[发明专利]一种卫星有效载荷密封保护罩

说明书

技术领域

本发明涉及空间技术领域，尤其涉及一种可重复使用的卫星有效载荷密封保护 罩结构。

背景技术

保护罩是卫星高灵敏有效载荷关键结构之一。许多复杂高灵敏成像仪器为了避 免外界灰尘或者其它气体成分的污染，仪器的装配测试都是在洁净间内进行，所以 为了保护仪器内部关键部件在单机测试、整星集成、外场测试等场合免受污染，需 要在仪器入口端加上一个密封保护罩。同时有些天文观测仪器内部有纳米厚度的薄 膜滤光片，为了避免外部气流对其造成冲击破损，也需要在前端加上密封保护罩。 例如日本、美国和英国联合研制专为太阳磁场研究设计制造的SOLAR-B空间望远镜 卫星的X射线望远镜（XRT），SOHO航天器（中文名称为太阳和太阳能天文台，NASA 和ESA的国际合作项目）的远紫外望成像远镜（EIT），美国宇航局发射的太阳过渡 区与日冕探测器（TRACE），美国国家航空航天局（NASA）日地关系双子天文台 （STEREO）的远紫外成像仪（EUVI）等等，都带有密封保护罩。这些密封保护罩 由锁紧结构、弹开机构和盖子三部分组成，工作原理就是锁紧机构解锁后，盖子在 弹开机构弹性力矩的作用下将保护罩弹开。

目前国际上的锁紧机构的解锁一般采用两种方式，密封石蜡解锁和电机解锁。 密封石蜡解锁的原理就是通过电热丝加热密封石蜡，靠密封结构件形变产生的应力 驱动锁紧销子解锁，电机驱动的方式就是电控驱动电机转动，从而解开锁紧机构。 目前空间应用中的保护罩基本上都采用这两种方式，其中美国多采用石蜡解锁，欧 洲多使用电机解锁。石蜡解锁成本低廉，但密封工艺复杂，需要长期的工程经验积 累，而且属于一次性使用。电机解锁的方式成本较高，控制也较为复杂，而且工作 时需要满足一定的温度条件，重量也较重，优点是可重复使用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高可靠、低成本可重复利用的卫星有效载荷密封保 护罩。其采用电磁开关提供解锁动力的解锁方式，锁紧时由弹簧张力拉紧锁紧机构 锁条到预定位置，保证保护罩通过机械方式锁紧，解锁时通过给电磁开关通电，使 得锁紧机构克服弹簧张力解锁。该结构能够为卫星有效载荷提供一种保护罩密封技 术，保护有效载荷内部部件免受外部环境的污染，同时该保护罩能够保护内部低强 度部件免受发射过程中外部气流冲击，增强其应力环境的存活能力。另外，其结构 简单、成本较低，可以重复使用，而且环境温度条件宽，可靠性高，是一种新型的 卫星有效载荷密封保护罩技术。

为实现上述发明目的，本发明提供的一种卫星有效载荷密封保护罩，包括：对 接及安装机构、保护罩防护盖、锁紧机构以及弹开机构。其中，所述锁紧机构和所 述弹开机构分别固定在所述对接及安装机构两侧，且位置对称，在锁紧状态下所述 保护罩防护盖在所述锁紧机构的作用下压紧在所述对接及安装机构上，在解锁状态 下，所述保护罩防护盖在所述弹开机构的作用下转动预定角度而打开在固定位置。

所述对接及安装机构，用于与被密封主体联接并支撑密封保护罩的上述各个部 件，其由一个圆环状带边缘的结构件构成，在与所述保护罩防护盖对接的环面上镶 嵌有高弹性橡胶压条。这里，结构件的材料可以采用铝合金，也可以根据需要采用 其他的航天工程用材料。

所述保护罩防护盖由轻质圆形薄板及固定在其上的锁紧销子构成，其中，圆形 薄板可以采用高强度聚酰亚胺材料，也可以根据需要采用其他的航天工程用材料。 在锁紧状态下，通过所述锁紧机构压紧所述锁紧销子，达到将保护罩防护盖锁紧的 效果；而在解锁状态下，由安装在与所述锁紧机构相对的另一侧位置的弹开机构带 动弹开，从而将保护罩防护盖打开。

所述锁紧机构固定在对接及安装机构的边缘上，由电磁开关、杠杆机构、拉紧 弹簧、锁紧销子限位件、底座以及上盖构成。其中，所述电磁开关、拉紧弹簧以及 锁紧销子限位件均固定在底座上，杠杆机构的一端与电磁开关相连，另一端则与拉 紧弹簧相连。在电磁开关不通电的状态下，拉紧弹簧将杠杆机构拉紧到预定位置， 杠杆机构在此位置将保护罩防护盖上的锁紧销子压紧限制在锁紧销子限位件的位置 限定槽中，从而将所述保护罩防护盖压紧在所述对接及安装机构上，达到锁紧的目 的。当给电磁开关通电后，电磁开关芯体被吸回，其带动所述杠杆机构克服拉紧弹 簧的拉力而向后移动，并通过杠杆机构将电磁开关芯体行程放大，杠杆机构移动后 解除了对锁紧销子的压紧限制，从而实现解锁。