一种材料舱外光学巡检的驱动装置以及暴露平台制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种材料舱外光学巡检的驱动装置以及暴露平台，驱动装置包括：用于钢带移动行走的轨道；驱动摩擦轮；传动摩擦轮，钢带夹设在驱动摩擦轮和传动摩擦轮之间；支架，支架的一侧安装有垂直于钢带布置的导轨一，支架一侧的底部安装有驱动机构，驱动机构的驱动端连接有主动钢丝绳缠绕轮，支架一侧的顶部安装有钢丝绳惰轮，支架另一侧安装有钢丝绳收紧装置；钢丝绳，一端连接在主动钢丝绳缠绕轮上，另一端绕设钢丝绳惰轮后连接在钢丝绳收紧装置上；用于安装光学巡检模块的承载板，滑动安装于导轨一上，并连接在钢丝绳上。本发明专利技术利用钢带驱动实现X方向运动，利用钢丝绳驱动实现Y轴方向运动，能够满足空间特殊环境效应下光学巡检模块的驱动需求。

A driving device and exposure platform for optical inspection of materials outside the cabin

【技术实现步骤摘要】
一种材料舱外光学巡检的驱动装置以及暴露平台
本专利技术涉及航天材料暴露相关领域，具体涉及一种材料舱外光学巡检的驱动装置以及暴露平台。
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。因此，在材料舱外暴露实验中，如何在特殊复杂的空间中，实现一种能够为材料在轨暴露提供条件，为光学成像巡检模块在轨运动提供条件，并且实现在轨检测的材料舱外暴露平台，是目前亟待解决的重要问题。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。由空间环境因素导致机构出现故障的失效形式与失效机理，如表1所示。表1空间环境因素对机构失效的影响
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是目前并无材料舱外光学巡检的相关驱动机构，而且一般的驱动机构无法适应空间环境，安全性和可靠性不能满足空间站的要求。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种材料舱外光学巡检的驱动装置，包括：用于钢带移动行走的轨道；驱动摩擦轮，与驱动机构传动连接并在驱动机构的驱动下转动；传动摩擦轮，与所述驱动摩擦轮间隔并排布置，且分别位于所述轨道的两侧，所述钢带夹设在所述驱动摩擦轮和所述传动摩擦轮之间；支架，所述支架的一侧安装有垂直于所述钢带布置的导轨一，所述支架一侧的底部安装有驱动机构，所述驱动机构的驱动端连接有主动钢丝绳缠绕轮，所述支架一侧的顶部安装有钢丝绳惰轮，所述支架另一侧安装有钢丝绳收紧装置；钢丝绳，一端连接在所述主动钢丝绳缠绕轮上，另一端绕设所述钢丝绳惰轮后连接在所述钢丝绳收紧装置上；用于安装光学巡检模块的承载板，滑动安装于所述导轨一上，并连接在所述钢丝绳上。其中，所述轨道上形成有沿其长度方向布置的槽孔，所述钢带从所述槽孔露出且连接所述支架，使所述支架在所述钢带的驱动下沿所述槽孔做直线运动。本专利技术的有益效果是：本专利技术的驱动机构，利用钢带驱动实现X方向直线运动，利用钢丝绳驱动实现Y轴方向直线运动，能够满足空间特殊环境效应作用下的光学巡检装置的驱动需求，能够满足光学巡检装置在轨运动的安全性和可靠性，实现对暴露材料全方位监测。在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。进一步，还包括摩擦轮安装座，所述传动摩擦轮转动连接在所述摩擦轮安装座上；所述摩擦轮安装座一端铰接在所述轨道的一侧，另一端通过压缩弹簧弹性连接在所述轨道的同一侧，使所述传动摩擦轮将钢带弹性压接在驱动摩擦轮上。采用上述进一步方案的有益效果是：摩擦轮安装座配合压缩弹簧结构，使摩擦轮安装座一端通过连接销铰接，另一端作用到压缩弹簧上，可为钢带提供预紧力，避免在舱外±100℃高低温作用时，各个材料均因为热膨胀系统不同导致结构不同大小的变形，进而可能导致钢带与摩擦轮之间压力消失等失效模式；使钢带运动能够适应舱外高低温度变化，具有较强的环境适应性以及可靠性。进一步，还包括安装板，所述轨道设于所述安装板上；所述安装板在所述轨道的一侧形成有安装槽，所述轨道在所述安装槽的槽口处被中断，所述摩擦轮安装座设于所述安装槽内，所述驱动摩擦轮和所述传动摩擦轮分别位于所述槽口两侧。采用上述进一步方案的有益效果是：安装板的设置，可为轨道、摩擦轮以及驱动机构提供有效的安装支撑。进一步，所述安装板中部凹陷形成一安装腔，所述安装腔与所述安装槽的槽口连通；所述轨道设于所述安装腔的侧壁上，所述驱动机构设于所述安装腔内。采用上述进一步方案的有益效果是：安装腔的设置，可将轨道等结构隐藏在安装腔内，方便试验箱等结构的安装。进一步，所述轨道包括成角度设置的收纳段和驱动段，所述驱动摩擦轮和所述传动摩擦轮分别位于所述收纳段的两侧，所述槽孔开设在所述驱动段上。采用上述进一步方案的有益效果是：钢带运动时，可收纳在收纳段中，或沿驱动段进行光学巡检装置的驱动。进一步，所述驱动段上设有导轨二，所述导轨二沿所述槽孔延伸方向布置在所述驱动段的外侧，所述导轨二上滑动设有用于连接光学巡检装置的滑块二，所述滑块二穿过所述槽孔并与位于所述驱动段内侧的钢带连接。采用上述进本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种材料舱外光学巡检的驱动装置，其特征在于，包括：/n用于钢带移动行走的轨道；/n驱动摩擦轮，与驱动机构传动连接并在驱动机构的驱动下转动；/n传动摩擦轮，与所述驱动摩擦轮间隔并排布置，且分别位于所述轨道的两侧，所述钢带夹设在所述驱动摩擦轮和所述传动摩擦轮之间；/n支架，所述支架的一侧安装有垂直于所述钢带布置的导轨一，所述支架一侧的底部安装有驱动机构，所述驱动机构的驱动端连接有主动钢丝绳缠绕轮，所述支架一侧的顶部安装有钢丝绳惰轮，所述支架另一侧安装有钢丝绳收紧装置；/n钢丝绳，一端连接在所述主动钢丝绳缠绕轮上，另一端绕设所述钢丝绳惰轮后连接在所述钢丝绳收紧装置上；/n用于安装光学巡检模块的承载板，滑动安装于所述导轨一上，并连接在所述钢丝绳上。/n其中，所述轨道上形成有沿其长度方向布置的槽孔，所述钢带从所述槽孔露出且连接所述支架，使所述支架在所述钢带的驱动下沿所述槽孔做直线运动。/n

【技术特征摘要】
1.一种材料舱外光学巡检的驱动装置，其特征在于，包括：
用于钢带移动行走的轨道；
驱动摩擦轮，与驱动机构传动连接并在驱动机构的驱动下转动；
传动摩擦轮，与所述驱动摩擦轮间隔并排布置，且分别位于所述轨道的两侧，所述钢带夹设在所述驱动摩擦轮和所述传动摩擦轮之间；
支架，所述支架的一侧安装有垂直于所述钢带布置的导轨一，所述支架一侧的底部安装有驱动机构，所述驱动机构的驱动端连接有主动钢丝绳缠绕轮，所述支架一侧的顶部安装有钢丝绳惰轮，所述支架另一侧安装有钢丝绳收紧装置；
钢丝绳，一端连接在所述主动钢丝绳缠绕轮上，另一端绕设所述钢丝绳惰轮后连接在所述钢丝绳收紧装置上；
用于安装光学巡检模块的承载板，滑动安装于所述导轨一上，并连接在所述钢丝绳上。
其中，所述轨道上形成有沿其长度方向布置的槽孔，所述钢带从所述槽孔露出且连接所述支架，使所述支架在所述钢带的驱动下沿所述槽孔做直线运动。


2.根据权利要求1所述一种材料舱外光学巡检的驱动装置，其特征在于，还包括摩擦轮安装座，所述传动摩擦轮转动连接在所述摩擦轮安装座上；所述摩擦轮安装座一端铰接在所述轨道的一侧，另一端通过压缩弹簧弹性连接在所述轨道的同一侧，使所述传动摩擦轮将钢带弹性压接在驱动摩擦轮上。


3.根据权利要求2所述一种材料舱外光学巡检的驱动装置，其特征在于，还包括安装板，所述轨道设于所述安装板上；所述安装板在所述轨道的一侧形成有安装槽，所述轨道在所述安装槽的槽口处被中断，所述摩擦轮安装座设于所述安装槽内，所述驱动摩擦轮和所述传动摩擦轮分别位于所述槽口两侧。


4.根据权利要求1至3任一项所述一种材料舱外光学巡检的驱动装置，其特征在于，所述轨道包括成角度设置的收纳段和驱动段，所述驱动摩擦轮和所述传动摩擦轮分别位于所述收纳段的两侧，所述槽孔开设在所述驱动段上。


5.根据权利要求4所述一种材料舱外光学巡检的驱动装置，其特征在于，所述驱动段上设有导轨二，所述导轨二沿所述槽孔延伸方向布置在所述驱动段的外侧，所述导轨二上滑动设有用于连接光学巡检装置的滑块二，所述滑块二穿过所述槽孔并与位于所述驱动段内侧的钢带连接。


6.根据权利要求1至3、5任一项所述一种材料舱外光学巡检的驱动装置，其特征在于，还...

【专利技术属性】
技术研发人员：张聚乐，张伟贵，王乐天，王珂，康博奇，王辅辅，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