[发明专利]一种空间直线运动机构和在轨巡检装置

说明书

本发明涉及一种空间直线运动机构和在轨巡检装置，包括：驱动机构、摩擦轴、摩擦杆、导轨、滑动板和预紧组件，摩擦轴固定安装在驱动机构的输出端；摩擦杆与摩擦轴垂直摩擦配合；导轨与摩擦杆平行设置；滑动板与导轨滑动连接，且在导轨两侧分别延伸形成第一安装端和第二安装端，第一安装端位于导轨与摩擦杆之间；驱动机构靠近其输出轴的位置安装在第一安装端上方，第二安装端与驱动机构之间预留有预紧间隙，预紧组件位于预紧间隙内且两端分别抵靠第二安装端和驱动机构并产生预紧力，使滑动板和摩擦轴分别压紧导轨和摩擦杆。本发明是一种环境适应性强、可靠性高的空间直线运动机构。

技术领域

本发明涉及空间机构领域，尤其涉及一种空间直线运动机构和在轨巡检装置。

背景技术

随着人们对空间技术及空间科学的探索，太空、月球、火星作业及深空探测的不断发展，对空间机构的需求越来越多；太空具有高低温交变、高真空、强辐射、空间碎片冲击等环境特点，设计一种环境适应性强、可靠性高的空间直线运动机构成为亟待解决的问题。

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