CN111122425B - 一种试验箱旋转升降定位装置以及材料舱外暴露装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种试验箱旋转升降定位装置以及材料舱外暴露装置，试验箱旋转升降定位装置包括：驱动滑环安装在升降驱动部的驱动端，在升降驱动部的驱动下做旋转运动，驱动滑环侧壁上设有螺旋滑道；升降滑环套设在驱动滑环内，升降滑环上设有滑环销轴，滑环销轴一端位于螺旋滑道内；导向滑环套设在升降滑环内，导向滑环上设有竖直布置的导向滑道，滑环销轴另一端位于导向滑道内；旋转部安装在升降滑环上并在旋转驱动部的驱动下相对于升降滑环做旋转运动；安装座上设有两个微动开关；一端通过弹簧可轴向滑动的设于安装座内，另一端在弹簧的作用下被弹性支撑在支撑板上；安装座随旋转部旋转升降过程中，支杆在弹簧作用下触发微动开关实现旋转升降定位。

Description

一种试验箱旋转升降定位装置以及材料舱外暴露装置

技术领域

本发明涉及航天材料暴露相关领域，具体涉及一种试验箱旋转升降定位 装置以及材料舱外暴露装置。

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。

在材料舱外暴露装置中，为观察暴露材料表面形貌，需要各个方向的材 料暴露实验箱暴露到具有光学成像系统一侧。目前，材料空间环境暴露实验 一般采用直接利用材料盒进行暴露，并无任何其他支撑操作装置，无法实现 材料箱样品暴露面向迎风、背风、左舷、右舷方向可选择性暴露，即无法实 现对材料箱样品各个暴露面的在轨检测；而且在暴露过程中也没有对试验箱 暴露位置等进行监测的相关装置。

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。

(7)太阳辐照环境影响

由于太阳辐照，会使得机械结构件产生机械力，尤其是受热不均引起的 热弯曲效应最大，会使得结构产生低频振动。此外，温度的变化对于机构内 的润滑剂的选用影响较大，需选择抗温变性能好的润滑剂。

(8)冷黑环境影响

冷黑环境是指不考虑太阳与航天器的辐射，航天器的热辐射全部被太空 吸收，没有反射的环境。冷黑环境易导致航天器上的可伸缩性机构的伸展性 能，并且影响某些有机材料的性能，导致材料的老化与脆化等。

由空间环境因素导致机构出现故障的失效形式与失效机理，如表1所示。

表1空间环境因素对机构失效的影响

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有的材料暴露试验无法在特定狭小空 间内，实现材料箱样品暴露面向迎风、背风、左舷、右舷方向可选择性暴露， 即无法实现对材料箱样品各个暴露面的在轨检测，而且很难做到对试验箱暴 露位置进行精确定位。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种试验箱旋转升降定位装 置，包括：

驱动滑环，所述驱动滑环安装在升降驱动部的驱动端，并在升降驱动部 的驱动下做旋转运动，所述驱动滑环侧壁上设有螺旋滑道；

升降滑环，所述升降滑环套设在所述驱动滑环内，所述升降滑环上设有 滑环销轴，所述滑环销轴一端位于所述螺旋滑道内；

导向滑环，所述导向滑环套设在升降滑环内且底部固定，所述导向滑环 上设有竖直布置的导向滑道，所述滑环销轴另一端位于所述导向滑道内；

旋转部，所述旋转部安装在所述升降滑环上并在旋转驱动部的驱动下相 对于所述升降滑环做旋转运动；

安装座，随旋转部同步运动，所述安装座上设有两个微动开关；

支杆，一端通过弹簧可轴向滑动的设于所述安装座内，另一端在所述弹 簧的作用下被弹性支撑在支撑板上；所述支撑板上设有若干旋转定位部，若 干所述旋转定位部分别位于试验箱旋转升降机构旋转中心的四周；两个所述 微动开关分别位于所述支杆轴向滑动的起始端和末端；

其中，所述安装座随旋转部旋转升降过程中，所述支杆在弹簧作用下触 发所述微动开关实现旋转升降定位。

本发明的有益效果是：本发明的旋转升降定位装置，利用驱动滑环、升 降滑环、导向滑环以及旋转部的配合，实现在特定狭小空间内，集成旋转和 升降运动，可在特定狭小空间内实现试验箱旋转升降运动，能够在空间站舱 外有限空间内安装时，避免在旋转过程中触碰附近的天线支架、其他载荷等 设备，可实现材料箱样品暴露面向迎风、背风、左舷、右舷方向可选择性暴 露，即实现对材料箱样品各个暴露面的在轨检测，方便从各个方向观察暴露 材料表面形貌；将安装座安装在旋转部上，支杆被弹性支撑在支撑板上，利 用弹簧的弹性作用力，当旋转部上升时，所述支座随着旋转部上升，支杆沿 安装座滑动并在弹簧的作用下继续支撑在支撑板上，支杆一端脱离起始端的 微动开关并移动至触发末端的微动开关，利用末端的微动开关反馈旋转部上 升至设定位置；当旋转部旋转时，所述支座随着旋转部旋转，支杆沿支撑板 移动并移动至旋转定位部时，配合旋转定位部使支杆触发末端的微动开关实 现旋转定位。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述旋转部包括旋转滑环和定位滑环，所述旋转滑环套设在所 述导向滑环内，所述旋转滑环靠近底部的位置设有沿其周向布置的环形滑 槽，所述滑环销轴另一端穿过所述导向滑道后置于所述环形滑槽内；所述定 位滑环套设在所述旋转滑环内且底部固定，所述定位滑环中部为布置线缆的 中空结构。

采用上述进一步方案的有益效果是：旋转滑环不仅作为升降运动的执行 部件，还作为旋转运动的导向部件，当旋转运动时，旋转滑环上的环形滑槽 可为滑环销轴提供导向。定位滑环可为线缆等提供放置空间，放置线缆占用 外部空间，而且也为旋转滑环的升降提供导向定位。

进一步，所述旋转滑环顶部安装有固定罩，所述旋转驱动部安装在所述 固定罩上，所述导向滑环顶部外周侧设有驱动齿轮，所述旋转驱动部的驱动 端设有与所述驱动齿轮啮合的传动齿轮，所述旋转驱动部通过驱动所述传动 齿轮沿所述驱动齿轮转动，带动旋转滑环及其上的固定罩做旋转运动。

采用上述进一步方案的有益效果是：固定罩可为试验箱的安装提供支 撑，而且导向滑环升降后被锁定后，利用导向滑环实现旋转驱动部、固定罩 以及旋转滑环的旋转，使旋转升降互不干扰。

进一步，所述支撑板上设有环形滑道，所述支杆另一端在所述弹簧的作 用下被弹性支撑在所述环形滑道内，所述旋转定位部位于所述环形滑道内。

采用上述进一步方案的有益效果是:环形滑道可对支杆提供移动区域， 并为支杆的移动进行限位。

进一步，所述旋转定位部为开设在所述环形滑道底部的凹槽，所述安装 座随试验箱旋转机构旋转过程中，所述支杆另一端在所述环形滑道内移动， 此时所述支杆一端位于两个微动开关之间，当所述支杆另一端移动至所述凹 槽内时，所述支杆一端触发支杆轴向滑动末端的微动开关实现旋转定位信号 反馈，触发旋转驱动部，实现旋转定位。

采用上述进一步方案的有益效果是:支杆另一端在弹簧的弹性作用下 始终支撑在环形滑道内或凹槽内，并且利用第二微动开关实现支杆在环形滑 道中旋转到各个凹槽内时进行定位，当支杆另一端每移动到一个凹槽内时， 支杆一端触发第二微动开关，表示旋转到位，实现精准的旋转定位。

进一步，所述凹槽为V型槽，其两个槽壁分别沿所述旋转方向依次布置； 所述凹槽的槽底为平面或圆弧面，所述支杆另一端为圆弧面。

采用上述进一步方案的有益效果是:采用V型槽结构，可方便支杆另一 端能够沿V型槽的槽壁稳定移入到凹槽内或从凹槽内移出，避免出现卡死情 况。

进一步，所述安装座上设有一端敞口、另一端封闭的滑槽，所述弹簧位 于所述滑槽的封闭端内侧，所述支杆一端与所述弹簧抵接，另一端从所述滑 槽的敞口端伸出；所述安装座的滑槽上设有盖板，所述盖板位于两个微动开 关之间。

采用上述进一步方案的有益效果是:滑槽的设置，方便支杆的安装和弹 性滑动。盖板能够防止支杆在支撑板上移动过程中从滑槽槽口偏离出。

进一步，所述安装座内设有导向杆，所述弹簧套设在所述导向杆上，所 述支杆套设在所述导向杆上并沿所述导向杆滑动，所述支杆一端与所述弹簧 抵接。

采用上述进一步方案的有益效果是:导向杆的设置，可为支杆的滑动提 供稳定导向功能，防止支杆偏离移动轨迹。

进一步，两个所述微动开关分别为第一微动开关和第二微动开关，所述 第一微动开关和第二微动开关分别为两个，且分别并排布置在所述支杆的两 侧；两个第一微动开关分别布置在支杆轴向滑动起始端的两侧，两个第二微 动开关分别布置在支杆轴向滑动末端的两侧；所述支撑板呈环形且套设在所 述驱动滑环下端外侧。

采用上述进一步方案的有益效果是:在支杆两侧各设置一个第一微动开 关和一个第二微动开关，提高触发监测的可靠性。

一种材料舱外暴露装置，包括试验箱、承力机构、底座以及所述的旋转 升降定位装置，所述试验箱为多个且分别安装在承力机构的周侧，所述承力 机构的中部设有安装孔，所述承力机构通过所述安装孔安装在所述旋转部 上，所述升降驱动部安装在所述底座中部，所述支撑板安装于底座上，所述 安装座安装于旋转部或承力机构上。

附图说明

图1为本发明旋转升降装置的立体结构示意图；

图2为本发明旋转升降装置的立体爆炸结构示意图；

图3为本发明旋转升降装置的立体剖视结构示意图；

图4为图3中A部的放大结构示意图；

图5为本发明旋转升降装置与底座的装配结构示意图；

图6为本发明定位装置的立体爆炸结构示意图；

图7为本发明定位装置的主视结构示意图；

图8为图7的A-A面剖视图；

图9为本发明定位装置的使用状态结构示意图；

图10为本发明支杆与支撑板的装配结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

100、旋转升降装置；101、驱动滑环；102、升降滑环；103、导向滑环；104、旋转滑环；105、定位滑环；106、滑环销轴；107、螺旋滑道；108、 导向滑道；109、环形滑槽；110、固定罩；111、旋转驱动部；112、升降驱 动部；113、驱动齿轮；114、传动齿轮；115、固定座；116、锥齿环；117、 套壳；118、滑套；119、主杆；120、动作执行部；

500、定位装置；501、安装座；502、支杆；503、第一微动开关；504、 第二微动开关；505、支撑板；506、环形滑道；507、凹槽；508、弹簧；509、 盖板；510、导向杆；511、滑槽；512、安装头；513、环形槽；514、限位 挡圈；

600、底座。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实施例只用于解释 本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例1

如图1-图4所示，本实施例的一种试验箱旋转升降定位装置，包括：

驱动滑环101，所述驱动滑环101安装在升降驱动部112的驱动端，并 在升降驱动部112的驱动下做旋转运动，所述驱动滑环101侧壁上设有螺旋 滑道107；

升降滑环102，所述升降滑环102套设在所述驱动滑环101内，所述升 降滑环102上设有滑环销轴106，所述滑环销轴106一端位于所述螺旋滑道 107内；

导向滑环103，所述导向滑环103套设在升降滑环102内且底部固定， 所述导向滑环103上设有竖直布置的导向滑道108，所述滑环销轴106另一 端位于所述导向滑道108内；

旋转部，所述旋转部作为动作执行部120安装在所述升降滑环102上并 在旋转驱动部111的驱动下相对于所述升降滑环102做旋转运动。

安装座501，随旋转部同步运动，所述安装座501上设有两个微动开关；

支杆502，一端通过弹簧508可轴向滑动的设于所述安装座501内，另 一端在所述弹簧508的作用下被弹性支撑在支撑板505上；所述支撑板505 上设有若干旋转定位部，若干所述旋转定位部分别位于试验箱旋转升降装置 100旋转中心的四周，所述支杆502与所述旋转升降装置100的升降方向平 行；两个所述微动开关分别位于所述支杆502轴向滑动的起始端和末端；两 个所述微动开关分别为第一微动开关503和第二微动开关504；

第一微动开关503，安装于所述安装座501上并位于所述支杆502轴向 滑动的起始端；

第二微动开关504，安装于所述安装座501上并位于所述支杆502轴向 滑动的末端；

其中，所述安装座501随试验箱旋转升降装置100旋转部升降过程中， 所述支杆502在弹簧508作用下沿安装座501滑动并通过触发第一微动开关 503或第二微动开关504实现升降定位；所述安装座501随试验箱旋转升降 装置100旋转部旋转过程中，所述支杆502在支撑板505上移动并通过旋转 定位部触发第二微动开关504实现旋转定位。

其中，本实施例的弹簧508为加载装置，初始时为受压状态，当旋转升 降装置100进行升降运动时，弹簧508驱动支杆502移动，旋转运动时，支 杆502在支撑板505上滑动，弹簧伸展，两个微动开关为检测装置，检测支 杆的位置状态。

本实施例的试验箱旋转升降定位装置，利用驱动滑环、升降滑环、导向 滑环以及旋转部的配合，实现在特定狭小空间内，集成旋转和升降运动，可 在特定狭小空间内实现试验箱旋转升降运动，实现材料箱样品暴露面向迎 风、背风、左舷、右舷方向可选择性暴露，即无法实现对材料箱样品各个暴 露面的在轨检测，方便从各个方向观察暴露材料表面形貌。本实施例的定位 装置，将安装座安装在试验箱旋转升降装置的旋转部上，将支杆被弹性支撑 在支撑板上，利用弹簧的弹性作用力，当试验箱旋转升降装置的旋转部执行 上升动作时，所述支座随着旋转部上升，支杆沿安装座滑动并在弹簧的作用 下继续支撑在支撑板上，支杆一端脱离第一微动开关并移动至触发第二微动 开关，利用第二微动开关反馈旋转部上升至设定位置；当试验箱旋转升降装 置的旋转部执行旋转动作时，所述支座随着旋转部旋转，支杆沿支撑板移动 并移动至旋转定位部时，配合旋转定位部使支杆触发第二微动开关实现旋转 定位。

另外，如图1所示，所述驱动滑环101外套设有套壳117，所述套壳117 与所述驱动滑环101底部固定。所述旋转滑环104顶部安装有主杆119，主 杆顶部通过顶板用于连接载荷适配器，主杆119可采用圆筒型结构。

如图1-图3所示，本实施例的所述旋转部包括旋转滑环104，所述旋转 滑环104套设在所述导向滑环103内，所述旋转滑环104靠近底部的位置设 有沿其周向布置的环形滑槽109，所述滑环销轴106另一端穿过所述导向滑 道108后置于所述环形滑槽109内。采用旋转滑环，并在旋转滑环上设置环 形滑槽，使旋转滑环不仅作为升降运动的执行部件，还作为旋转运动的导向 部件，当旋转运动时，旋转滑环上的环形滑槽可为滑环销轴提供导向。

如图1-图3所示，本实施例的旋转升降装置100还包括定位滑环105， 所述定位滑环105套设在所述旋转滑环104内且底部固定，所述定位滑环105 中部为布置线缆的中空结构。定位滑环可为线缆等提供放置空间，放置线缆 占用外部空间，而且也为旋转滑环的升降提供导向定位。所述主杆119与所 述定位滑环105均采用中空结构，都可用于走线等。

如图4所示，本实施例的所述滑环销轴106位于所述环形滑槽109内的 一端设有滑套118。滑套为滑环销轴提供支撑，并减小传动过程中载荷摩擦 系数。

本实施例的一个具体方案为，如图4所示，所述滑环销轴106两端分别 设有滑套118，并通过滑套118分别滑动连接在所述螺旋滑道107和导向滑 道108内。利用滑套118可以用于支撑滑环销轴，并减小传动过程中载荷摩 擦系数。

如图1-图3所示，本实施例的所述旋转滑环104顶部安装有固定罩110， 所述旋转驱动部111安装在所述固定罩110上，所述导向滑环103顶部外周 侧设有驱动齿轮113，所述旋转驱动部111的驱动端设有与所述驱动齿轮113 啮合的传动齿轮114，所述旋转驱动部111通过驱动所述传动齿轮114沿所 述驱动齿轮113转动，带动旋转滑环104及其上的固定罩110做旋转运动。 固定罩可为试验箱的安装提供支撑，而且导向滑环升降后被锁定后，利用导 向滑环实现旋转驱动部、固定罩以及旋转滑环的旋转，使旋转升降互不干扰。

其中，如图3所示，所述固定罩110呈环形，其中部设有安装孔，所述 固定罩110靠近内环的位置安装于所述旋转滑环104顶部外延出的环形边 上，所述固定罩110的外环侧水平延伸形成有用于安装所述旋转驱动部111 的固定板，所述固定罩110的外环侧向下延伸呈一筒状结构，可将所述驱动 齿轮罩设住，所述筒状结构的下端外延形成一法兰边，该法兰边可用于装配 在承力机构上，实现旋转驱动部以及旋转滑环、主杆等的安装。

如图2和图3所示，所述螺旋滑道107为两条且相位成180°布置在所 述驱动滑环101的侧壁上，所述导向滑道108为两条且对称布置在所述导向 滑环103的侧壁上，所述滑环销轴106为两个，每条所述螺旋滑道107和与 之对应的导向滑道108内各设有一个所述滑环销轴106。采用两条螺旋滑道， 两条导向滑道以及两个滑环销轴相互配合实现升降，使升降过程更加平稳。

如图1-图3所示，本实施例的所述升降驱动部112通过锥齿轮与驱动滑 环101外周侧的锥齿环116配合，驱动所述驱动滑环101做旋转运动。

如图1-图3所示，本实施例的旋转升降装置100还包括环形的固定座 115，所述升降驱动部112安装在所述固定座115侧壁上，所述导向滑环103 底部固定在所述固定座115的顶端。所述固定座外周侧也外延有法兰边，用 于固定座的安装固定，采用环形固定座，可与其他部件配合，占用空间小， 而且能够为导向滑环以及升降驱动部提供有效支撑。

本实施例的一个优选方案为，如图1-图5所示，本实施例的驱动滑环、 升降滑环、导向滑环、旋转滑环以及定位滑环均采用圆筒状结构且相互套设 连接固定，能够大大节省安装空间。

本实施例的旋转升降装置采用凸轮传动，将旋转运动转化为直线运动， 旋转驱动部和升降驱动部可选用步进电机，利用升降驱动部驱动锥齿轮转 动，进而驱动锥齿环以及与锥齿环固定连接的驱动滑环转动，所述驱动滑环 上的螺旋滑动推动其内的滑环销轴移动，滑环销轴沿所述导向滑环上竖直布 置的导向滑道向上移动，进而使升降滑环向上移动；由于滑环销轴一端位于 所述旋转滑环的环形滑槽内，滑环销轴进而驱动旋转滑环随升降滑环同步向 上移动，所述旋转滑环以及升降滑环顶部分别连接固定罩，旋转驱动部安装在固定罩上，所述驱动齿轮套设固定在所述升降滑环上端外周侧，所述旋转 驱动部驱动传动齿轮沿所述驱动齿轮周向运动，进而带动旋转滑环及其上的 固定罩做旋转运动，还带动所述固定罩上的主杆也随之所旋转运动。

如图9和图10所示，本实施例的所述支撑板505上设有环形滑道506， 所述支杆502另一端在所述弹簧508的作用下被弹性支撑在所述环形滑道 506内，所述旋转定位部位于所述环形滑道506内。环形滑道可对支杆提供 移动区域，并为支杆的移动进行限位。

如图10所示，本实施例的一个优选方案为，所述旋转定位部为开设在 所述环形滑道506底部的凹槽507，所述安装座501随试验箱旋转升降装置 100旋转过程中，所述支杆502另一端在所述环形滑道506内移动，此时所 述支杆502一端位于所述第一微动开关503和第二微动开关504之间，当所 述支杆502另一端移动至所述凹槽507内时，所述支杆502一端触发所述第 二微动开关504实现旋转定位信号反馈，触发旋转驱动部，实现旋转定位。支杆另一端在弹簧的弹性作用下始终支撑在环形滑道内或凹槽内，并且利用 第二微动开关实现支杆在环形滑道中旋转到各个凹槽内时进行定位，当支杆 另一端每移动到一个凹槽内时，支杆一端触发第二微动开关，表示旋转到位， 实现精准的旋转定位。

如图10所示，本实施例的一个优选方案为，所述凹槽507为V型槽， 其两个槽壁分别沿所述旋转方向依次布置。采用V型槽结构，可方便支杆另 一端能够沿V型槽的槽壁稳定移入到凹槽内或从凹槽内移出，避免出现卡死 情况。

如图10所示，本实施例的一个优选方案为，所述支撑板505的环形滑 道506内设有4个凹槽，而且4个凹槽均匀排布在环形滑道506内，使旋转 升降装置共有四个旋转位置。

如图10所示，本实施例的一个具体方案为，所述凹槽507的槽底为平 面或圆弧面，所述支杆502另一端为圆弧面。凹槽槽底设置为平面或圆弧面， 方便与支杆适配，方便支杆从凹槽内移出。

如图10所示，本实施例的一个优选方案为，若干所述旋转定位部沿试 验箱旋转升降装置100旋转中心的四周均匀分布。将旋转定位部均匀分布在 旋转中心四周，使试验箱旋转升降装置每旋转一定角度都能进行精确定位。

如图6-图8所示，本实施例的一个优选方案为，所述安装座501上设有 一端敞口、另一端封闭的滑槽511，所述弹簧508位于所述滑槽511的封闭 端内侧，所述支杆502一端与所述弹簧508抵接，另一端从所述滑槽511的 敞口端伸出。滑槽的设置，方便支杆的安装和弹性滑动。

如图6-图8所示，本实施例的定位装置还包括盖板509，所述盖板509 安装在所述安装座501上并将所述滑槽511的槽口部分遮挡住，所述盖板509 位于所述第一微动开关503和第二微动开关504之间。盖板能够防止支杆在 支撑板上移动过程中从滑槽槽口偏离出。

如图6-图8所示，本实施例的所述安装座501内设有导向杆510，所述 弹簧508套设在所述导向杆510上，所述支杆502套设在所述导向杆510上 并沿所述导向杆510滑动，所述支杆502一端与所述弹簧508抵接。其中， 所述支杆502中开设有导向滑道，所述导向滑道沿所述支杆502的轴向布置 且上端与外部连通，所述导向杆510下端从所述导向滑道顶端插入所述支杆 502内。导向杆的设置，可为支杆的滑动提供稳定导向功能，防止支杆偏离 移动轨迹。

如图6-图8所示，本实施例的导向杆510一端设有安装头512，安装头 512靠近导向杆510的一端周侧设有一圈挡沿和一圈环形槽513，所述环形 槽513位于所述挡沿远离所述导向杆510的一侧，所述环形槽513内设有限 位挡圈514，所述安装座501上端设有通孔，所述安装头512插设在所述通 孔内，并利用限位挡圈514抵接在所述滑槽511的上端内表面上。

其中，如图6-图8所示，为了提高触发监测的可靠性，所述第一微动开 关503和第二微动开关504分别为两个，且分别并排布置在所述支杆502的 两侧。

本实施例的定位装置配合旋转升降装置使用时，有三种工作状态，未升 起状态、升起状态以及旋转状态，当旋转升降装置100旋转部处于未升起状 态时，定位装置500也处于未升起状态，支杆502下端位于支撑板505上的 凹槽507内，同时支杆502触动定位装置500上部的第一微动开关503，反 馈旋转升降装置100旋转部的位置状态。当旋转升降装置100旋转部启动上 升时，定位装置500内的支杆502在弹簧力的作用下，沿导向杆510向下伸展，当旋转升降装置100旋转部上升至最高点时，支杆502运动到定位装置 500的最下端，并触碰定位装置500下部的第二微动开关504，反馈旋转升 降装置100旋转部升至最高点的运动状态。当旋转升降装置100旋转部驱动 其上的部件进行旋转时，定位装置500的安装座501带动支杆502从支撑板 505的环形滑道506内凹槽507中滑出，脱离于安装座501下部第二微动开 关504的接触，并沿着环形滑道506滑动，此时，支杆502沿着环形滑道506 滑动，支杆502与第一微动开关503和第二微动开关504均脱离，当运动到 下一位置的凹槽507时，支杆502在弹簧力的作用下进入环形滑道506的凹 槽507内，并触碰定位装置500下部的第二微动开关504，表明旋转到位。

本实施例的旋转升降装置在旋转运动中，升降滑环为固定状态，在升降 驱动部的自锁力作用下，停留在升降运动的最高点；定位装置能够配合旋转 升降装置使用，能够检测材料暴露装置的旋转角度和空间位置，实现对材料 暴露试验箱运动位置的实时监测，使材料暴露装置有序、可控的安全运行。 定位装置利用弹簧对支杆施加载荷，对定位装置旋转以及升降运动随动性能 好。

实施例2

一种材料舱外暴露装置，包括试验箱、承力机构、底座600以及所述的 旋转升降定位装置，所述试验箱为多个且分别安装在承力机构的周侧，所述 承力机构的中部设有安装孔，所述承力机构通过所述安装孔套设在所述套壳 117外，且安装在所述旋转部上。所述升降驱动部安装在所述底座中部，所 述支撑板安装于底座上，所述安装座安装于旋转部或承力机构上。本实施例 的暴露装置，能够将旋转部上的试验箱在特定狭小空间内，实现旋转升降运 动，保证试验箱内材料的充分暴露，方便从各个方向观察暴露材料表面形貌。

其中，所述旋转升降装置100的升降驱动部112安装在底座600上，底 座600形状与承力机构形状相适配，所述底座600上设有定位孔，所述承力 机构底部设有与之适配的定位销，当承力机构上的试验箱在旋转升降装置的 驱动下升起回落过程中，可利用定位销与底座上的定位孔配合定位，实现材 料暴露试验箱的精确定位。将承力机构安装在旋转部上，并将试验箱安装在 承力机构四周，可以在特定狭小空间内安装多个试验箱，利用旋转滑环带动 承力机构及其上的试验箱升降和旋转，能够使每个试验箱内的材料都能够充 分暴露，并方便从各个方向观察暴露材料表面形貌。

具体的，所述底座600中心设有装配孔，所述旋转升降装置100的固定 座115安装在装配孔内，所述升降驱动部112位于所述底座600上方。所述 承力机构四周与所述底座600四周边缘预留有用于安装试验箱的安装空间， 所述试验箱固定在所述承力机构上且位于所述底座600上方的安装空间内。

本实施例的材料舱外暴露装置，将旋转升降装置布置在底座中心，使整 个旋转升降装置占用空间实现最小化，节省了空间资源，而且能够实现各个 试验箱运动到指定暴露面，同时实现试验箱下降过程的精确定位。

本实施例的材料舱外暴露装置，旋转升降装置布置在底座中心，承力机 构通过其中心的安装孔套设在所述旋转升降装置外侧，旋转升降装置上的固 定罩通过其法兰边安装在所述承力机构的上表面上，试验箱的箱体安装在所 述承力机构四周的安装空间内，试验箱的箱门打开后，箱门上的材料暴露面 与箱体上的材料暴露面位于同一平面且均垂直于所述底座布置。旋转升降装 置驱动所述升降滑环及其上的固定罩以及承力机构做升降运动，将承力机构 及其上的试验箱脱离底座向上运动，当运动到最高点时，然后再利用旋转驱 动部与驱动齿轮配合，实现旋转驱动部、固定罩、顶杆以及承力机构、试验 箱的旋转运动，当旋转到位后，对材料暴露面进行光学检测，旋转升降机构， 可以实现对材料暴露试验箱各个方位都可以被光学成像系统观测。当旋转升 降装置驱动承力机构及其上的试验箱回落过程中，可利用承力机构上的定位 销与底座上的定位孔配合，实现材料暴露试验箱的精确定位。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长 度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、 “水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径 向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系， 仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件 必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明 的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗 示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、 “第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述 中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的 限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连 接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆 卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连， 也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相 互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以 根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上” 或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间 媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上 面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水 平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下 面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征 水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示 例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述 的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。 在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示 例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施 例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技 术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例 的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施 例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发 明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (8)

1.一种试验箱旋转升降定位装置，其特征在于，包括：

驱动滑环，所述驱动滑环安装在升降驱动部的驱动端，并在升降驱动部的驱动下做旋转运动，所述驱动滑环侧壁上设有螺旋滑道；

升降滑环，所述升降滑环套设在所述驱动滑环内，所述升降滑环上设有滑环销轴，所述滑环销轴一端位于所述螺旋滑道内；

导向滑环，所述导向滑环套设在升降滑环内且底部固定，所述导向滑环上设有竖直布置的导向滑道，所述滑环销轴另一端位于所述导向滑道内；

旋转部，所述旋转部安装在所述升降滑环上并在旋转驱动部的驱动下相对于所述升降滑环做旋转运动；

安装座，随旋转部同步运动，所述安装座上设有两个微动开关；

支杆，一端通过弹簧可轴向滑动的设于所述安装座内，另一端在所述弹簧的作用下被弹性支撑在支撑板上；所述支撑板上设有若干旋转定位部，若干所述旋转定位部分别位于试验箱旋转升降机构旋转中心的四周；两个所述微动开关分别位于所述支杆轴向滑动的起始端和末端；

其中，所述安装座随旋转部旋转升降过程中，所述支杆在弹簧作用下触发所述微动开关实现旋转升降定位；

所述支撑板上设有环形滑道，所述支杆另一端在所述弹簧的作用下被弹性支撑在所述环形滑道内，所述旋转定位部位于所述环形滑道内；

所述旋转定位部为开设在所述环形滑道底部的凹槽，所述安装座随试验箱旋转机构旋转过程中，所述支杆另一端在所述环形滑道内移动，此时所述支杆一端位于两个微动开关之间，当所述支杆另一端移动至所述凹槽内时，所述支杆一端触发支杆轴向滑动末端的微动开关实现旋转定位反馈，触发旋转驱动部，实现旋转定位。

2.根据权利要求1所述一种试验箱旋转升降定位装置，其特征在于，所述旋转部包括旋转滑环和定位滑环，所述旋转滑环套设在所述导向滑环内，所述旋转滑环靠近底部的位置设有沿其周向布置的环形滑槽，所述滑环销轴另一端穿过所述导向滑道后置于所述环形滑槽内；所述定位滑环套设在所述旋转滑环内且底部固定，所述定位滑环中部为布置线缆的中空结构。

3.根据权利要求2所述一种试验箱旋转升降定位装置，其特征在于，所述旋转滑环顶部安装有固定罩，所述旋转驱动部安装在所述固定罩上，所述导向滑环顶部外周侧设有驱动齿轮，所述旋转驱动部的驱动端设有与所述驱动齿轮啮合的传动齿轮，所述旋转驱动部通过驱动所述传动齿轮沿所述驱动齿轮转动，带动旋转滑环及其上的固定罩做旋转运动。

4.根据权利要求1至3任一项所述一种试验箱旋转升降定位装置，其特征在于，所述凹槽为V型槽，其两个槽壁分别沿所述旋转方向依次布置；所述凹槽的槽底为平面或圆弧面，所述支杆另一端为圆弧面。

5.根据权利要求1至3任一项所述一种试验箱旋转升降定位装置，其特征在于，所述安装座上设有一端敞口、另一端封闭的滑槽，所述弹簧位于所述滑槽的封闭端内侧，所述支杆一端与所述弹簧抵接，另一端从所述滑槽的敞口端伸出；所述安装座的滑槽上设有盖板，所述盖板位于两个微动开关之间。

6.根据权利要求1至3任一项所述一种试验箱旋转升降定位装置，其特征在于，所述安装座内设有导向杆，所述弹簧套设在所述导向杆上，所述支杆套设在所述导向杆上并沿所述导向杆滑动，所述支杆一端与所述弹簧抵接。

7.根据权利要求1至3任一项所述一种试验箱旋转升降定位装置，其特征在于，两个所述微动开关分别为第一微动开关和第二微动开关，所述第一微动开关和第二微动开关分别为两个，且分别并排布置在所述支杆的两侧；两个第一微动开关分别布置在支杆轴向滑动起始端的两侧，两个第二微动开关分别布置在支杆轴向滑动末端的两侧；所述支撑板呈环形且套设在所述驱动滑环下端外侧。

8.一种材料舱外暴露装置，其特征在于，包括试验箱、承力机构、底座以及权利要求1至7任一项所述的旋转升降定位装置，所述试验箱为多个且分别安装在承力机构的周侧，所述承力机构的中部设有安装孔，所述承力机构通过所述安装孔安装在所述旋转部上，所述升降驱动部安装在所述底座中部，所述支撑板安装于底座上，所述安装座安装于旋转部或承力机构上。

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