一種可攜式地球模擬器的製作方法

2023-05-28 08:11:31 2

專利名稱：一種可攜式地球模擬器的製作方法
技術領域：
一種可攜式地球模擬器技術領域[0001]本實用新型屬於一種模擬器，具體涉及一種可攜式地球模擬器。
技術背景[0002]現有的地球模擬器由工業控制計算機、功率控制箱、地模頭、控制電纜組成， 需要有測試房間，地模頭外形類似圓柱型，外壁上還有電連接器連接電纜，體積大，重 量重，而且紅外地球敏感器裝到衛星上以後，不同衛星型號安裝地模的方式也不同，還 需要安裝各自的地模支架後才能安裝地模頭。整星測試時，有些衛星型號要使用升降車 到衛星頂部安裝地模支架及地模頭，衛星星體本身不但裝有設備而且周圍還有其他測試 設備現場情況複雜，使用升降車非常容易發生事故，因此，安裝地模不僅增加了複雜度 延長了測試時間，而且對整星的安全存在了極大的隱患。然而，有些測試階段(如各階 段健康檢查測試)只需簡單測試紅外敏感器性能，確認狀態，不需要這種複雜的地模安 裝操作，特別是在發射陣地測試塔架上，星箭對接後，衛星加裝了整流罩，星箭適配器 為圓錐型，人員無法(不準)站立在適配器上，即使測試人員進入到整流罩與衛星之間， 在狹小的空間亮度很低的環境下進行加裝地球模擬器、連接測試電纜等工作非常困難， 容易碰壞衛星及其他部件。不僅增加了測試時間，還存在許多安全隱患。發明內容[0003]本實用新型的目的是提供一種可攜式地球模擬器，它可用於對衛星部件紅外地 球敏感器進行功能性檢查，不用安裝到衛星上，可用於多種型號衛星在振動試驗後、熱 真空試驗後、整星推進劑加注後、臨射前的紅外地球敏感器功能性檢查。[0004]本實用新型是這樣實現的，一種可攜式地球模擬器，它包括主體框架，主體框 架的外圍設有外框，主體框架的側端通過旋轉軸與旋轉框架連接，旋轉框架的底邊通過 手柄連接法蘭與手柄連接，主體框架上設有面板，主體框架的下部設有底板，面板上設 有加熱板、顯示屏、電源插孔、加熱開關和加熱指示燈，加熱板的底部設有保溫材料， 加熱板上還設有電熱膜，電熱膜通過溫度傳感器與顯示屏連接。[0005]所述的電源插孔還通過電源線與電源連接，電源的負極通過加熱指示燈、電阻 和加熱開關與電源正極連接，電源的負極連接電加熱膜，電加熱膜與溫度傳感器連接， 溫度傳感器通過加熱開關與電源正極連接，溫度傳感器還與溫度測量與顯示錶連接。[0006]所述的主體框架的材料為環氧樹脂玻璃鋼板。[0007]本實用新型的優點是，本發明採用可攜式設計，集供電、加熱、溫度測量與顯 示於一體、不需要往星上安裝，與星體無接觸，無控制電纜，且具有價格低廉等優點。


[0008]圖1為本實用新型所提供的一種可攜式地球模擬器示意圖；[0009]圖2為電源原理圖。[0010]圖中，1主體框架，2加熱板，3旋轉框架，4面板，5電源插孔，6溫度測量與 顯示錶，7手柄連接法蘭，8手柄，10加熱指示燈，11加熱開關，12旋轉軸，19外框。
具體實施方式
[0011]
以下結合附圖和實施例對本實用新型進行詳細描述[0012]一種可攜式地球模擬器，它包括地模主體框架1、加熱板2、旋轉框架3、面板 4、電源插孔5、溫度測量與顯示錶6、手柄連接法蘭7、手柄8、電池盒9、加熱指示燈 10、加熱開關11、旋轉軸12、電熱膜、保溫材料、底板和外框19等部件。[0013]如圖1所示，一種可攜式地球模擬器它包括方框狀的主體框架1，主體框架1的 外圍為外框19，主體框架1的側端通過旋轉軸12與旋轉框架3連接，旋轉框架3的底邊 通過手柄連接法蘭7與手柄8連接，主體框架1上安裝有面板4，主體框架1的下部安裝 有底板，主體框架1、面板4和底板構成殼體，面板4上安裝有矩形的加熱板2，還鑲嵌 有顯示屏6，顯示屏6的一側安裝有電源插孔5，電源插孔5可通過電線與電源連接，顯 示屏6的另一側安裝有加熱開關11和加熱指示燈10。其中在加熱板2的底部安裝有保溫 材料，加熱板2上還粘貼有電熱膜，電熱膜下面用矽橡膠粘貼有溫度傳感器並連接到顯 示屏6上。[0014]如圖2所示，電源的負極通過加熱指示燈、電阻和加熱開關與電源正極連接， 電源的負極連接電加熱膜，電加熱膜與溫度傳感器連接，溫度傳感器通過加熱開關與電 源正極連接，溫度傳感器還與溫度測量與顯示錶連接，在電源正極和負極之間還連接有 晶片 LM7805。[0015]地模主體框架1由環氧樹脂玻璃鋼板加工製成，在面板4上鑲嵌著溫度測量與顯 示表6、電源插孔5加熱指示燈10、加熱開關11，面板4下面有熱板壓框，電熱膜粘貼在 加熱板2上，電熱膜下面用矽橡膠粘貼溫度傳感器並連接到溫度測量與顯示錶6上，電池 盒內裝有12節4500mAh鎳氫充電電池，通過導線將電源插頭插到電源插孔5，將電源分 別供給加熱開關11和集成穩壓器，電源經集成穩壓器穩壓到直流5V後給溫度測量與顯示 表6供電，連接到溫度測量與顯示錶6的溫度傳感器測溫。使用時將電池盒電源插頭插 到電源插孔5上，溫度測量與顯示錶6顯示當前環境溫度，接通加熱開關11使電熱膜加 熱同時加熱指示燈10點亮，從溫度測量與顯示錶6上觀察溫度，當加熱板2溫度高於環 境溫度35°C時，斷開加熱開關11，由於加熱板2底部有保溫材料保溫材料，熱板溫度可 以保持很長時間，當加熱板2溫度與環境溫度差低於30°C時，再接通接通加熱開關11使 電熱膜加熱。由於衛星型號不同，各衛星的紅外地球敏感器安裝坐標各不相同，為了使 可攜式地球模擬器應用廣泛，將旋轉軸12從地模主體框架1內壁安裝到地模主體框架1 上，將旋轉框架3安裝到旋轉軸12上，這樣可攜式地球模擬器可旋轉角度，適應測試需 要，旋轉框架3上裝有手柄連接法蘭7，將手柄8安裝到連接法蘭7上，手柄8設計成可 加長結構，使可攜式地球模擬器應用廣泛，可適應各種太空飛行器測試的需要，外框19為兩 個拼接式結構，地模主體框架1、加熱板2、熱板壓框、面板4、底板裝配完成後，將外 框19拼接到地模主體框架1四周，用8個M2.5mm沉頭螺釘與旋轉軸12裝配，即固定了 旋轉軸12，又完成了可攜式地球模擬器的整體組裝。[0016]將印有加熱材料的聚醯亞胺不乾膠電熱膜，粘貼到發黑處理過的鋁板上，作為發熱板來模擬地球溫度；加熱板粘貼測溫元件，作為溫度測量。加熱板鑲嵌到模擬器主 體框架上，旋轉軸從地模主體框架內部向外安裝，再壓上熱板壓框，面板上設有LED溫 度測量與顯示錶、電源插孔、加熱開關，加熱板底部先選用4層聚醯亞胺鍍鋁薄膜粘貼 到加熱膜上，反射熱能量，起到隔熱絕緣作用，再充填保溫材料蓋上底板及面板，外框 為兩個拼接式結構，裝配時將外框拼接到地模主體框架四周，用8個M2.5mm沉頭螺釘與 旋轉軸裝配，即固定了旋轉軸，又固定了外框，並且完成了地模主體框架、加熱板、熱 板壓框、面板、底板的裝配，旋轉框架上安裝有手柄連接法蘭，安裝到旋轉軸上，這樣 可攜式地球模擬器可旋轉角度，適應各種太空飛行器測試需要，根據使用角度需要，可轉動 並鎖緊結構板，使加熱板在紅外敏感器掃描視場內，根據使用場合，模擬器手柄長度可 加長。[0017]使用時根據環境溫度將熱板加熱到所需溫度。關閉加熱開關，停止加熱，根據 溫度表顯示，開/關加熱開關，使溫差保持在35士5°C，由於有保溫措施，所以溫度持續 時較長。[0018]為使模擬器快速加溫，使用前可使用直流20V穩壓電源供電，加溫時間約3分 鍾，使用時用12V便攜電池組供電，得到加溫、續溫效果，連續使用時間大於3.5小時。 電池組由12節1.2V/4500mAh充電電池組成。[0019]本實用新型用環境溫度作為冷源模擬天空，用電加熱形成的熱源模擬地球溫 度，利用溫度差實現地球和天空輻射亮度差的模擬，到紅外地球敏感器的視場內，形成 天空和地球信號，在很近距離內實現太空飛行器與地球輻射之間的光路模擬。[0020]本實用新型的原理是紅外地球敏感器可敏感地球和空間紅外輻射能量，我們 在地面測試時可以用熱源和環境溫度模擬地球和天空輻射亮度差。[0021]電源採用鎳氫電池組，供電簡單，可反覆充電使用，[0022]上述方案的原理是目前，鋰電池、鎳氫電池生產工藝先進，電池容量大， 使用壽命長，考慮到如使用鋰電池容量大、體積小、重量輕，可以將電池放到主體框架 內，但會增加成本，而且增加了主體重量，充電控制複雜，電池容易爆炸，所以，選用 12節1.2V容量為4500mAh鎳氫充電電池及配套充電器，原設計將電池放在手柄內，手柄 上有電源開關，但這樣手柄長度不可調整，不利於廣泛應用，因此，採用電池盒供電。[0023]選擇主體框架材料也很重要，採用硬鋁重量輕、強度高、加工簡單，但隔熱絕 緣性能不好；採用聚四氟乙烯加工簡單、隔熱絕緣性能好，但重量重，成本增加，所 以採用環氧樹脂玻璃鋼板按照設計圖紙加工製成，該材料具有成本低廉、重量輕、強度 高、絕緣、隔熱性能好、易於加工等特點，但加工組裝後，感覺重量還是偏重，於是， 將主體框架、熱板壓框作挖空減重處理，這樣處理後，不但減輕了重量，更有利於隔 熱。[0024]可攜式地球模擬器集供電、加熱、溫度測量與顯示於一體、不需要往星上安 裝，與星體無接觸，不連接控制電纜。[0025]紅外敏感器只要天空與地球溫度差大於10°C即可實現測量，測量時用加熱板和 環境溫度差模擬地球與天空溫度，雖然溫度差值精度要求不高(一般35士5°C)，也應該 測量出熱板和環境溫度，如用兩套測溫顯示錶會增加體積和重量，可攜式地球模擬器存 放在測試環境，在通電後加熱之前測出的溫度既是環境溫度，接通加熱開關後電熱板加熱，當熱板溫度高於環境溫度35°C時即可使用，為了使熱板加熱迅速，另配置了 20V直 流穩壓電源，使用時先用穩壓電源通過面板上電源插孔供電加熱，到達預定溫度後，再 用電池供電，起到續溫加溫作用。[0026] 本實用新型克服現有技術的不足，提供了一種輕巧可攜式地球模擬器，在整流 罩外邊操作，對紅外地球敏感器進行功能測試，不但縮短了測試時間，更保證了整星安 全。本發明已用於遙感衛星2號、遙感衛星4號、遙感衛星7號整星各階段健康檢查測試 及發射前對紅外地球敏感器的功能性測試，經使用證明，該發明達到了測試功能，紅外 地球敏感器檢出的地球方波清晰，幅值正常，遙測數據顯示的地球弦寬、姿態角正確， 能夠滿足對紅外地球敏感器功能性檢查要求。
權利要求1.一種可攜式地球模擬器，其特徵在於它包括主體框架(1)，主體框架(1)的外圍 設有外框(19)，主體框架(1)的側端通過旋轉軸(1 與旋轉框架C3)連接，旋轉框架(3) 的底邊通過手柄連接法蘭(7)與手柄(8)連接，主體框架(1)上設有面板G)，主體框架(I)的下部設有底板，面板(4)上設有加熱板( 、顯示屏(6)、電源插孔( 、加熱開關(II)和加熱指示燈(10)，加熱板O)的底部設有保溫材料，加熱板( 上還設有電熱 膜，電熱膜通過溫度傳感器與顯示屏(6)連接。
2.如權利要求1所述的一種可攜式地球模擬器，其特徵在於所述的電源插孔(5) 還通過電源線與電源連接，電源的負極通過加熱指示燈、電阻和加熱開關與電源正極連 接，電源的負極連接電加熱膜，電加熱膜與溫度傳感器連接，溫度傳感器通過加熱開關 與電源正極連接，溫度傳感器還與溫度測量與顯示錶連接。
3.如權利要求1所述的一種可攜式地球模擬器，其特徵在於所述的主體框架(1)的 材料為環氧樹脂玻璃鋼板。
專利摘要本實用新型屬於一種模擬器，具體涉及一種可攜式地球模擬器。一種可攜式地球模擬器，它包括主體框架，主體框架的外圍設有外框，主體框架的側端通過旋轉軸與旋轉框架連接，旋轉框架的底邊通過手柄連接法蘭與手柄連接，主體框架上設有面板，主體框架的下部設有底板，面板上設有加熱板、顯示屏、電源插孔、加熱開關和加熱指示燈，加熱板的底部設有保溫材料，加熱板上還設有電熱膜，電熱膜通過溫度傳感器與顯示屏連接。本實用新型的優點是，本實用新型採用可攜式設計，集供電、加熱、溫度測量與顯示於一體、不需要往星上安裝，與星體無接觸，無控制電纜，且具有價格低廉等優點。
文檔編號G01C25/00GK201808672SQ20092029872
公開日2011年4月27日 申請日期2009年12月31日 優先權日2009年12月31日
發明者關彬, 呂恩海, 張屹峰, 張欣, 曾春平, 李亞強, 趙鍵, 邢林峰 申請人:北京控制工程研究所