[发明专利]一种虹膜光圈构件及其虹膜光圈式的热控机构

说明书

本发明提供一种虹膜光圈构件及其虹膜光圈式的热控机构，所述虹膜光圈构件包括：转盘、固定底板、叶片和连杆构件，所述转盘与所述固定底板旋转连接，所述叶片的一端通过转动构件与所述转盘相连接，所述叶片的另一端通过连杆构件与所述固定底板上的开口槽滑动连接。本发明利用驱动器带动所述虹膜光圈构件的叶片运动，控制光圈的大小，其结构简单，叶片的光圈最大孔径可通过改变叶片的直径进行灵活调整，并且其叶片所组成的虹膜光圈可在完全闭合和完全打开之间进行连续的无级调节，调节的分度设置可自由选择；通过调节所述叶片的光圈大小，本发明能够精确调节所述虹膜光圈式的热控机构的当量发射率，有效控制固定底板或其他控温目标的温度。

技术领域

本发明涉及一种热控机构，尤其涉及一种虹膜光圈构件，并涉及包括了该虹膜光圈构件的虹膜光圈式的热控机构。

背景技术

航天器的热控技术主要用来保证航天器的结构部件和仪器设备在空间环境下处于一个合适的温度范围，使其能够正常工作。当前航天器上广泛采用的热控方式大致分为被动式和主动式两大类。被动式热控是一种开环式控制，主要依靠合理布局和选用具有适当热物理性能的材料和结构比较简单的热控装置来组织换热过程。被动式热控具有简单易行、性能可靠和工作寿命长的特点，但一般不具备自动调节温度的能力。主动式热控则是采用闭环式控制，现有技术中，辐射式的主动热控机构是利用驱动器带动动作部件，调节辐射散热能力，进而控制温度；目前航天器上已经有应用的辐射热控机构有热控百叶窗、热控转盘和柔性叶片热控机构等，采用这种主动式热控时，可以根据需要主动命令执行机构动作，实现温度的自动控制，但是这类热控装置比较复杂，必然增加热控系统的质量，有些还要耗电，但基于其能够实现更严苛的温度保证，因此，在航天器上应用较广。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是需要提供一种能够调整有效热辐射性质，达到控制航天器温度，并合理降低装置复杂程度的虹膜光圈式的热控机构。

对此，本发明提供一种虹膜光圈构件，包括：转盘、固定底板、叶片和连杆构件，所述转盘与所述固定底板旋转连接，所述叶片的一端通过转动构件与所述转盘相连接，所述叶片的另一端通过连杆构件与所述固定底板上的开口槽滑动连接。

本发明的进一步改进在于，所述转盘旋转设置于所述固定底板上，所述转盘通过所述固定底板约束其转动路径。

本发明的进一步改进在于，所述转动构件包括转动轴。

本发明的进一步改进在于，所述连杆构件包括连接柱。

本发明的进一步改进在于，所述叶片的数量为六片以上，其中，位置相邻的两片叶片之间根据预设高度间隔设置于所述转盘上。

本发明的进一步改进在于，所述叶片包括弧形叶片和条状叶片中的任意一种。

本发明的进一步改进在于，所述虹膜光圈构件的安装结构板上设置为散热面，所述叶片的热辐射发射率低于所述虹膜光圈构件的安装结构板的热辐射发射率。

本发明还提供一种虹膜光圈式的热控机构，包括了如上所述的虹膜光圈构件，还包括温度传感器、控制模块和电机，所述控制模块获取所述温度传感器所测量的温度值，并对所述温度值和目标温度进行对比分析，若温度值高于目标温度则通过电机驱动所述转盘旋转使得叶片向圆周方向扩散，所述虹膜光圈构件的光圈扩大；若温度值低于目标温度则通过电机驱动所述转盘旋转使得叶片向圆心方向聚拢，所述虹膜光圈构件的光圈缩小。

本发明的进一步改进在于，所述温度传感器安装于所述虹膜光圈构件的安装结构板上。

本发明的进一步改进在于，所述虹膜光圈式的热控机构安装在卫星蒙皮内或卫星阴影区，所述虹膜光圈式的热控机构的辐射换热公式为：其中，q为表面辐射散射量，∈_eq为当量发射率，A_r为辐射面积，T_r为固定底板温度，T_s为环境温度。