[发明专利]一种试验箱旋转升降定位装置以及材料舱外暴露装置

说明书

本发明涉及一种试验箱旋转升降定位装置以及材料舱外暴露装置，试验箱旋转升降定位装置包括：驱动滑环安装在升降驱动部的驱动端，在升降驱动部的驱动下做旋转运动，驱动滑环侧壁上设有螺旋滑道；升降滑环套设在驱动滑环内，升降滑环上设有滑环销轴，滑环销轴一端位于螺旋滑道内；导向滑环套设在升降滑环内，导向滑环上设有竖直布置的导向滑道，滑环销轴另一端位于导向滑道内；旋转部安装在升降滑环上并在旋转驱动部的驱动下相对于升降滑环做旋转运动；安装座上设有两个微动开关；一端通过弹簧可轴向滑动的设于安装座内，另一端在弹簧的作用下被弹性支撑在支撑板上；安装座随旋转部旋转升降过程中，支杆在弹簧作用下触发微动开关实现旋转升降定位。

技术领域

本发明涉及航天材料暴露相关领域，具体涉及一种试验箱旋转升降定位 装置以及材料舱外暴露装置。

背景技术

在空间科学研究中，离不开各种材料，特别是新材料的使用。材料空间 环境暴露实验，目的在于研究材料在空间特殊环境效应作用下的使役行为。

在材料舱外暴露装置中，为观察暴露材料表面形貌，需要各个方向的材 料暴露实验箱暴露到具有光学成像系统一侧。目前，材料空间环境暴露实验 一般采用直接利用材料盒进行暴露，并无任何其他支撑操作装置，无法实现 材料箱样品暴露面向迎风、背风、左舷、右舷方向可选择性暴露，即无法实 现对材料箱样品各个暴露面的在轨检测；而且在暴露过程中也没有对试验箱 暴露位置等进行监测的相关装置。

而且，应用于空间环境的运动机构，相对于地面上工作的机构来说，空 间机构的工作差异主要由于空间环境引起，空间动力学环境与地面环境有所 不同。空间环境对运动机构的影响主要体现在如下方面：

(1)微重力影响

由于目前航天器通常是在地面上进行装调，也就是在重力作用下进行的 装调，而当航天器进入太空中，其所处环境为微重力环境，装调过程中的重 力会进行释放，发生变形。零件间的摩擦力变小，系统处于自由状态，来自 外界的干扰会显得更加的突出。微重力对一般的机构影响较小，但对于某些 释放机构的影响较大，如太阳电池阵中的压紧机构。

(2)压力差影响

压力差的影响通常在1×10^-2Pa～1×10^-5Pa的真空范围内发生，当航天器中 存在密封结构时，此密封结构的内外太差会加大，导致结构变形或损坏。

(3)真空出气影响

材料表面存在吸附或吸收的气体并溶解于材料内部，这些气体在高于 1×10^-2Pa的真空度下进行释放，也即为真空出气。释放出的气体会重新凝聚 在低温部件上，从而污染光学镜片、传感器以及具有光学选择特性的热控涂 层，导致光学性能下降、太阳吸收率增加、温度升高。

(4)辐射传热影响

在真空环境中，辐射传热是航天器与外界的主要传热形式。因此，表面 材料的辐射特性对热控功能的具有重要影响。当航天器各系统和机构未能工 作在合理温度范围内时，结构件会由于所处环境温度变化而产生应力、变形 甚至破裂，从而对航天器机构造成损坏。

(5)粘着与冷焊的影响

粘着与冷焊通常发生在压力为1×10^-7Pa以上的超高真空环境中。在地面 上，固体表面总是吸附有机膜及其它膜，称它们为边界润滑的润滑剂，起减 少摩擦系数的作用。在空间真空环境中，固体表面膜，当被部分或全部清除 时，相接触的零件间会形成清洁的材料表面，进而出现不同程度的粘合现象， 称为粘着。如果除去氧化膜，使表面达到原子清洁度，在一定的压力与温度 的作用下，可进一步整体粘着，也就是形成冷焊。

防止冷焊的主要方法有选用不易发生冷焊的配偶材料，采用固体润滑、 脂润滑或液体润滑剂，涂覆不易发生冷焊的材料膜层等。

(6)微流星与空间碎片