CN115892526A - 应用于空间探测器上的导轨滑块装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种应用于空间探测器上的导轨滑块装置，包括：导轨机构以及滑块。导轨机构呈凸字形。以及滑块能够滑动地设置于导轨机构上，且滑块内部设置有多个润滑材料储存仓。其中，滑块与导轨机构的接触面覆盖有二硫化钼复合固体薄膜。其中，导轨机构的底部与空间探测器的机体固定连接。其中，滑块的顶部用以供维护检修设备固定安装。借此，本发明的应用于空间探测器上的导轨滑块装置，结构简单合理，使用寿命长、润滑效果好、耐磨损，且承载能力强。
Description
技术领域
本发明是关于空间器械位移传递技术领域，特别是关于一种应用于空间探测器上的导轨滑块装置。
背景技术
目前，大多数空间设备都需要一些机构来传递不同方向的位移，如探测器的故障检查系统、故障修理设备等，需要对探测器机体很多部位进行检查修理，这就要求这些设备可以顺利及时的到达需要检查修理的位置，导轨滑块机构就可以为其提供位移轨道，这就可以避免在空间设备上需要检测的位置布置多个检测修理系统，降低了成本。
但是在太空中，由于温度的大幅度变化，大多数需要润滑的部件以及现有的故障检测和修理系统仍在使用的润滑油脂很容易润滑不足发生摩擦磨损导致传递失效，为了加强其在这种苛刻环境下的润滑，引入二硫化钼固体润滑技术，二硫化钼作为一种性能优异的固体润滑剂，已在很多领域得到了广泛地应用，特别是在高真空中，其摩擦系数可以达到非常低的水平，但是在高温和低温环境中，其摩擦学性能受到了显著的限制，通常都是通过二硫化钼与其他元素的掺杂来减少和解决上述影响，但是，当二硫化钼润滑薄膜被磨损较多时，润滑作用也就会相应降低很多，所以会导致导轨滑块机构使用寿命短、润滑效果差，且不耐磨损。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种应用于空间探测器上的导轨滑块装置，其结构简单合理，使用寿命长、润滑效果好、耐磨损，且承载能力强。
为实现上述目的，本发明提供了一种应用于空间探测器上的导轨滑块装置，包括：导轨机构以及滑块。导轨机构呈凸字形。以及滑块能够滑动地设置于导轨机构上，且滑块内部设置有多个润滑材料储存仓。其中，滑块与导轨机构的接触面覆盖有二硫化钼复合固体薄膜。其中，导轨机构的底部与空间探测器的机体固定连接。其中，滑块的顶部用以供维护检修设备固定安装。
在本发明的一实施方式中，导轨机构包括底板和凸块，凸块位于底板的顶部中心处，且底板与凸块为一体成型。
在本发明的一实施方式中，底板的顶部两侧分别开设有T型滑槽，且滑块的两端分别与底板顶部两侧的T型滑槽滑动连接。
在本发明的一实施方式中，底板的顶部两侧分别开设有底部料槽，两个底部料槽均位于两个T型滑槽之间，且两个底部料槽分别用以供磨损废料以及润滑材料存放。
在本发明的一实施方式中，多个润滑材料储存仓的数量为两个，两个润滑材料储存仓对称分布于滑块的内部两侧，并沿滑块内部边角垂线方向打通形成倾斜通道，且每个润滑材料储存仓内分别储存有二硫化钼和Graphene粉末。
在本发明的一实施方式中，每个润滑材料储存仓内均设置有金属滤网和弹簧，二硫化钼和Graphene粉末均位于金属滤网上方与润滑材料储存仓的顶部之间，且弹簧的一端与金属滤网的下方相抵接。
在本发明的一实施方式中，弹簧的另一端用以与二硫化钼复合固体薄膜相抵接，当二硫化钼复合固体薄膜被磨损至预设程度时，弹簧的另一端与凸块相抵接，从而对弹簧施加压力，进而对金属滤网进行挤压，从而使润滑材料储存仓内的二硫化钼和Graphene粉末进入滑块与导轨机构的接触面进行辅助润滑。
在本发明的一实施方式中，二硫化钼复合固体薄膜的制备具体包括如下步骤：步骤S1，PVD沉积：对GCr15基体表面超声清洗，利用非平衡磁控溅射设备物理气相沉积穿插沉积Ag层和Ag-MoS2层，预先设定好相关参数，沉积时间15分钟至25分钟。步骤S2、表面喷覆：先利用无水乙醇制备Graphene溶液，然后超声震荡溶液至悬浮液，再将悬浮液装至喷枪，利用喷枪在步骤S1制备的膜层表面喷覆一层Graphene层。
在本发明的一实施方式中，应用于空间探测器上的导轨滑块装置还包括控制电机，用以控制滑块在导轨机构上进行滑动。
在本发明的一实施方式中，二硫化钼复合固体薄膜在-100℃至400℃宽温域内，稳定摩擦系数低于0.15。
与现有技术相比，根据本发明的应用于空间探测器上的导轨滑块装置，具有如下有益效果：
1、本发明通过在导轨机构与滑块接触面镀膜的方式，代替了传统的油脂润滑，为接触副提供了稳定良好的润滑减磨效果，且适应于高低温变化的外太空；镀膜采用PVD技术加表面喷覆技术，复合薄膜由里到外分别为过渡层Ag层、Ag-MoS2层、Ag层、Ag-MoS2层和Graphene层，其中Ag层和Ag-MoS2层采用PVD技术制备，Graphene层通过表面喷覆技术喷覆于Ag-MoS2层之上，这种穿插镀膜的方式，可以更大程度的发挥材料的润滑协同作用，同时大大提高了薄膜的耐磨性和使用寿命；
2、本发明通过在滑块上布置润滑材料储存仓来提供持续的润滑补给，其中辅助润滑由金属滤网和弹簧共同控制，在磨损的前期，润滑材料通过金属滤网上的小洞进入轨道参与润滑，此时的润滑主要还是由润滑薄膜提供，当薄膜磨损较为严重时，通过导轨机构的边角与弹簧作用开启滤网，进而可以使更多的润滑介质流入轨道，参与辅助润滑；同时，摩擦中产生的磨屑和废料可以通过斜道流到底部料槽中，防止一直滞留在导轨与滑块的接触副面，产生二次磨擦磨损，影响润滑效果；
3、通过扫描电子显微镜和摩擦磨损试验机的检测，本发明制得的润滑薄膜，表面微观形貌整齐光滑，断面结构致密紧凑，结合特殊结构提供的辅助润滑功能，在-100℃-400℃宽温域内保持有较低的稳定摩擦系数，整体低于0.15，特别是在-100℃低温下，薄膜的摩擦系数达到了0.04左右，润滑性能良好。
附图说明
图1是根据本发明一实施方式的应用于空间探测器上的导轨滑块装置的立体结构示意图；
图2是根据本发明一实施方式的应用于空间探测器上的导轨滑块装置的侧面剖视结构示意图；
图3是根据本发明一实施方式的应用于空间探测器上的导轨滑块装置的导轨机构的俯视结构示意图；
图4是根据本发明一实施方式的应用于空间探测器上的导轨滑块装置的二硫化钼复合固体薄膜表面和截面微观形貌示意图；
图5是根据本发明一实施方式的应用于空间探测器上的导轨滑块装置的二硫化钼复合固体薄膜在不同温度下的平均摩擦系数曲线示意图。
主要附图标记说明：
1-导轨机构，2-滑块，3-润滑材料储存仓，4-二硫化钼复合固体薄膜，5-螺栓，6-紧定螺丝，7-T型滑槽，8-底部料槽，9-弹簧，10-金属滤网。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
图1是根据本发明一实施方式的应用于空间探测器上的导轨滑块装置的立体结构示意图。图2是根据本发明一实施方式的应用于空间探测器上的导轨滑块装置的侧面剖视结构示意图。图3是根据本发明一实施方式的应用于空间探测器上的导轨滑块装置的导轨机构的俯视结构示意图。图4是根据本发明一实施方式的应用于空间探测器上的导轨滑块装置的二硫化钼复合固体薄膜表面和截面微观形貌示意图。图5是根据本发明一实施方式的应用于空间探测器上的导轨滑块装置的二硫化钼复合固体薄膜在不同温度下的平均摩擦系数曲线示意图。
图1至图5所示，根据本发明优选实施方式的一种应用于空间探测器上的导轨滑块装置，包括：导轨机构1以及滑块2。导轨机构1呈凸字形。以及滑块2能够滑动地设置于导轨机构1上，且滑块2内部设置有多个润滑材料储存仓3。其中，滑块2与导轨机构1的接触面覆盖有二硫化钼复合固体薄膜4。其中，导轨机构1的底部与空间探测器的机体固定连接。其中，滑块2的顶部用以供维护检修设备固定安装。
在本发明的一实施方式中，导轨机构1包括底板和凸块，凸块位于底板的顶部中心处，且底板与凸块为一体成型。
在本发明的一实施方式中，底板的顶部两侧分别开设有T型滑槽7，且滑块2的两端分别与底板顶部两侧的T型滑槽7滑动连接。
在本发明的一实施方式中，底板的顶部两侧分别开设有底部料槽8，两个底部料槽8均位于两个T型滑槽7之间，且两个底部料槽8分别用以供磨损废料以及润滑材料存放。
在本发明的一实施方式中，多个润滑材料储存仓3的数量为两个，两个润滑材料储存仓3对称分布于滑块2的内部两侧，并沿滑块2内部边角垂线方向打通形成倾斜通道，且每个润滑材料储存仓3内分别储存有二硫化钼和Graphene粉末。
在本发明的一实施方式中，每个润滑材料储存仓3内均设置有金属滤网10和弹簧9，二硫化钼和Graphene粉末均位于金属滤网10上方与润滑材料储存仓3的顶部之间，且弹簧9的一端与金属滤网10的下方相抵接。
在本发明的一实施方式中，弹簧9的另一端用以与二硫化钼复合固体薄膜4相抵接，当二硫化钼复合固体薄膜4被磨损至预设程度时，弹簧9的另一端与凸块相抵接，从而对弹簧9施加压力，进而对金属滤网10进行挤压，从而使润滑材料储存仓3内的二硫化钼和Graphene粉末进入滑块2与导轨机构1的接触面进行辅助润滑。
在本发明的一实施方式中，二硫化钼复合固体薄膜4的制备具体包括如下步骤：步骤S1，PVD沉积：对GCr15基体表面超声清洗，利用非平衡磁控溅射设备物理气相沉积穿插沉积Ag层和Ag-MoS2层，预先设定好相关参数，沉积时间15分钟至25分钟。步骤S2、表面喷覆：先利用无水乙醇制备Graphene溶液，然后超声震荡溶液至悬浮液，再将悬浮液装至喷枪，利用喷枪在步骤S1制备的膜层表面喷覆一层Graphene层。
在本发明的一实施方式中，应用于空间探测器上的导轨滑块装置还包括控制电机，用以控制滑块2在导轨机构1上进行滑动。
在本发明的一实施方式中，二硫化钼复合固体薄膜4在-100℃至400℃宽温域内，稳定摩擦系数低于0.15。
在实际应用中，本发明的应用于空间探测器上的导轨滑块装置，包括导轨机构1、滑块2、金属滤网10、弹簧9和二硫化钼复合固体薄膜4。滑块2内部设置有润滑材料储存仓3，导轨机构1的底部左右各开一个底部料槽8，能提供磨损废料以及润滑材料临时存放，而导轨机构1的表面左右各开一道T型滑槽7，用于导轨机构1和滑块2的连接。在滑块2与导轨机构1的接触面覆盖二硫化钼复合固体薄膜4。润滑材料储存仓3开设于滑块2内部，且对称分布于两侧，并沿滑块2内边角垂线方向打通形成倾斜通道，润滑材料储存仓3中两边分别储存二硫化钼和Graphene粉末。而弹簧9及金属滤网10放置于润滑材料储存仓3中，滤网与倾斜通道口相齐，用来封闭润滑材料储存仓3。导轨机构1上分布有T型滑槽7和底部料槽8，滑槽长度短于导轨机构1总长度。滑块2底部四角分布有螺纹孔，用来连接螺栓5，螺栓5头部镶嵌于导轨机构1的T型滑槽7内。覆盖于滑块2与导轨机构1接触面的二硫化钼复合固体薄膜4为Ag层/Ag-MoS2层的交替多层膜结构，且基体表面最外层为Graphene层。二硫化钼复合固体薄膜4在-100℃-400℃宽温域内，稳定摩擦系数低于0.15。润滑材料储存仓3先采用铣床加工出通道，再利用镗床加工内仓，最后打磨抛光。而T型滑槽7和底部料槽8通过加工中心加工，底部料槽8里面的螺纹孔和滑块2下端面的螺纹孔使用钻床加车床加工。滑块2与相应检测设备之间可以通过螺纹连接等方式进行配合，滑块2在导轨机构1上的滑动可以通过电机控制。
本发明通过改进导轨滑块2机构加入辅助润滑材料并结合二硫化钼复合薄膜来提高其在高低温环境中的润滑性能和工作可靠性。本发明用来为探测器上一些需要在机体不同位置工作的部件提供轴向的位移轨道，具备使用寿命长、润滑效果好、耐磨损、承载能力强的优点，解决了现有相似装置在高温或低温的苛刻太空环境中接触副摩擦系数增大，耐磨性能降低，影响其正常工作的问题。
导轨机构1底端使用紧定螺丝6连接于探测器机体，上端用于与滑块2配合，且导轨机构1下端布置有两处底部料槽8，滑块2底部与导轨通过螺栓5配合，顶部用于连接相应的检测装置和设备，滑块2内部设计有两个润滑材料储存仓3，每个润滑材料储存仓3内均存储有二硫化钼固体润滑粉末和Graphene粉末，金属滤网10用于封闭存储仓润滑材料，下端前后分别与两片弹簧9相连接，弹簧9用来控制润滑粉末进入滑块2与导轨的接触面辅助润滑。
金属滤网10可允许少量润滑材料进入轨道参与润滑，当滑块2和导轨机构1上的薄膜磨损到一定程度时，通过导轨机构1的边角与弹簧9作用开启滤网，进而可以使更多的润滑介质流入轨道，参与辅助润滑。导轨机构1外表面与滑块2内表面上穿插镀有多层Ag-MoS2-Graphene复合固体润滑薄膜。复合固体润滑薄膜由Ag层、Ag-MoS2层和Graphene层组成，Ag层作为过渡层可以增加薄膜整体的粘覆性，Ag具有较好的延展性，将其与MoS2复合得到Ag-MoS2层，最外面喷覆Graphene层。润滑薄膜采用PVD技术加表面喷覆技术制得，其中Ag层和Ag-MoS2层由PVD制得，Graphene层通过表面喷覆技术，利用喷枪将调制好比例的Graphene悬浮液喷覆于表面，膜基结合良好，表面粗糙度低。
如图3所示，导轨机构1与滑块2通过螺栓5连接，螺栓5与滑块2通过螺纹拧紧，螺栓5头镶嵌于导轨机构1的T型滑槽7中，共四个，图中截面只表达出了两个，润滑材料储存仓3位于滑块2内部，左右各有一个，约45°角分布，每个仓内均装有Graphene粉末和二硫化钼固体粉末，金属滤网10放在润滑材料储存仓3中，下端连接两条弹簧9，弹簧9位于斜道中，二硫化钼复合薄膜镀于滑块2内壁。
本发明的二硫化钼复合固体薄膜4在-100℃-400℃内的摩擦系数通过UMT摩擦磨损试验机测得，低温环境由液氮提供，高温环境由试验机中的加热模块实现。测试时间均为30min，载荷为8N，转速为400r/min。关于薄膜的表面和断面形貌，由扫描电子显微镜观测得到。
实施例1
储存仓加工：先采用铣床粗铣加工出倾斜的通道，再利用镗床粗镗加工出内仓，然后分别精加工，最后打磨抛光。
T型滑槽7和底部料槽8加工：二者都可通过加工中心加工出，其中T型滑槽7先使用立式加工中心的平铣刀加工出直槽，根据T槽要求的深宽度尺寸加工出直槽之后，更换T槽铣刀，再使用T槽铣刀沿着直槽进行加工即可完成。
料槽里面的螺纹孔和滑块2下端面的螺纹孔先使用钻床钻出孔，再采用车床成形车刀车出螺纹。
二硫化钼复合固体润滑薄膜制备：
步骤S1、PVD沉积：对GCr15表面超声清洗，利用非平衡磁控溅射设备物理气相沉积穿插沉积Ag层和Ag-MoS2层各两层，预先设定好相关参数，每层沉积时间15min。
步骤S2、表面喷覆：先利用无水乙醇制备Graphene溶液，然后超声震荡溶液至悬浮液，再将悬浮液装至喷枪，利用喷枪在PVD沉积完成的Ag层和Ag-MoS2层上喷覆一层Graphene层。
薄膜形貌检测：采用SUPRA-55型号的场发射扫描电子显微镜对制得的薄膜进行表面和断面的微观形貌观测，通过形貌观测来判断穿插镀膜制得的薄膜组织结构是否致密紧凑。
-100℃-400℃下的摩擦系数检测：采用UMT摩擦磨损试验机对薄膜的摩擦系数以及所设计结构的辅助润滑效果进行检测，首先将所述滑块2导轨安装于实验腔内，并抽真空5min，然后通入液氮对腔内进行降温，低温测试温度为0℃、-25℃、-50℃、-75℃和-100℃，测完低温后停止输入液氮，利用加热模块对腔体升温，升至高温的检测温度并进行高温摩擦学测试，高温测试温度为RT、100℃、200℃、300℃和400℃。
摩擦磨损试验期间，在室温和400℃较高温度下，辅助润滑仓内的润滑粉末消耗较多，在实验的后期，400℃下滑块2表面的固体润滑薄膜磨损较为严重，金属滤网10通过弹簧9打开，以致更多的辅助润滑粉末浸入到接触副面，参与到后期的润滑中，保证导轨滑块2所需的低摩擦系数和有效润滑，相反，在条件较为温和的其他温度下，辅助润滑仓内的固体粉末通过金属滤网10少量的进入摩擦面参与辅助润滑，固体薄膜也是部分被磨损，在弹簧9的作用下金属滤网10只开了一小部分，只需消耗少许的Graphene粉末和二硫化钼固体粉末就可以满足润滑要求。
实施例2
储存仓加工：先采用铣床粗铣加工出倾斜的通道，再利用镗床粗镗加工出内仓，然后分别精加工，最后打磨抛光。
T型滑槽7和底部料槽8加工：二者都可通过加工中心加工出，其中T型滑槽7先使用立式加工中心的平铣刀加工出直槽，根据T槽要求的深宽度尺寸加工出直槽之后，更换T槽铣刀，再使用T槽铣刀沿着直槽进行加工即可完成。
料槽里面的螺纹孔和滑块2下端面的螺纹孔先使用钻床钻出孔，再采用车床成形车刀车出螺纹。
二硫化钼自润滑复合薄膜制备：
步骤S1、PVD沉积：对GCr15表面超声清洗，利用非平衡磁控溅射设备物理气相沉积穿插沉积Ag层和Ag-MoS2层各两层，预先设定好相关参数，每层沉积时间20min。
步骤S2、表面喷覆：先利用无水乙醇制备Graphene溶液，然后超声震荡溶液至悬浮液，再将悬浮液装至喷枪，利用喷枪在PVD沉积完成的Ag层和Ag-MoS2层上喷覆一层Graphene层。
薄膜形貌检测：采用SUPRA-55型号的场发射扫描电子显微镜对制得的薄膜进行表面和断面的微观形貌观测，通过形貌观测来判断穿插镀膜制得的薄膜组织结构是否致密紧凑，观测断面和表面形貌图如图4所示。
-100℃-400℃下的摩擦系数检测：采用UMT摩擦磨损试验机对薄膜的摩擦系数以及所设计结构的辅助润滑效果进行检测，首先将所述滑块2导轨安装于实验腔内，并抽真空5min，然后通入液氮对腔内进行降温，低温测试温度为0℃、-25℃、-50℃、-75℃和-100℃，测完低温后停止输入液氮，利用加热模块对腔体升温，升至高温的检测温度并进行高温摩擦学测试，高温测试温度为RT、100℃、200℃、300℃和400℃。
摩擦磨损试验期间，在室温和400℃较高温度下，辅助润滑仓内的润滑粉末消耗较多，在实验的后期，400℃下滑块2表面的固体润滑薄膜磨损较为严重，金属滤网10通过弹簧9打开，以致更多的辅助润滑粉末进入到接触副面，参与到后期的润滑中，保证导轨滑块2所需的低摩擦系数和有效润滑，相反，在条件较为温和的其他温度下，辅助润滑仓内的固体粉末通过金属滤网10少量的进入摩擦面参与辅助润滑，固体薄膜也是部分被磨损，在弹簧9的作用下金属滤网10只开了一小部分，只需消耗少许的Graphene粉末和二硫化钼固体粉末就可以满足润滑要求。
实验测得不同温度下穿插沉积的二硫化钼复合固体润滑薄膜和辅助润滑材料共同作用下的平均稳定摩擦系数曲线如图5所示，整体的摩擦系数低于0.15，在三次实施例中最优，且在-100℃下摩擦系数最低达到了0.04，400℃高温下也表现出较好的摩擦学性能。
实施例3
储存仓加工：先采用铣床粗铣加工出倾斜的通道，再利用镗床粗镗加工出内仓，然后分别精加工，最后打磨抛光。
T型滑槽7和底部料槽8加工：二者都可通过加工中心加工出，其中T型滑槽7先使用立式加工中心的平铣刀加工出直槽，根据T槽要求的深宽度尺寸加工出直槽之后，更换T槽铣刀，再使用T槽铣刀沿着直槽进行加工即可完成。
料槽里面的螺纹孔和滑块2下端面的螺纹孔先使用钻床钻出孔，再采用车床成形车刀车出螺纹。
二硫化钼自润滑复合薄膜制备：
S1、PVD沉积：对GCr15表面超声清洗，利用非平衡磁控溅射设备物理气相沉积穿插沉积Ag层和Ag-MoS2层各两层，预先设定好相关参数，每层沉积时间25min。
S2、表面喷覆：先利用无水乙醇制备Graphene溶液，然后超声震荡溶液至悬浮液，再将悬浮液装至喷枪，利用喷枪在PVD沉积完成的Ag层和Ag-MoS2层上喷覆一层Graphene层。
薄膜形貌检测：采用SUPRA-55型号的场发射扫描电子显微镜对制得的薄膜进行表面和断面的微观形貌观测，通过形貌观测来判断穿插镀膜制得的薄膜组织结构是否致密紧凑。
-100℃-400℃下的摩擦系数检测：采用UMT摩擦磨损试验机对薄膜的摩擦系数以及所设计结构的辅助润滑效果进行检测，首先将所述滑块2导轨安装于实验腔内，并抽真空5min，然后通入液氮对腔内进行降温，低温测试温度为0℃、-25℃、-50℃、-75℃和-100℃，测完低温后停止输入液氮，利用加热模块对腔体升温，升至高温的检测温度并进行高温摩擦学测试，高温测试温度为RT、100℃、200℃、300℃和400℃。
摩擦磨损试验期间，在室温和400℃较高温度下，辅助润滑仓内的润滑粉末消耗较多，在实验的后期，400℃下滑块2表面的固体润滑薄膜磨损较为严重，金属滤网10通过弹簧9打开，以致更多的辅助润滑粉末进入到接触副面，参与到后期的润滑中，保证导轨滑块2所需的低摩擦系数和有效润滑，相反，在条件较为温和的其他温度下，辅助润滑仓内的固体粉末通过金属滤网10少量的进入摩擦面参与辅助润滑，固体薄膜也是部分被磨损，在弹簧9的作用下金属滤网10只开了一小部分，只需消耗少许的Graphene粉末和二硫化钼固体粉末就可以满足润滑要求。
总之，本发明的应用于空间探测器上的导轨滑块装置，具有如下有益效果：
1、本发明通过在导轨机构1与滑块2接触面镀膜的方式，代替了传统的油脂润滑，为接触副提供了稳定良好的润滑减磨效果，且适应于高低温变化的外太空；镀膜采用PVD技术加表面喷覆技术，复合薄膜由里到外分别为过渡层Ag层、Ag-MoS2层、Ag层、Ag-MoS2层和Graphene层，其中Ag层和Ag-MoS2层采用PVD技术制备，Graphene层通过表面喷覆技术喷覆于Ag-MoS2层之上，这种穿插镀膜的方式，可以更大程度的发挥材料的润滑协同作用，同时大大提高了薄膜的耐磨性和使用寿命；
2、本发明通过在滑块2上布置润滑材料储存仓3来提供持续的润滑补给，其中辅助润滑由金属滤网10和弹簧9共同控制，在磨损的前期，润滑材料通过金属滤网10上的小洞进入轨道参与润滑，此时的润滑主要还是由润滑薄膜提供，当薄膜磨损较为严重时，通过导轨机构1的边角与弹簧9作用开启滤网，进而可以使更多的润滑介质流入轨道，参与辅助润滑；同时，摩擦中产生的磨屑和废料可以通过斜道流到底部料槽8中，防止一直滞留在导轨与滑块2的接触副面，产生二次磨擦磨损，影响润滑效果；
3、通过扫描电子显微镜和摩擦磨损试验机的检测，本发明制得的润滑薄膜，表面微观形貌整齐光滑，断面结构致密紧凑，结合特殊结构提供的辅助润滑功能，在-100℃-400℃宽温域内保持有较低的稳定摩擦系数，整体低于0.15，特别是在-100℃低温下，薄膜的摩擦系数达到了0.04左右，润滑性能良好。
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。
Claims (10)
1.一种应用于空间探测器上的导轨滑块装置，其特征在于，包括：
导轨机构，呈凸字形；以及
滑块，能够滑动地设置于所述导轨机构上，且所述滑块内部设置有多个润滑材料储存仓；
其中，所述滑块与所述导轨机构的接触面覆盖有二硫化钼复合固体薄膜；
其中，所述导轨机构的底部与空间探测器的机体固定连接；
其中，所述滑块的顶部用以供维护检修设备固定安装。
2.如权利要求1所述的应用于空间探测器上的导轨滑块装置，其特征在于，所述导轨机构包括底板和凸块，所述凸块位于所述底板的顶部中心处，且所述底板与所述凸块为一体成型。
3.如权利要求2所述的应用于空间探测器上的导轨滑块装置，其特征在于，所述底板的顶部两侧分别开设有T型滑槽，且所述滑块的两端分别与所述底板顶部两侧的所述T型滑槽滑动连接。
4.如权利要求3所述的应用于空间探测器上的导轨滑块装置，其特征在于，所述底板的顶部两侧分别开设有底部料槽，两个所述底部料槽均位于两个所述T型滑槽之间，且两个所述底部料槽分别用以供磨损废料以及润滑材料存放。
5.如权利要求2所述的应用于空间探测器上的导轨滑块装置，其特征在于，所述多个润滑材料储存仓的数量为两个，两个所述润滑材料储存仓对称分布于所述滑块的内部两侧，并沿所述滑块内部边角垂线方向打通形成倾斜通道，且每个所述润滑材料储存仓内分别储存有二硫化钼和Graphene粉末。
6.如权利要求5所述的应用于空间探测器上的导轨滑块装置，其特征在于，每个所述润滑材料储存仓内均设置有金属滤网和弹簧，所述二硫化钼和所述Graphene粉末均位于所述金属滤网上方与所述润滑材料储存仓的顶部之间，且所述弹簧的一端与所述金属滤网的下方相抵接。
7.如权利要求6所述的应用于空间探测器上的导轨滑块装置，其特征在于，所述弹簧的另一端用以与所述二硫化钼复合固体薄膜相抵接，当所述二硫化钼复合固体薄膜被磨损至预设程度时，所述弹簧的另一端与所述凸块相抵接，从而对所述弹簧施加压力，进而对所述金属滤网进行挤压，从而使所述润滑材料储存仓内的所述二硫化钼和所述Graphene粉末进入所述滑块与所述导轨机构的接触面进行辅助润滑。
8.如权利要求1所述的应用于空间探测器上的导轨滑块装置，其特征在于，所述二硫化钼复合固体薄膜的制备具体包括如下步骤：
步骤S1，PVD沉积：对GCr15基体表面超声清洗，利用非平衡磁控溅射设备物理气相沉积穿插沉积Ag层和Ag-MoS2层，预先设定好相关参数，沉积时间15分钟至25分钟；
步骤S2、表面喷覆：先利用无水乙醇制备Graphene溶液，然后超声震荡溶液至悬浮液，再将悬浮液装至喷枪，利用喷枪在步骤S1制备的膜层表面喷覆一层Graphene层。
9.如权利要求1所述的应用于空间探测器上的导轨滑块装置，其特征在于，还包括控制电机，用以控制所述滑块在所述导轨机构上进行滑动。
10.如权利要求8所述的应用于空间探测器上的导轨滑块装置，其特征在于，所述二硫化钼复合固体薄膜在-100℃至400℃宽温域内，稳定摩擦系数低于0.15。
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