[发明专利]一种微小型离子推力器多孔栅极的定位装置及方法

说明书

本发明提出一种微小型离子推力器多孔栅极的定位装置及方法，该装置包括加速栅、栅间绝缘件、屏栅，还包括设有三个定位件的基座，所述加速栅、栅间绝缘件、屏栅上均设有与三个定位件匹配的定位槽。本发明的定位装置及方法对于定位槽和定位结构的加工精度要求低，定位结构可拆卸，降低惰性质量，采用非过盈配合，保证结构工作强度的同时降低了装配、拆卸难度。

技术领域

本发明涉及空间电推进领域，尤其涉及一种微小型离子推力器多孔栅极的定位装置及方法。

背景技术

空间电推进系统通过电离、加速等离子体从而产生推力。离子推力器是目前使用最为广泛的空间电推力器类型之一，具备比冲高、效率高等优势，因此被广泛应用于深空探测、卫星平台姿台、轨道控制等任务中。

离子推力器和离子源主要由放电室和离子光学系统组成。其中电离室是形状为圆柱、锥形或二者结合的腔体，而离子光学系统由至少两个栅极组成(目前普遍使用双栅极系统)，双栅极系统包括屏栅、加速栅和栅间绝缘件，屏栅与加速栅上均开有一定数量，且相互对应的小孔。屏栅位于离子光学系统上游，与电离室内的等离子体直接接触；加速栅位于下游；栅间绝缘件位于屏栅与加速栅之间，将双栅分隔并形成一定的栅间距，工作时，离子通过屏栅和加速栅极的小孔加速引出，因此两片栅极之间的定位和对准对离子推力器能否正常工作起到决定性作用。

对于微小型直流离子推力器(栅极口径10cm)，现有的定位方法一般是在两个栅极和绝缘部件上加工对应的定位孔，通过定位销来进行孔间的定位和对准。这种方法对定位孔和定位销的加工精度要求非常高，增加了栅极系统的加工难度和加工成本，进而影响离子推力器大范围商业化；并且要求定位孔和定位销的装配方式必须是过盈配合，使得栅极系统在定位销定位时内部可能会产生残余应力，降低栅极系统的可靠性和使用寿命；不能同时兼顾定位精度和便利性。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提出一种微小型离子推力器多孔栅极的定位装置及方法，该装置区别于现有的定位孔式定位结构，对于定位槽和定位结构的加工精度要求低，定位结构可拆卸，降低惰性质量，采用非过盈配合，保证结构工作强度的同时降低了装配、拆卸难度。

本发明的技术方案具体如下：

一种微小型离子推力器多孔栅极的定位装置，包括加速栅1、栅间绝缘件2、屏栅3，设有三个定位件401的基座4，所述加速栅1、栅间绝缘件2、屏栅3上均设有与三个定位件401匹配的定位槽101、201、301。

优选的，所述三个定位件401在基座4上等间隔设置。

优选的，所述定位槽101、201、301为U形槽。

优选的，所述定位件401凸出基座表面。

优选的，所述定位件401与基座4可拆卸的连接。

优选的，所述定位件401为螺柱。

优选的，所述定位件401为圆柱体或长方体。

优选的，所述定位槽101、201、301的宽度比定位件401直径大0.5-1.5mm。

优选的，定位件401的高度大于加速栅1、栅间绝缘件2和屏栅3高度之和。

一种使用上述定位装置的微小型离子推力器多孔栅极定位方法，包括：将屏栅、栅间绝缘件、加速栅依次安装在基座上，三者在安装时，均首先将第一定位槽的定位边与定位件接触，同时另外两个定位件均可在对应的定位槽中移动；之后在保证第一定位槽定位边与定位件接触的同时，令第二定位槽的定位边与定位件接触，此时第三定位槽中的定位件可移动；最后将第三定位槽的定位边与定位件接触，由此完成定位。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1.本发明的定位装置对于定位件和栅极系统定位槽的加工精度要求低，降低了加工成本。