一种在轨巡检直线运动机构和在轨巡检装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种在轨巡检直线运动机构在轨巡检装置，包括驱动机构、锥形摩擦轮、摩擦杆、导轨、滑块组件和弹簧，锥形摩擦轮与驱动机构连接；摩擦杆与锥形摩擦轮摩擦配合；锥形摩擦轮的外周侧抵接在摩擦杆上；导轨与摩擦杆平行；滑块组件的一端滑动安装在导轨上，另一端与驱动机构固定连接；弹簧套设在驱动机构的输出轴上，且夹设在锥形摩擦轮和滑块组件之间；弹簧处于压缩状态。通过导轨提供导向和限位；在舱外高低温作用时，各个材料有不同的变形，可能导致锥形摩擦轮与摩擦杆之间压力消失，或者导轨与滑块卡死等失效模式；一定的弹簧力预紧，使本发明专利技术存在足够的温差调整空间，使本发明专利技术能够适应舱外高低温度变化，具有较强环境适应性及可靠性。

A kind of on orbit inspection linear motion mechanism and on orbit inspection device

【技术实现步骤摘要】
一种在轨巡检直线运动机构和在轨巡检装置
本专利技术涉及空间直线运动机构领域，尤其涉及一种在轨巡检直线运动机构和在轨巡检装置。
技术介绍
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。1.空间环境对机构可靠性的影响相对于在地面上工作的机构来说，空间机构的工作差异主要是由于空间环境引起，空间动力学环境与地面环境有所不同。1.1空间环境的影响(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)微流星与空间碎片空间环境中存在着微流星以及由于人类太空活动而产生的各种太空碎片，由于它们都具备较高的速度与动能，即使是很小的一个碎片与航天器发生碰撞，都极可能导致设备出现故障。因此，航天器应加强对微流星与空间碎片的防范。(7)太阳辐照环境影响由于太阳辐照，会使得机械结构件产生机械力，尤其是受热不均引起的热弯曲效应最大，会使得结构产生低频振动。此外，温度的变化对于机构内的润滑剂的选用影响较大，需选择抗温变性能好的润滑剂。(8)冷黑环境影响冷黑环境是指不考虑太阳与航天器的辐射，航天器的热辐射全部被太空吸收，没有反射的环境。冷黑环境易导致航天器上的可伸缩性机构的伸展性能，并且影响某些有机材料的性能，导致材料的老化与脆化等。2.提高机构可靠性的基本方法(1)简化设计结构越复杂，越容易出现故障，因此对机构的设计，应该避免复杂的、无谓的设计，尽量使得结构简单、高效。(2)冗余设计冗余设计通过采用重复配置资源的方式来提高系统可靠度，关键功能部件采用冗余设计方法，提高可靠度。如调焦机构中，可通过使用双电机、双编码器的结构设计方式，提高调焦机构的可靠度；火工机构中采用双点火器的冗余设计来提高可靠度。冗余设计是以增加系统质量、体积、成本、功耗为代价，来提高系统可靠度的方法，在具体使用时，应综合考虑、分析，权衡利弊。(3)润滑设计润滑设计需充分考虑机构所经历的各种环境，如地面运输、火箭发射、在轨工作等，综合考虑零件材料的性能，选取合适的润滑方式以确保机构有效润滑，保证机构的可靠度。(4)裕度设计裕度设计，也就是安全裕度设计，是对所设计的产品在精度、强度等方面留有余量设计。由于材料的性能、加工精度、装配精度、人员操作等均有一定的不确定性，而航天成本较大，因此对产品进行裕度设计，可规避一些隐藏的风险，提高系统的可靠度。(5)热设计热设计是根据产品寿命周期内的热环境，采取各种方法，减少产品与外界间的热交换，减少热应力对产品的影响。热设计主要包含两方面，一是对结构进行主动热控或被动热控，控制产品所处环境的温度，避免温度变化过大面产生的热应力；二是合理设计，控制材料的匹配、运动副间隙以减少热应力对产品的影响。(6)静电防护设计对于有静电防护要求的机构，如含电子学元器件、火工品等的机构，必须进行静电防护设计，元器件损坏或火工品被杂散电流误引爆、误动作。(7)密封设计航天器上有些机构需要进行密封设计，如高速轴承的液体润滑剂密封，气压机构或液压机构等。这些机构，一旦发生泄漏，后果会相当严重。而空间环境的复杂性，会导致密封材料老化、密封性能降低，因此，密封设计也是航天器可靠性设计的重要内容。(8)可靠性试验由于航天成本巨大，因此需要对关键功能部件进行可靠性测试试验，通过试验来验证其可靠性，同时也可根据试验结果指导设计工作。在材料舱外暴露装置中，在轨巡检直线运动机构作为驱动光学成像模块运动的设备，其环境适应性、安全性与可靠性在材料暴露装置中起着相当重要的作用。因此，如何实现一种能够为材料在轨暴露提供条件，并且实现在轨检测的材料舱外暴露装置以及材料舱外暴露装置中的光学成像模块在轨运动的直线运动机构是亟待解决的重要问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种在轨巡检直线运动机构和在轨巡检装置，以解决上述技术问题的至少一种。一方面，本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种在轨巡检直线运动机构，包括：驱动机构，锥形摩擦轮，锥形摩擦轮与驱动机构的输出轴花键连接，且锥形摩擦轮的花键段大于驱动机构的输出轴的花键段；摩擦杆，摩擦杆与锥形摩擦轮摩擦配合；锥形摩擦轮的圆锥形外周侧抵接在摩擦杆上；导轨，导轨与摩擦杆平行设置；滑块组件，滑块组件的一端滑动安装在导轨上，另一端与驱动机构的外壳固定连接；弹簧，弹簧套设在驱动机构的输出轴上，且夹设在锥形摩擦轮的大头端和滑块组件的另一端之间；弹簧处于压缩状态。本专利技术的有益效果是：驱动机构提供动力源，通过驱动机构的输出轴的转动带动锥形摩擦轮进行转动；锥形摩擦轮与输出轴以花键连接的方式连接，可以限制锥形摩擦轮的转动，同时锥形摩擦轮的花键段大于驱动机构的输出轴的花键段，为弹簧对锥形摩擦轮的预紧推力使锥形摩擦轮压紧摩擦轮提高轴向微动空间，适应高低温交变带来的影响，保证锥形摩擦轮与摩擦杆的摩擦配合；转动的锥形摩擦轮与摩擦杆的摩擦配合，在摩擦力的作用下，锥形摩擦轮沿摩本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种在轨巡检直线运动机构，其特征在于，包括:/n驱动机构，/n锥形摩擦轮，所述锥形摩擦轮与所述驱动机构的输出轴花键连接，且所述锥形摩擦轮的花键段大于所述驱动机构的输出轴的花键段；/n摩擦杆，所述摩擦杆与所述锥形摩擦轮摩擦配合；所述锥形摩擦轮的圆锥形外周侧抵接在所述摩擦杆上；/n导轨，所述导轨与所述摩擦杆平行设置；/n滑块组件，所述滑块组件的一端滑动安装在所述导轨上，另一端与所述驱动机构的外壳固定连接；/n弹簧，所述弹簧套设在所述驱动机构的输出轴上，且夹设在所述锥形摩擦轮的大头端和所述滑块组件的另一端之间；所述弹簧处于压缩状态。/n

【技术特征摘要】
1.一种在轨巡检直线运动机构，其特征在于，包括:
驱动机构，
锥形摩擦轮，所述锥形摩擦轮与所述驱动机构的输出轴花键连接，且所述锥形摩擦轮的花键段大于所述驱动机构的输出轴的花键段；
摩擦杆，所述摩擦杆与所述锥形摩擦轮摩擦配合；所述锥形摩擦轮的圆锥形外周侧抵接在所述摩擦杆上；
导轨，所述导轨与所述摩擦杆平行设置；
滑块组件，所述滑块组件的一端滑动安装在所述导轨上，另一端与所述驱动机构的外壳固定连接；
弹簧，所述弹簧套设在所述驱动机构的输出轴上，且夹设在所述锥形摩擦轮的大头端和所述滑块组件的另一端之间；所述弹簧处于压缩状态。


2.根据权利要求1所述一种在轨巡检直线运动机构，其特征在于，所述滑块组件包括滑块和滑块板，所述滑块固定安装在所述滑块板上，所述滑块与所述导轨滑动连接；所述滑块板与所述驱动机构的外壳固定连接并活动套设在所述驱动结构的输出轴外；所述弹簧夹设在所述锥形摩擦轮的大头端和所述滑块板之间。


3.根据权利要求2所述一种在轨巡检直线运动机构，其特征在于，还包括推力轴承，所述推力轴承套设在所述驱动机构的输出轴上，且夹设在所述滑块板与所述弹簧之间。


4.根据权利要求3所述一种在轨巡检直线运动机构，其特征在于，还包括弹簧支架，所述弹簧支架套设在所述驱动机构的输出轴上，且夹设在所述推力轴承与所述弹簧之间。


5.根据权利要求1-4任一项所述一种在轨巡检直线运动机构，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：张聚乐，张伟贵，王乐天，王珂，王辅辅，乔志宏，冯振华，
申请(专利权)人：中国科学院空间应用工程与技术中心，
类型：发明
国别省市：北京;11