[发明专利]一种材料舱外光学巡检的驱动装置以及暴露平台

说明书

本发明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。

技术领域

本发明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。

背景技术

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。