[发明专利]一种可在三自由度运动的多探针支架

说明书

技术领域

本发明涉及一种等离子体推力器的诊断探针支架，具体涉及一种可在三自由度运动的多探针支架。

背景技术

探针诊断是判断等离子体推力器实验测量中重要的一种诊断方法，朗缪尔探针是最常用的低温等离子体诊断方法，借助于探针的电流-电压关系，可以确定等离子体的基本参数：电子密度、离子密度、电子温度、等离子体空间电位、悬浮电位和电子能量分布函数等一些列参数，通过这些参数评估推力器的性能参数。

探针在霍尔推力器的实验测量中主要测量霍尔推力器羽流区的等离子体参数，由于霍尔推力器和多级会切磁场等离子体推力器喷射的羽流是沿中心轴线中心对称的近圆锥形等离子体，因此在测量时只需要测量羽流中沿圆锥母线的一个截面的等离子体参数。

在使用探针测量时，需要测量不同截面的等离子体参数，从而得出等离子体参数在空间上的分布和变化规律，有时需要使用不同种类的探针测量不同的等离子体参数，如单探针、双探针、发射探针、多栅探针、法拉第探针等，但实验在真空罐中进行，更换探针需要关闭并重新启动真空系统，消耗时间长，而且不同次实验容易产生实验误差。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的等离子体推力器实验需要在真空罐中进行，更换探针需要关闭并重新启动真空系统，消耗时间长，而且不同次实验容易产生实验误差的问题。进而提供一种可在三自由度运动的多探针支架。

本发明的技术方案是：一种可在三自由度运动的多探针支架包括升降台、步进电机、减速器、铝合金长板、铝合金滑动板、铝合金端板、铝合金壁板、不锈钢传动板、铝合金顶板、第一直流减速电机、伞齿轮副、引线管、探针夹板、传动丝杆、第二直流减速电机和多根定位丝杆，

步进电机固定安装在升降台上，升降台通过螺栓固定在真空罐中，减速器安装在升降台上并通过联轴器与步进电机连接，铝合金长板固定在减速器的输出轴上，铝合金滑动板可滑动安装在铝合金长板上，铝合金端板、铝合金壁板和不锈钢传动板依次竖直安装在铝合金滑动板上，直流减速电机安装在远离铝合金端板一侧的铝合金滑动板上，传动丝杆依次水平穿设在铝合金端板、铝合金壁板和不锈钢传动板上并通过联轴器与第二直流减速电机连接，多根定位丝杆依次水平穿设在铝合金端板、铝合金壁板和不锈钢传动板上并位于传动丝杆的四周，铝合金顶板安装在铝合金壁板和不锈钢传动板的上端面上，引线管依次竖直穿过铝合金顶板、铝合金滑动板和铝合金长板，第一直流减速电机安装在铝合金顶板上，第一直流减速电机与引线管之间通过伞齿轮副传动连接，引线管的上端设有探针夹板。

本发明与现有技术相比具有以下效果：

1.本发明采用铝合金为材料，质量更轻，成本更低。

2.本发明将电机放在距等离子体羽流较远的位置，能够保护工作电机不受高温的等离子体的腐蚀，也避免了电机的热沉积，增长了电机的工作寿命。

3.本发明采用旋转式的多探针平台，各探针的测点之间的距离较长，能够尽量减小多探针产生的等离子体鞘层对测量结果的干扰作用，测量的结果准确性更高。

4.本发明根据空间上需要测量的点的位置对探针的位置进行调节，通过控制步进电机能够使探针达到不同的角度，通过控制第一转速直流减速电机能够使探针达到不同的半径位置，通过控制第二转速直流减速电机能够更换不同类型的探针，能够方便地改变探针的不同位置和不同的探针类型对空间中一个锥形截面的等离子体参数进行多方面并较为精确的测量，避免了原先更换探针需要关闭并重新开启真空系统所消耗的时间、资源，和不同次实验所产生的实验误差。

5.本发明的三自由度是这样实现的：通过控制升降台上步进电机的运动，可以实现探针支架沿竖直方向旋转运动，改变探针的扫描角度；通过控制旋转臂上的直流电机的运动，可以实现沿着臂长方向的直线运动，改变探针与等离子体之间的距离；通过控制滑块上的直流电机的运动，可以实现探针平台的旋转运动，改变不同的探针类型。

附图说明

图1为本发明的装配截面示意图。

图2为本发明的装配外形示意图。

图3为本发明的外形示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1-图3说明本实施方式，本实施方式的一种可在三自由度运动的多探针支架包括升降台1、步进电机2、减速器3、铝合金长板4、铝合金滑动板5、铝合金端板6、铝合金壁板7、不锈钢传动板8、铝合金顶板9、第一直流减速电机10、伞齿轮副11、引线管12、探针夹板13、传动丝杆14、第二直流减速电机16和多根定位丝杆15，