一種用于空間光學(xué)遙感器的展開式雙自由度輻射散熱器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于航天熱控技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于空間光學(xué)遙感器的展開式雙自由度福射散熱器。
【背景技術(shù)】
[0002]空間光學(xué)遙感器內(nèi)部包含大量發(fā)熱組件，如成像器件及其驅(qū)動電路、制冷機、電機等，工作時產(chǎn)生大量的熱量，隨著空間觀測技術(shù)的發(fā)展以及空間光學(xué)遙感器性能的不斷提升，空間光學(xué)遙感器上的電子學(xué)系統(tǒng)日益復(fù)雜龐大，工作時產(chǎn)生的熱量也不斷增加。而空間光學(xué)遙感器工作過程中產(chǎn)生的熱量必須通過合理的方式進行排散，以保障空間光學(xué)遙感器正常工作。
[0003]目前，排散空間光學(xué)遙感器工作過程中產(chǎn)生的熱量主要采用在空間光學(xué)遙感器外表面加裝固定式輻射散熱器，太陽是影響輻射散熱器的散熱效率的最主要外熱流來源，陽光與輻射散熱器之間的夾角對輻射散熱器的散熱面積和散熱效率有著決定性影響。當(dāng)輻射散熱器直接面對宇宙黑冷空間時，散熱效率最高。對于非太陽同步軌道上的空間光學(xué)遙感器，工作周期內(nèi)由于受到陽光照射，導(dǎo)致固定式輻射散熱器與陽光之間的夾角不斷變化，嚴(yán)重影響輻射散熱器的散熱效率。為達到的散熱效果，通常的解決辦法是增大輻射散熱器的散熱面積，但存在的缺點是，由于散熱面積增加，導(dǎo)致非工作期間所需補償加熱功耗增加，不但會造成能量浪費，而且會造成熱輻射器溫度波動而影響空間光學(xué)遙感器的性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種用于空間光學(xué)遙感器的展開式雙自由度輻射散熱器，解決現(xiàn)有技術(shù)存在能源浪費和由于熱輻射溫度波動而影響光學(xué)遙感器的性能的技術(shù)問題。
[0005]本發(fā)明一種用于空降光學(xué)遙感器的展開式雙自由度輻射散熱器包括感應(yīng)單元、控制單元、驅(qū)動單元、輻射冷板、二維轉(zhuǎn)向機構(gòu)、柔性熱關(guān)節(jié)、鎖緊釋放機構(gòu)和多層隔熱組件；感應(yīng)單元為太陽敏感器，控制單元為控制器，驅(qū)動單元為二維轉(zhuǎn)向機構(gòu)；輻射冷板散熱表面附有涂層，非散熱表面包覆多層隔熱組件，輻射冷板與二維轉(zhuǎn)向機構(gòu)連接，二維轉(zhuǎn)向機構(gòu)固定在空間光學(xué)遙感器上；柔性熱關(guān)節(jié)的低溫端與輻射冷板導(dǎo)熱連接，柔性關(guān)節(jié)的高溫端與空間光學(xué)遙感器內(nèi)部的發(fā)熱組件導(dǎo)熱連接，太陽敏感器安裝在空間光學(xué)遙感器上，控制器安裝在光學(xué)遙感器上，太陽敏感器與控制器之間通過數(shù)據(jù)接口連接，鎖緊釋放機構(gòu)的鎖緊端固定在空間光學(xué)遙感器上，鎖緊機構(gòu)的釋放端固定在輻射冷板上。
[0006]所述多層隔熱組件為20單元隔熱組件，每單元層隔熱組件由一層雙面鍍鋁薄膜和一層滌綸網(wǎng)組成。
[0007]所述二維轉(zhuǎn)向機構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)0°到180°范圍內(nèi)往復(fù)擺動和-270°到+270°范圍內(nèi)的軸向轉(zhuǎn)動。
[0008]本發(fā)明的有益技術(shù)效果:本發(fā)明通過太陽敏感器獲得太陽的方位信息，并實時傳遞給控制器，控制器根據(jù)得到的太陽的方位信息計算出輻射冷板的指向，通過二維轉(zhuǎn)向機構(gòu)驅(qū)動輻射冷板進行進行擺動和轉(zhuǎn)動兩個自由度的調(diào)整，使散熱器的散熱表面背向陽光，減小甚至是消除陽光的影響，提高了輻射散熱器的散熱效率；非工作期間輻射散熱器能夠充分利用太陽能，節(jié)約了航天器能源。
【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明一種用于空間光學(xué)遙感器的展開式雙自由度輻射散熱器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0010]圖2為本發(fā)明一種用于空間光學(xué)遙感器的展開式雙自由度輻射散熱器輻射冷板受到陽光照射的示意圖；
[0011]圖3為本發(fā)明一種用于空間光學(xué)遙感器的展開式雙自由度輻射散熱器輻射冷板進行陽光規(guī)避運動后的示意圖；
[0012]其中，1、輻射冷板，2、二維轉(zhuǎn)向機構(gòu)，3、柔性熱關(guān)節(jié)，4、鎖緊釋放機構(gòu)，5、太陽敏感器，6、控制器，7、多層隔熱組件。
【具體實施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步闡述。
[0014]參見附圖1、附圖2和附圖3，本發(fā)明一種用于空間光學(xué)遙感器的展開式雙自由度輻射散熱器包括本發(fā)明一種用于空降光學(xué)遙感器的展開式雙自由度輻射散熱器包括感應(yīng)單元、控制單元、驅(qū)動單元、輻射冷板1、二維轉(zhuǎn)向機構(gòu)2、柔性熱關(guān)節(jié)3、鎖緊釋放機構(gòu)4和多層隔熱組件7 ;感應(yīng)單元為太陽敏感器5，控制單元為控制器6，驅(qū)動單元為二維轉(zhuǎn)向機構(gòu)
2;輻射冷板I散熱表面附有涂層，非散熱表面包覆多層隔熱組件7，輻射冷板I與二維轉(zhuǎn)向機構(gòu)2連接，二維轉(zhuǎn)向機構(gòu)2固定在空間光學(xué)遙感器上；柔性熱關(guān)節(jié)3的低溫端與輻射冷板I導(dǎo)熱連接，柔性關(guān)節(jié)的高溫端與空間光學(xué)遙感器內(nèi)部的發(fā)熱組件導(dǎo)熱連接，太陽敏感器5安裝在空間光學(xué)遙感器上，控制器6安裝在光學(xué)遙感器上，太陽敏感器5與控制器6之間通過數(shù)據(jù)接口連接，鎖緊釋放機構(gòu)4的鎖緊端固定在空間光學(xué)遙感器上，鎖緊機構(gòu)的釋放端固定在輻射冷板I上。
[0015]所述多層隔熱組件7為20單元隔熱組件，每單元層隔熱組件由一層雙面鍍鋁薄膜和一層滌綸網(wǎng)組成。
[0016]所述二維轉(zhuǎn)向機構(gòu)2能夠?qū)崿F(xiàn)0°到180°范圍內(nèi)往復(fù)擺動和-270°到+270°范圍內(nèi)的軸向轉(zhuǎn)動。
[0017]其中，感應(yīng)單元為太陽敏感器5，采用基于CMOS APS的視場復(fù)用型數(shù)字式太陽敏感器5，控制單元為控制器6，控制器6與太陽敏感器5之間通過RS422接口連接，控制單元與驅(qū)動單元之間通過內(nèi)部電纜連接，控制單元與空間光學(xué)遙感器電子學(xué)系統(tǒng)之間通過內(nèi)部電纜連接，驅(qū)動單元為二維轉(zhuǎn)向機構(gòu)2，實現(xiàn)輻射冷板I的擺動和轉(zhuǎn)動。
[0018]本發(fā)明的工作原理:通過太陽敏感器5檢測出太陽相對于輻射冷板I的方位角，并把檢測出的信息傳給控制器6，控制器6獲得的數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)換為輻射冷板I的坐標(biāo)系角度，并計算出輻射冷板I需要擺動和轉(zhuǎn)動的角度，并發(fā)送指令給二維轉(zhuǎn)向機構(gòu)2，二維轉(zhuǎn)向機構(gòu)2驅(qū)動輻射冷板I運動到相應(yīng)位置。柔性關(guān)節(jié)的作用是實現(xiàn)二維轉(zhuǎn)動過程中的熱量傳遞。
[0019]其中，輻射冷板I的材料為鋁合金，柔性關(guān)節(jié)采用柔性管道，如柔性熱管、波紋管，或者采用柔性導(dǎo)熱索，如銅導(dǎo)索、鋁導(dǎo)熱條，二維轉(zhuǎn)向機構(gòu)2是本發(fā)明的核心部件，驅(qū)動元件選擇步進電機，傳動元件選擇諧波減速器，測量元件選擇編碼器或者旋轉(zhuǎn)變壓器，鎖緊釋放機構(gòu)4可采用常用的火工品解鎖裝置，也可以采用非火工品解鎖裝置，如形狀記憶合金絲驅(qū)動的解鎖裝置。
【主權(quán)項】
1.一種用于空間光學(xué)遙感器的展開式雙自由度輻射散熱器，其特征在于，包括感應(yīng)單元、控制單元、驅(qū)動單元、輻射冷板(I)、二維轉(zhuǎn)向機構(gòu)(2)、柔性熱關(guān)節(jié)(3)、鎖緊釋放機構(gòu)(4)和多層隔熱組件(7);感應(yīng)單元為太陽敏感器(5)，控制單元為控制器￠)，驅(qū)動單元為二維轉(zhuǎn)向機構(gòu)⑵； 輻射冷板(I)散熱表面附有涂層，非散熱表面包覆多層隔熱組件(7)，輻射冷板(I)與二維轉(zhuǎn)向機構(gòu)(2)連接，二維轉(zhuǎn)向機構(gòu)(2)固定在空間光學(xué)遙感器上；柔性熱關(guān)節(jié)(3)的低溫端與輻射冷板(I)導(dǎo)熱連接，柔性關(guān)節(jié)(3)的高溫端與空間光學(xué)遙感器內(nèi)部的發(fā)熱組件導(dǎo)熱連接，太陽敏感器(5)安裝在空間光學(xué)遙感器上，控制器(6)安裝在空間光學(xué)遙感器上，太陽敏感器(5)與控制器(6)之間通過數(shù)據(jù)接口連接，鎖緊釋放機構(gòu)(4)的鎖緊端固定在空間光學(xué)遙感器上，鎖緊機構(gòu)的釋放端固定在輻射冷板(I)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于空降光學(xué)遙感器的展開式雙自由度輻射散熱器，其特征在于，所述多層隔熱組件(7)為20單元隔熱組件，每單元層隔熱組件由一層雙面鍍鋁薄膜和一層滌綸網(wǎng)組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于空間光學(xué)遙感器的展開式雙自由度輻射散熱器，其特征在于，所述二維轉(zhuǎn)向機構(gòu)(2)能夠?qū)崿F(xiàn)0°到180°范圍內(nèi)往復(fù)擺動和-270°到+270°范圍內(nèi)的軸向轉(zhuǎn)動。
【專利摘要】本發(fā)明一種用于空間光學(xué)遙感器的展開式雙自由度輻射散熱器，屬于航天熱控技術(shù)領(lǐng)域，解決了現(xiàn)有技術(shù)存在能源浪費和由于熱輻射溫度波動而影響光學(xué)遙感器的性能的技術(shù)問題；本發(fā)明包括輻射冷板、二維轉(zhuǎn)向機構(gòu)、柔性熱關(guān)節(jié)、鎖緊釋放機構(gòu)、多層隔熱組件、太陽敏感器、控制器和二維轉(zhuǎn)向機構(gòu)；輻射冷板與二維轉(zhuǎn)向機構(gòu)連接，二維轉(zhuǎn)向機構(gòu)固定在空間光學(xué)遙感器上；柔性熱關(guān)節(jié)的低溫端與輻射冷板導(dǎo)熱連接，高溫端與空間光學(xué)遙感器內(nèi)部的發(fā)熱組件導(dǎo)熱連接，太陽敏感器安裝在空間光學(xué)遙感器上，控制器安裝在空間光學(xué)遙感器上，太陽敏感器與控制器之間通過數(shù)據(jù)接口連接，鎖緊釋放機構(gòu)的鎖緊端固定在空間光學(xué)遙感器上，鎖緊機構(gòu)的釋放端固定在輻射冷板上。
【IPC分類】G01D11-00, F28F27-00, G05D3-00
【公開號】CN104536465
【申請?zhí)枴緾N201410788947
【發(fā)明人】郭亮, 馬明朝, 劉春龍, 黃勇, 張旭升, 胡日查
【申請人】中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機械與物理研究所
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年12月17日