[发明专利]一种真空低温条件下的旋转试验机构及试验方法

说明书

本发明提供了一种真空低温条件下的旋转试验机构及试验方法，涉及航天器模拟试验技术领域。该试验机构包括步进电机、轴承、导电滑环、旋转轴、机构支撑杆、载物台、隔热组件、电加热器、密封接插件、旋转机架、支撑框架和控制系统，旋转机架安装在支撑框架上，步进电机安装在旋转机架上，步进电机通过轴承、旋转轴和导电滑环连接载物台，试验部件悬吊安装在载物台上，步进电机进行无油化处理从而保证试验环境的洁净度，步进电机和导电滑环通过电加热器等结构保证了低温、真空状态下的运行。试验过程中装置整体处于真空、低温状态下运行，并提供恒定的转动速度以及测试信号的传输通道。其具有操作简便、结构互换性高、调节精度高等优点。

技术领域

本发明涉及航天器模拟试验技术领域，尤其是一种真空低温条件下的旋转试验机构及试验方法。

背景技术

随着航天科技的发展，航天器对于真空热试验的需求越来越大，试验项目越来越多，地面试验力求真实模拟航天器在轨情况，为了保证航天器在轨正常运行，需要通过地面模拟试验对在轨状态下的运行情况进行模拟。由于航天器在运行过程中其与太阳、地球的位置不断变化所以需要验证各个组件的温度等适应范围。热能的传递方式包括热传导、热对流、热辐射，太空中为高真空环境，热能的传递方式只有热辐射，因此向阳面受到太阳辐射温度很高，背阴面温度非常低。

航天器为了维持正常的运行，通常会使用一些热控措施，但是由于航天器结构复杂，各个位置的要求与部组件的温度适应范围不同。因此要在地面进行真空热试验进行验证航天器的有效性。现有技术中，模拟不同工况下航天器在轨温度一般使用两种方法：第一种方法为在表面粘贴电加热器，不同位置的电加热器发送不同的功率来模拟在轨情况；第二种方法是使用红外加热笼来模拟太空中的外热流，通过加载不同功率模拟在轨工况。这两种方法均使用一段时间的平均热流值进行加载，与真实情况下的外热流有略微差异。因受到试验系统的限制，无法真实模拟。为此需要提供更为贴合实际的试验条件，试验前把产品固定在一个安装面上，试验中让安装面带动航天器按照在轨实际情况进行旋转，在航天器一侧模拟真实太阳光照，另外一侧模拟地球反射热流等条件，从而可以使得产品能获得在轨真实运动状态下的温度数据。

发明内容

为了实现真空、低温环境下航天器的在轨模拟，提供贴合实际的试验条件，保证试验机构的转速和温度测试精度，本发明提供了一种真空低温条件下的旋转试验机构及试验方法，具体的技术方案如下。

一种真空低温条件下的旋转试验机构，包括驱动电机、联轴器、导电滑环、旋转轴、载物台、隔热组件、电加热器、密封接插件、旋转机架和支撑框架，所述旋转机架安装在支撑框架上，步进电机安装在旋转机架上；所述步进电机通过联轴器、旋转轴和导电滑环连接载物台，试验部件悬吊安装在载物台上；所述驱动电机、导电滑环上分别设置电加热器、T型热电偶和隔热组件，轴承支撑板密封驱动电机和载物台之间的传动部件；所述密封接插件与真空罐体相配合。

优选的是，驱动电机为步进电机，电机支架固定在第一轴承支撑板上，第一轴承支撑板悬吊配置在旋转机架上，旋转机架与支撑框架顶部的导轨相互配合。

还优选的是，第一轴承支撑板上设置有多个吊环螺钉，第一轴承支撑板的边缘设置有多个侧板固定块；第一轴承支撑板和第二轴承支撑板之间设置有多个支撑杆；第一轴承支撑板和第二轴承支撑板的中心位置均设置有轴承座。

还优选的是，驱动电机连接轴承器，轴承器和第一轴承支撑板上的第一轴承座相连，第一轴承座和第二轴承座之间配置有旋转轴，旋转轴上设置有导电滑环。

还优选的是，第一轴承支撑板和第二轴承支撑板之间还布置有第三轴承支撑板，第三轴承支撑板通过支撑杆连接固定第一轴承支撑板和第二轴承支撑板，第三轴承支撑板上设置有轴承座。

进一步优选的是，导电滑环通过滑环支撑杆固定在轴承支撑板上，所述第二轴承支撑板上设置有转速计，转速计通过转速支架固定在第二轴承支撑板和载物台之间。