[发明专利]大型太阳模拟器水平点燃灯单元阵列及其排布和支撑方法

权利要求书

1.大型太阳模拟器水平点燃灯单元阵列，其中，大型太阳模拟器水平点燃灯单元阵列由球封头和若干灯单元组成，若干灯单元通过灯单元支撑机构固定在球封头中，灯单元包括阳极接线柱、聚光镜、氙灯、三维调节机构、Z形支架、阴极支撑及阳极支撑，其中，阳极接线柱与氙灯的阳极电连接，氙灯固定在聚光镜中间，氙灯中的阳极固定连接在阳极支撑上，氙灯中与阳极相对设置的阴极支撑在阴极支撑上，三维调节机构的顶部支撑有Z形支架一侧的水平面一，水平面一上通过竖杆固定设置有阴极支撑，Z形支架另一侧的水平面二上固定设置阳极支撑，灯单元支撑机构为框架结构，由四根支撑杆穿过聚光镜固定在球封头上，支撑结构的框架底面螺接有三维调节机构的固定板，以安装三维调节机构；三维调节机构能够进行三维方向的调节，带动氙灯进行三维位置移动，大型太阳模拟器为KM6太阳模拟器，是配备在KM6空间环境模拟器上的辐照面直径5000mm、氙灯水平点燃并水平入射的离轴准直型太阳模拟器；

其特征在于：球封头内均匀设置有多个聚光镜安装面，所述聚光镜安装面为平面，且所有聚光镜安装面到球封头球心的垂直距离都相等；球封头等间距分布有多个通光孔，且所有通光孔的中心线垂直于聚光镜安装面，且汇聚于一点，即球心处；

每个聚光镜安装面中心点的坐标定义：以球封头的球心O作为坐标原点，以中心聚光镜安装面中心点O1和球心O的连线作为Z轴，建立如下的三维坐标系：

式中：

L—第i个聚光镜安装面中心点M距中心聚光镜安装面中心点O1的距离；

f—球心O点到第i个聚光镜安装面的垂直距离；

φ_i—第i个聚光镜安装面中心点M在XY平面的投影为N，ON与X轴的夹角，(f,θ_i,φ_i)就定义了球封头上灯单元的排布坐标；

其中，总共包括37个聚光镜，每个聚光镜的安装面到球心的垂直距离f＝6799mm,θ_i,φ_i分别如下：

2.如权利要求1所述的大型太阳模拟器水平点燃灯单元阵列，其特征在于，聚光镜的六个边进行了削边处理，将聚光镜的外轮廓定义在正六边形之内，这样，所有排布中的聚光镜之间的间距减小为30mm。

3.如权利要求1所述的大型太阳模拟器水平点燃灯单元阵列，其特征在于，正六边形的高为480mm。

4.如权利要求1所述的大型太阳模拟器水平点燃灯单元阵列，其特征在于，多个聚光镜安装面的中间为一个灯单元，以其为圆心的第二圈灯单元为6个，依次类推向外扩展，每个灯单元和相邻灯单元的间距相等，都为30mm。

5.如权利要求1-4任一项所述的大型太阳模拟器水平点燃灯单元阵列的支撑方法，包括以下步骤：

首先，调节球封头中心轴线和太阳模拟器系统光轴重合，然后固定球封头的位置，然后再安装单个灯单元，其中单个灯单元的实施方式如下：

1)先拆除阳极支撑杆，并将氙灯三维调节机构安装在灯单元支撑结构上；

2)在球封头上安装聚光镜，并用上下两个螺栓将聚光镜与球封头固定；

3)将装有氙灯三维调节机构的灯单元支撑结构的4个长螺杆依次穿过聚光镜安装孔、球封头安装孔，并用螺母固紧，其中，要使得聚光镜的六个边进行了削边处理，将聚光镜的外轮廓定义在正六边形之内，这样，所有排布中的聚光镜之间的间距减小为30mm；

4)安装氙灯的阳极支撑杆；

5)安装氙灯；

按上述的5个步骤完成了单个灯单元的安装，其余灯单元的安装也以此进行，直至完成所有灯单元的安装，一个灯单元的阵列就此完成。