适于太空环境的驱动装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于航天领域，具体涉及一种适于太空环境的驱动装置。大齿轮与输出轴键连接，输出轴由装于减速箱箱体和减速箱背板上的轴承支承，小齿轮轴和大齿轮啮合，构成减速机构；步进电机驱动小齿轮轴，转角传感器检测输出轴的转角，在夹层壳体内安装加热电阻，内壁面上贴热电偶；夹层中间充填熔点为４０摄氏度的石蜡。所有电信号通过电连接器和控制器相连接。电机工作环境温度被控制器控制，从而使普通步进电机适于太空环境使用，可以显著降低航天驱动机构的成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于航天领域，具体来说涉及一种适于太空环境的驱动装置。
技术介绍
航天器在太空中要适应太空环境，太空环境的特点是(1)极端温度由于真空，传 热方式主要是辐射，受阳光直接照射的一面，可产生高达IO(TC以上；而背阴的一面，温度 则可低至-10(TC -20(TC。 (2)高真空在通常的航天器飞行区域，压力一般为10—6pa。 (3)微重力由于远离地球，引力减小，重力加速度小于1% g。其中对航天工作装置影响最大的是高温低温以及高真空度。电器在真空中会发生"放电现象"，而工业中常用电器的工作温度都在_40°C +60°〇之间。 真空放电是指电气在低气压或高真空环境并有高电压存在时电极间的放电现象。 技术专利97243359. 7"真空放电的防护装置"设计了一种防护装置，其结构是在每个丝 状结构处，设置一个环形金属腔体，将丝的尖端置于其中，腔体封闭并与丝体作电连接。优 化设计是同时对高压电源的腔体进行树脂灌封。本设计在不增加仪器体积、重量与能耗的 前提下，有效地消除了高压真空放电现象，从而可以完全消除放电引起的测量噪声，并确保 仪器不会受到放电损坏。 技术专利200920142674. X "航空航天用高温柔软电线"公开了一种航空航天 用高温柔软电线包括7根或7根以上的导体，导体外包裹着绝缘层。所述的导体为镀银软 圆铜线。所述的导体外绝缘层材料为四氟乙烯-全氟烷基乙醚共聚物。本技术的电线 导体采用多根镀银软铜线，提高了柔软性；绝缘层采用高强度热塑型氟乙烯-全氟烷基乙 醚共聚物材料，具有耐高温、耐油、耐磨、耐酸碱、耐各种化学腐蚀，机械强度高、柔软易加工 等优点，增加了耐高温250°C级的柔软型系列新产品。 技术专利200620078926. 3 "微矩形气密电连接器"设计了一种微矩形气密电 连接器，包括外壳、玻璃管、插孔、插孔引出端，所述外壳、插孔、插孔引出端皆为金属件，所 述玻璃管套在插孔外并将插孔封装在金属壳体内，插孔和插孔引出端皆为两排，本实用新 型将一排插孔的封装部位打弯，使插孔引出端由两排变成一排；将玻璃管封装件改为用玻 璃粉直接填充在插孔打弯部位，并与外壳烧结成玻璃实体进行封装。此一排引出端的数量 不变，在外壳上的横向长度不变，所述插孔引出端的间距縮短为插孔间距的1/2长。由此使 连接器的结构更紧凑，体积更小；具有良好的密封效果。其漏率达到1X10—"Pa^3/s，能满 足整机的气密性要求，可用于航空、航天、舰艇及电子信息
专利技术专利98122251. X "—种相变贮能复合材料"公开了一种相变贮能复合材料。该相变贮能复合材料是以复合金属相变材料作为贮能体，由至少两种相变材料做成，两种材料互相叠合，在相变材料表层分别由具有涂层的金属或非金属外壳包裹。此相变贮能电热复合材料可广泛用于家用电器、仪器仪表及航空航天领域等控温保温场合。 以上专利都对适于太空环境的某些元件进行了设计。但在将来的空间站建设以及目前地面进行航天器模拟太空环境试验中，都需要各种驱动装置。尤其需要在工业中普遍应用的步进电机等易于控制的机构。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种适于太空环境的驱动装置，它可以代替人 手，来完成宇航服在热辐射实验中的操作，或用于太空环境中作业的机械手的驱动，辅助完 成太空站的建设。 本专利技术的技术方案是这样实现的 —种适于太空环境的驱动装置，其特征在于，构成该装置的零部件及其连接为大 齿轮与输出轴键连接，所述的输出轴通过第一轴承和第二轴承分别安装于减速箱箱体和减 速箱背板上；通过放置于减速箱箱体通孔中环形槽中的第一密封圈，实现输出轴与减速箱 箱体的密封。 小齿轮轴通过第三轴承和第四轴承分别安装于减速箱箱体和减速箱背板上；所述 的大齿轮与所述的小齿轮轴啮合。 减速箱背板通过止口和减速箱箱体的下口配合，通过沉头螺钉与减速箱箱体的螺 纹连接固定。 步进电机轴经减速箱背板上的一个阶梯孔与小齿轮轴下端的盲孔配合，用步进电 机轴紧定螺钉固定，步进电机的壳体采用螺钉安装在减速箱背板上； 转角传感器经减速箱背板上的另一个阶梯孔与输出轴下端的盲孔配合，并用传感 器轴紧定螺钉固定；转角传感器外壳固定在减速箱背板上。 在夹层壳体形成的内部圆筒形空腔的两侧壁面上对称安装第一加热电阻和第二 加热电阻，内壁面上贴有热电偶。 夹层壳体通过螺钉与减速箱箱体的螺纹连接固定，其间通过置于减速箱箱体密封槽中的第二密封圈密封；通过夹层壳体外壁两侧设的各一个螺孔向夹层中间的80%空间充填熔点为40摄氏度的石蜡，然后两侧的螺孔用螺堵和组合密封垫圈封闭。 在夹层壳体的底部设置通孔，并安装具有密封功能的电连接器；转角传感器，第一加热电阻，热电偶，第二加热电阻，步进电机的供电和控制线都连接在电连接器的一端，电连接器的另一端通过耐高温和低温的屏蔽电缆和控制器相连接。 本专利技术的有益效果 本专利技术基于对电机工作环境进行控制的原理，设计了一种适于太空环境的步进电 机，减速器等一体的驱动装置，可以使工业级电器元件适应于空间环境使用，可以显著降低 成本。它可以代替人手，来完成宇航服在热辐射实验中的操作，或用于太空环境中作业的机 械手的驱动，辅助完成太空站的建设。附图说明 图1适于太空环境的驱动装置结构示意图。 图2适于太空环境的驱动装置的电路框图。 附图中第三轴承1，大齿轮2，小齿轮轴3，输出轴4，第一轴承5，第一密封圈6，传 感器轴紧定螺钉7，第二轴承8，减速箱箱体9，组合密封垫圈10，螺堵11 ，螺钉12，沉头螺钉 13，转角传感器14，第一加热电阻15，热电偶16，夹层壳体17，石蜡18，螺钉19，电缆20，电连接器21 ，第二加热电阻22，步进电机23，螺钉24，减速箱背板25，第四轴承26，螺钉27，第 二密封圈28，步进电机轴紧定螺钉29具体实施例方式下面结合附图和实施例对本专利技术进一步详细说明。 首先介绍本专利技术零部件的结构 减速箱箱体9，见图l，为断面为形的圆筒，其内端面上开有一个通孔和一个盲 孔，在通孔中，设一环形槽和一沉孔。通孔和盲孔两孔间距为大齿轮2和小齿轮轴3的中心 距。在通孔的沉孔中安装第一轴承5，在通孔中的环形槽中安装第一密封圈6 ;盲孔中安装 第三轴承1。减速箱箱体9的法兰上均布螺纹孔和一放置第二密封圈28的密封槽，用于与 夹层壳体17连接及其间的密封。 减速箱背板25见图l，其一个面上设两个阶梯孔，一个阶梯孔用于安装第四轴承 26和步进电机23轴的穿过其孔与小齿轮轴3连接；另一个梯阶孔用于安装第二轴承8和 转角传感器14轴的穿过其孔与输出轴4的连接。减速箱背板25上设一个止口、法兰上均 布四个沉孔，用于与减速箱箱体9的螺纹连接。在减速箱背板25的另一个面上设有固定转 角传感器14和步进电机23的螺纹孔。 夹层壳体17见图l，其形状为圆筒形，上端部为法兰形，内部为圆筒形空腔，用不 锈钢薄板焊接而成。外表面经过抛光处理，以减小对辐射的吸收强度。两侧都开有螺孔，通 过该螺孔向夹层中间的80%空间充填熔点为40摄氏度的石蜡18，然后两侧的螺孔用螺堵 ll和组合密封垫圈IO封闭。在夹层壳体17的底部开有一通孔，周边均布螺孔，用于安装具 有密封功能的电连接器21 ，实现壳体内外的电信号互通本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适于太空环境的驱动装置，其特征在于，构成该装置的零部件及其连接为：大齿轮（２）与输出轴（４）键连接，所述的输出轴（４）通过第一轴承（５）和第二轴承（８）分别安装于减速箱箱体（９）和减速箱背板（２５）上；通过放置于减速箱箱体（９）通孔中环形槽中的第一密封圈（６），实现输出轴（４）与减速箱箱体（９）的密封；小齿轮轴（３）通过第三轴承（１）和第四轴承（２６）分别安装于减速箱箱体（９）和减速箱背板（２５）上；所述的大齿轮（２）与所述的小齿轮轴（３）啮合；减速箱背板（２５）通过止口和减速箱箱体（９）的下口配合，通过沉头螺钉（１３）与减速箱箱体（９）的螺纹连接固定；步进电机（２３）轴经减速箱背板（２５）上的一个阶梯孔与小齿轮轴（３）下端的盲孔配合，用步进电机轴紧定螺钉（２９）固定，步进电机（２３）的壳体采用螺钉（２４）安装在减速箱背板（２５）上；转角传感器（１４）经减速箱背板（２５）上的另一个阶梯孔与输出轴（４）下端的盲孔配合，并用传感器轴紧定螺钉（７）固定；转角传感器（１４）外壳固定在减速箱背板（２５）上；在夹层壳体（１７）形成的内部圆筒形空腔的两侧壁面上对称安装第一加热电阻（１５）和第二加热电阻（２２），内壁面上贴有热电偶（１６）；夹层壳体（１７）通过螺钉（２７）与减速箱箱体（９）的螺纹连接固定，其间通过置于减速箱箱体（９）密封槽中的第二密封圈（２８）密封；通过夹层壳体（１７）外壁两侧设的各一个螺孔向夹层中间的８０％空间充填熔点为４０摄氏度的石蜡（１８），然后两侧的螺孔用螺堵（１１）和组合密封垫圈（１０）封闭；在夹层壳体（１７）的底部设置通孔，并用螺钉（１９）安装具有密封功能的电连接器（２１）；转角传感器（１４），第一加热电阻（１５），热电偶（１６），第二加热电阻（２２），步进电机（２３）的供电和控制线都连接在电连接器（２１）的一端，电连接器（２１）的另一端通过耐高温和低温的屏蔽电缆（２０）和控制器相连接。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周明连，文剑，吕宠，赵鑫，王彦超，张春，张玉堃，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]