保證星敏感器試驗件特殊姿態(tài)的支撐裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種保證星敏感器試驗件特殊姿態(tài)的支撐裝置，主要包括導軌小車、安裝平臺、試件支架、溫度可控過渡單元，其中，安裝平臺及試件支架外表面覆蓋有高吸收率黑膜，減少光線反射。本發(fā)明通過導軌小車、安裝平臺、試件支架、恒溫過渡塊的獨特設計，解決了航天星敏感器在太陽模擬器輻照試驗中安裝姿態(tài)及熱學邊界的特殊要求問題，能夠調(diào)整試驗件的位置及角度，控制試件安裝面的溫度，使航天星敏感器太陽模擬器輻照試驗能順利進行。
【專利說明】保證星敏感器試驗件特殊姿態(tài)的支撐裝置

【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于航天器地面太陽模擬器輻照試驗【技術領域】，具體來說，本發(fā)明涉及一種用于航天星敏感器在地面太陽模擬器輻照試驗中對試驗件特殊姿態(tài)的固定裝置。

【背景技術】
[0002]航天星敏感器太陽模擬器輻照試驗是在規(guī)定的真空、冷黑背景及太陽輻照外熱流條件下獲得試件溫度分布數(shù)據(jù)以驗證星敏感器及其附件或其它結構熱設計正確性的環(huán)境試驗。它是航天星敏感器重要環(huán)境模擬試驗之一。試驗的主要目的之一是驗證星敏感器熱設計的正確性，獲得溫度分布數(shù)據(jù)，用以修正熱計算模型，指導熱設計。
[0003]在航天星敏感器太陽模擬器輻照試驗中，除了要利用太陽模擬器模擬太空環(huán)境中太陽輻照外熱流，還要模擬星敏感器在航天器上相對太陽光線的姿態(tài)，以對星敏試件表面施加正確的熱流邊界。試件姿態(tài)不正確則不能獲得正確的溫度數(shù)據(jù)，最終導致熱設計出現(xiàn)偏差甚至錯誤。同樣，星敏安裝面處的溫度邊界需模擬星敏安裝在航天器上時的熱邊界。對試件的安裝來說，能否同時保證星敏試件正確的安裝姿態(tài)和安裝界面溫度是試驗能否合格完成的關鍵技術。為此，提供一種能夠自由調(diào)整星敏感器試驗件安裝姿態(tài)及自主控制試件安裝面溫度的支撐裝置非常必要。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種用于航天星敏感器在地面太陽模擬器輻照試驗中的保證星敏試件特殊姿態(tài)及安裝面溫度邊界的試件支撐裝置。
[0005]本發(fā)明目的是通過如下技術方案實現(xiàn)的:
[0006]保證星敏感器試驗件特殊姿態(tài)的支撐裝置，包括六自由度可調(diào)的安裝平臺、可單軸旋轉的試件支架及溫度可控過渡單元；其中，安裝平臺主要包括可在環(huán)境模擬室內(nèi)平行固定導軌上滑動的導軌小車車輪及輪軸，可在輪軸上調(diào)整位置的不銹鋼導軌槽，導軌槽的截面有“T”形溝槽，通過此溝槽用螺栓將小車橫梁與導軌槽固定，導軌槽和其上固定連接的小車橫梁隨著導軌小車沿模擬室固定導軌滾動而沿固定導軌方向以及輪軸方向兩個方向上移動；導軌小車橫梁上開有數(shù)個圓孔用于穿過絲杠并通過螺母固定連接安裝平臺，再通過兩個方頭螺栓(方頭在“T”形溝槽內(nèi))穿過剩余圓孔用螺母固定到導軌槽上，以此通過小車橫梁將導軌槽與安裝平臺固定成一體。安裝平臺為一塊鋁合金平板與三根絲杠組成的可通過絲杠高低位置調(diào)節(jié)平板水平度的裝置，其中，平板上均勻分布可安裝不同的試件支架的圓形安裝孔，平板底部固定有三個位置分布在等邊三角形頂點處的半球窩狀限位器，球窩下方是絲杠頂端球頭，絲杠通過螺母與導軌小車橫梁連接固定；三根絲杠同步升降實現(xiàn)安裝平臺的高度調(diào)整，絲杠不同步升降實現(xiàn)安裝平臺朝各個方向的傾角調(diào)節(jié)。
[0007]其中，可單軸旋轉的試件支架用于通過試件的安裝端面接口連接星敏感器和安裝平臺。試件支架與安裝平臺通過支架底部的弧形孔用螺栓與安裝平臺固定，弧形孔可以使試件支架有一定空間圍繞垂直于安裝平臺法向軸線旋轉，以此調(diào)節(jié)星敏感器試件與太陽模擬器輻照光線的夾角。
[0008]其中，溫度可控過渡單元是一塊貼有加熱片的金屬板，位置處于試件支架和星敏試驗件之間，金屬板與試件支架通過螺栓連接，由控制程序通過程控電源調(diào)節(jié)試驗中加熱片的加熱功率，實現(xiàn)對溫度過渡單元(金屬板)的溫度控制。
[0009]該發(fā)明裝置加工簡單，組裝靈活，在開展太陽輻照熱平衡試驗時，可根據(jù)試驗件的大小和位置要求調(diào)節(jié)安裝平臺的位置、水平度(各方向傾斜角度)以及試驗支架的旋轉角，最終保證試驗件處于太陽光線均勻輻照光斑中并與太陽模擬器光線形成試驗要求的特殊夾角。經(jīng)濟成本低，通用型性好。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明的保證星敏感器試驗件特殊姿態(tài)的支撐裝置的示意圖；
[0011]圖2為本發(fā)明的支撐裝置中可調(diào)星敏試件安裝支架的結構示意圖。
[0012]圖3為本發(fā)明的支撐裝置中的溫度可控過渡單元的結構示意圖。
[0013]其中，I為環(huán)境模擬室內(nèi)的固定導軌；2為導軌小車輪軸；3為輪軸上可滑動導軌槽；4為絲杠；5為導軌車橫梁；6為安裝平臺；7為試件安裝支架；8為弧形槽安裝孔；9為過渡塊；10為連接過渡塊與星敏試件的螺栓；11為聚酰亞胺隔熱墊；12為粘貼式加熱片。

【具體實施方式】
[0014]以下介紹的是作為本發(fā)明所述內(nèi)容的【具體實施方式】，下面通過【具體實施方式】對本發(fā)明的所述內(nèi)容作進一步的闡明。當然，描述下列【具體實施方式】只為示例本發(fā)明的不同方面內(nèi)容，而不應理解為限制本發(fā)明范圍。
[0015]本發(fā)明的保證星敏感器試驗件特殊姿態(tài)的支撐裝置如圖1、圖2所示。本發(fā)明的保證星敏感器試驗件特殊姿態(tài)的支撐裝置包括六自由度可調(diào)的安裝平臺6、可單軸旋轉的試件支架7及溫度可控過渡單元9。其中，安裝平臺6主要包括可在環(huán)境模擬室內(nèi)平行固定導軌I上滑動的導軌小車車輪及輪軸2，可在輪軸2上調(diào)整位置的不銹鋼導軌槽3，導軌槽3的截面有“T”形溝槽，通過此溝槽用螺栓將小車橫梁5與導軌槽3固定，導軌槽3和其上固定連接的小車橫梁5隨著導軌小車沿環(huán)境模擬室固定導軌I滾動，從而實現(xiàn)整個平臺可以沿固定導軌I方向以及輪軸方向(與導軌方向垂直)兩個方向上移動。導軌小車橫梁上開有數(shù)個圓孔用于穿過絲杠4利用螺母固定安裝平臺6，再通過兩個方頭螺栓(頭在“T”形溝槽內(nèi))穿過剩余圓孔用螺母固定到導軌槽3上，以此通過小車橫梁5將導軌槽3與安裝平臺6固定成一體。安裝平臺核心是一塊鋁合金平板與三根絲杠組成的可通過絲杠高低位置調(diào)節(jié)平板水平度的裝置，其中，平板上均勻分布可安裝不同的試件支架的圓形安裝孔，平板底部固定有三個位置分布在等邊三角形頂點處的半球窩狀限位器，球窩下方是絲杠頂端球頭，由三根處于正三角形頂點處的絲杠支撐鋁合金安裝平臺6，絲杠通過螺母穿過導軌小車橫梁上的圓孔與橫梁連接固定。三根絲杠同步升降實現(xiàn)安裝平臺的高度調(diào)整，絲杠不同步升降實現(xiàn)安裝平臺朝各個方向的傾角調(diào)節(jié)。
[0016]在【具體實施方式】中,試驗支架7是由三塊板(兩個直角板,一個斜板,直角板一塊底板，一塊側板)構成的直角三角形支撐框架，支撐框架的直角底板上設置有四個均布的位于同一圓弧圓周上的底面弧形槽安裝孔8，弧形槽安裝孔對稱設置，安裝平臺6上設置有可供弧形槽安裝孔8滑動的固定螺栓件，使得試驗支架7僅繞同一圓弧圓周的圓心軸線單軸轉動，以旋轉試件支架角度，試驗支架7的直角側板設置有溫度可控過渡單元。
[0017]如圖3所示，溫度可控過渡單元包括實現(xiàn)恒溫邊界的恒溫金屬塊9，用于將星敏試件、恒溫金屬塊9以及試件支架7連接成一體的鈦螺栓10，鈦螺栓優(yōu)選四個，設置在恒溫金屬塊9的四個角上，用于將金屬塊9與鈦螺栓10之間隔熱的聚酰亞胺隔熱墊11，以及為恒溫金屬塊9提供熱源的粘貼式加熱片12。試件支架7的直角側板安裝面、鈦螺栓、鋁合金過渡塊及試件支架豎直板之間均用聚酰亞胺墊片進行隔熱處理。恒溫金屬塊9朝向試件支架7的一面粘貼加熱片12及溫度溫傳感器通過程控電源及控溫儀組成控溫系統(tǒng)對過渡塊溫度進行自動控制。
[0018]在具體實施過程中，先將導軌小車安放在太陽模擬器環(huán)模設備的容器外導軌對接車上，調(diào)整導軌槽在輪軸上的位置并通過其下方螺栓鎖緊固定，調(diào)整導軌槽橫梁沿導軌方向的位置并通過螺栓將橫梁與導軌槽固定，通過轉動三根絲杠上的螺母分別調(diào)整各絲杠的高低位置，保證安裝平臺到達合適的高度、水平度或傾角。根據(jù)試驗要求調(diào)整試件支架在安裝平臺上的角度，使用螺栓穿過試件支架底板上弧形槽連接孔將試件支架與安裝平臺連接。在過渡塊朝向試件支架的一面粘貼加熱片及控溫傳感器，再用鈦螺栓將星敏試件安裝接口法蘭與過渡塊及試件支架連接。金屬之間加裝聚酰亞胺隔熱墊。將安裝好的星敏試件及整套支撐裝置通過導軌對接車推入環(huán)境模室內(nèi)。測量試件姿態(tài)，必要時調(diào)整支撐裝置修正試件姿態(tài)。根據(jù)試驗系統(tǒng)要求連接各類線纜，繼續(xù)后續(xù)容器內(nèi)電裝流程。線纜導通絕緣測試等程序完成后，在試驗支架、安裝平臺的表面包覆高吸收率的黑膜，以減少整個支撐裝置對太陽模擬器光線的干擾。
[0019]在具體實施過程中，金屬塊9上開有將之與試件支架連接的安裝孔，朝向試件支架及試驗件的兩個面分別有隔熱措施，金屬塊朝向試件支架一側的表面粘貼有加熱片12和測溫傳感器，加熱片通過程控電源供電加熱，控溫點、溫控儀與程控電源組成過渡塊的恒溫控制系統(tǒng)。
[0020]盡管上文對本發(fā)明的【具體實施方式】給予了詳細描述和說明，但是應該指明的是，本領域的技術人員可以依據(jù)本發(fā)明的精神對上述實施方式進行各種等效改變和修改，其所產(chǎn)生的功能作用在未超出說明書及附圖所涵蓋的精神時，均應在本發(fā)明保護范圍之內(nèi)。
【權利要求】
1.保證星敏感器試驗件特殊姿態(tài)的支撐裝置，包括六自由度可調(diào)的安裝平臺、可單軸旋轉的試件支架及溫度可控過渡單元；其中，安裝平臺主要包括可在環(huán)境模擬室內(nèi)平行固定導軌上滑動的導軌小車車輪及輪軸，可在輪軸上調(diào)整位置的不銹鋼導軌槽，導軌槽的截面有“T”形溝槽，通過所述溝槽將小車橫梁與導軌槽固定，導軌槽和其上固定連接的小車橫梁隨著導軌小車沿模擬室固定導軌滾動而沿固定導軌方向以及輪軸方向兩個方向上移動；導軌小車橫梁上開有數(shù)個圓孔用于穿過絲杠并固定連接安裝平臺，再通過兩個方頭螺栓(方頭在“T”形溝槽內(nèi))穿過剩余圓孔固定到導軌槽上，以此通過小車橫梁將導軌槽與安裝平臺固定成一體。
2.如權利要求1所述的支撐裝置，其中，安裝平臺為一塊鋁合金平板與三根絲杠組成的可通過絲杠高低位置調(diào)節(jié)平板水平度的裝置，平板上均勻分布可安裝不同的試件支架的圓形安裝孔，平板底部固定有三個位置分布在等邊三角形頂點處的半球窩狀限位器，球窩下方是絲杠頂端球頭，絲杠通過螺母與導軌小車橫梁連接固定；三根絲杠同步升降實現(xiàn)安裝平臺的高度調(diào)整，絲杠不同步升降實現(xiàn)安裝平臺朝各個方向的傾角調(diào)節(jié)。
3.如權利要求1或2所述的支撐裝置，其中，所述固定是通過螺母和/或螺栓來固定。
4.如權利要求1或2所述的支撐裝置，其中，可單軸旋轉的試件支架用于通過試件的安裝端面接口連接星敏感器和安裝平臺。
5.如權利要求1或2所述的支撐裝置，其中試件支架與安裝平臺通過支架底部的弧形孔用螺栓與安裝平臺固定，弧形孔使試件支架有一定空間圍繞垂直于安裝平臺法向軸線旋轉，以此調(diào)節(jié)星敏感器試件與太陽模擬器輻照光線的夾角。
6.如權利要求1或2所述的支撐裝置，其中，溫度可控過渡單元是一塊貼有加熱片的金屬板，位置處于試件支架和星敏試驗件之間，金屬板與試件支架通過螺栓連接，由控制器通過程控電源調(diào)節(jié)試驗中加熱片的加熱功率，實現(xiàn)對溫度過渡單元的溫度控制。
7.如權利要求6所述的支撐裝置，其中，溫度可控過渡單元包括實現(xiàn)恒溫邊界的恒溫金屬塊，用于將星敏試件、恒溫金屬塊以及試件支架7連接成一體的鈦螺栓，用于將金屬塊與鈦螺栓間隔熱的聚酰亞胺隔熱墊，以及為恒溫金屬塊提供熱源的粘貼式加熱片。
【文檔編號】G12B5/00GK104192325SQ201410447220
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年9月3日 優(yōu)先權日:2014年9月3日
【發(fā)明者】吳儒亮, 焦建民, 閆琪, 徐宏貴, 郎冠卿 申請人:北京衛(wèi)星環(huán)境工程研究所