽门装置。
[0007]本技术为解决技术问题所采用的技术方案如下：
[0008]一种空间环境5米量级可在线切换驱动机构的辐射屏蔽门装置，包括两扇对开式的辐射屏蔽门，且每扇所述辐射屏蔽门的顶部至少安装有两个导向轮组件，还包括基础框架、液氮波纹管、波纹管收放器、承载平台车、承重轨道、电机驱动机构和控制系统，所述电机驱动机构采用主电机驱动机构和备用电机驱动机构冗余备份并可在线切换主电机驱动机构和备用电机驱动机构；
[0009]所述基础框架包括顶部限位区、中间功能区和底部底座区，所述顶部限位区沿所述辐射屏蔽门的运动方向设有用于对所述导向轮组件进行滑动限位的限位槽，所述底部底座区包括一个与所述限位槽相对的中间通道，所述承载平台车、所述承重轨道和所述电机驱动机构均安装在所述中间通道内，所述承载平台车与所述承重轨道对接，所述中间通道的两侧内壁分别安装有限位开关和限位减震器，两扇所述辐射屏蔽门均位于所述中间功能区，并且所述辐射屏蔽门的底部与对应的承载平台车固定，所述承载平台车由对应的电机驱动机构驱动，所述电机驱动机构和所述限位开关分别与所述控制系统连接，所述限位开关用于检测所述承载平台车的到位，所述控制系统通过控制所述电机驱动机构实现所述辐射屏蔽门的打开或者关闭；
[0010]所述液氮波纹管包括液氮进液波纹管和液氮回液波纹管，每扇所述辐射屏蔽门分别由对应的液氮进液波纹管和液氮回液波纹管形成液氮回路，并且由相应的波纹管收放器对所述液氮进液波纹管和所述液氮回液波纹管进行收放约束。
[0011]与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：
[0012](1)本技术中辐射屏蔽门装置所有配套运动机构均约束在基础框架内部，辐射屏蔽门采用对开式，保障其运行、安装、转运不与其它定标机构发生物理干涉，提高运动过程中的安全性，避免安装和转运过程相关附件造成对黑体和遥感器的损伤；
[0013](2)为提高可靠性，本技术采用可在线切换的冗余电机驱动机构，在主电机驱动机构出现故障的情况下，采取冗余备份的备用电机驱动机构来保障试验顺利进行，避免试验过程被迫中止，造成整个定标过程时间、人力、物力等消耗；
[0014](3)通过波纹管收放器来调节液氮进液波纹管和液氮回液波纹管的运动角度，在开门和关门运行、安装测试、转运等过程用来约束和固定波纹管，防止波纹管产生小角度扭曲、折断、磕碰等造成损毁出现裂纹而产生泄漏；
[0015](4)本技术的辐射屏蔽门装置兼容5米以下定标试验以及将来更大口径相机定标试验的需求，不仅填补了国内5米量级高精度大口径红外定标需求辐射屏蔽装置的空白，而且在国内未来大口径红外相机定标过程中也将发挥重要作用，具有广泛的应用前景。
附图说明
[0016]图1为本技术空间环境5米量级可在线切换驱动机构的辐射屏蔽门装置的正视图；
[0017]图2为本技术空间环境5米量级可在线切换驱动机构的辐射屏蔽门装置的侧
视图；
[0018]图3为本技术应用于黑体与遥感器之间时辐射屏蔽门和底部底座区的俯视图；
[0019]图4为本技术中基础框架的底部底座区、承重轨道和承载平台车的结构示意图；
[0020]图5为本技术中直接驱动载荷齿条时电机驱动机构的结构示意图；
[0021]图6为本技术中通过执行齿轮驱动载荷齿条时电机驱动机构的结构示意图；
[0022]图7为本技术中辐射屏蔽门的结构示意图及其与波纹管和波纹管收放器的连接方式示意图；
[0023]图8为本技术中液氮冷板的结构示意图及其与波纹管和波纹管收放器的连接方式示意图；
[0024]附图标记说明：1、基础框架，1
‑
1、底部底座区，1
‑
2、限位开关，1
‑
3、限位减震器，2、辐射屏蔽门，2
‑
1、屏蔽门框架，2<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种空间环境5米量级可在线切换驱动机构的辐射屏蔽门装置，其特征在于，包括两扇对开式的辐射屏蔽门(2)，且每扇所述辐射屏蔽门(2)的顶部至少安装有两个导向轮组件(2
‑
7)，还包括基础框架(1)、液氮波纹管(5)、波纹管收放器(6)、承载平台车(7)、承重轨道(8)、电机驱动机构(9)和控制系统，所述电机驱动机构(9)采用主电机驱动机构和备用电机驱动机构冗余备份并可在线切换主电机驱动机构和备用电机驱动机构；所述基础框架(1)包括顶部限位区、中间功能区和底部底座区(1
‑
1)，所述顶部限位区沿所述辐射屏蔽门(2)的运动方向设有用于对所述导向轮组件(2
‑
7)进行滑动限位的限位槽(4)，所述底部底座区(1
‑
1)包括一个与所述限位槽(4)相对的中间通道，所述承载平台车(7)、所述承重轨道(8)和所述电机驱动机构(9)均安装在所述中间通道内，所述承载平台车(7)与所述承重轨道(8)对接，所述中间通道的两侧内壁分别安装有限位开关(1
‑
2)和限位减震器(1
‑
3)，两扇所述辐射屏蔽门(2)均位于所述中间功能区，并且所述辐射屏蔽门(2)的底部与对应的承载平台车(7)固定，所述承载平台车(7)由对应的电机驱动机构(9)驱动，所述电机驱动机构(9)和所述限位开关(1
‑
2)分别与所述控制系统连接，所述限位开关(1
‑
2)用于检测所述承载平台车的到位，所述控制系统通过控制所述电机驱动机构(9)实现所述辐射屏蔽门(2)的打开或者关闭；所述液氮波纹管(5)包括液氮进液波纹管(5
‑
1)和液氮回液波纹管(5
‑
2)，每扇所述辐射屏蔽门(2)分别由对应的液氮进液波纹管(5
‑
1)和液氮回液波纹管(5
‑
2)形成液氮回路，并且由相应的波纹管收放器(6)对所述液氮进液波纹管(5
‑
1)和所述液氮回液波纹管(5
‑
2)进行收放约束。2.根据权利要求1所述的一种空间环境5米量级可在线切换驱动机构的辐射屏蔽门装置，其特征在于，所述承载平台车(7)包括平台车框架(7
‑
1)、固定端V型轮(7
‑
2)、自由端平轮(7
‑
6)、隔热块(7
‑
3)、屏蔽门连接块(7
‑
4)和用于与所述电机驱动机构(9)的齿轮啮合的载荷齿条(7
‑
5)，所述承重轨道(8)包括与所述固定端V型轮(7
‑
2)滑动配合的固定端轨道(8
‑
1)和与所述自由端平轮(7
‑
6)滑动配合的自由端轨道(8
‑
2)，且所述固定端轨道(8
‑
1)和所述自由端轨道(8
‑
2)平行地安装在所述中间通道两侧的内壁上；所述固定端V型轮(7
‑
2)、所述自由端平轮(7
‑
6)和所述载荷齿条(7
‑
5)均固定安装在所述平台车框架(7
‑
1)的底部，所述固定端V型轮(7
‑
2)和所述自由端平轮(7
‑
6)位于两侧，所述载荷齿条(7
‑
5)位于所述固定端V型轮(7
‑
2)和所述自由端平轮(7
‑
6)的中间，所述隔热块(7
‑
3)固定在所述平台车框架(7
‑
1)的顶部，用于与所述辐射屏蔽门(2)连接的屏蔽门连接块(7
‑
4)固定在所述隔热块(7
‑
3)上，所述限位开关(1
‑
2)用于检测所述平台车框架(7
‑
1)的到位，所述限位减震器(1
‑
3)用于对所述平台车框架(7
‑
1)进行减震限位。3.根据权利要求2所述的一种空间环境5米量级可在线切换驱动机构的辐射屏蔽门装置，其特征在于，所述电机驱动机构(9)包括温控罩(9
‑
1)、所述主电机驱动机构和所述备用电机驱动机构，所述主电机驱动机构包括主电机选择机构(9
‑
2)和由所述主电机选择机构(9
‑
2)驱动的主电机齿轮机构(9
‑
3)，所述备用电机驱动机构包括备用电机选择机构(9
‑
5)和由所述备用电机选择机构(9
‑
5)驱动的备用电机齿轮机构(9
‑
4)，且所述温控罩(9
‑
1)、所述主电机选择机构(9
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2)和所述备用电机选择机构(9
‑
5)分别与所述控制系统连接，所述温控罩(9
‑
1)在所述控制系统的控制下为所述主电机驱动机构和所述备用电机驱动机构提供工作所需的环境温度；
所述主电机选择机构(9
‑
2)和所述备用电机选择机构(9
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5)分别通过丝杠丝母传动组件与对应的主电机齿轮机构(9
‑
3)、备用电机齿轮机构(9
‑<...

【专利技术属性】
技术研发人员：李志胜，李宪圣，徐景照，刘小江，李志安，
申请(专利权)人：北京胜泰东方科技有限公司，
类型：新型
国别省市：