CN111089863A

CN111089863A - 一种材料舱外互检式暴露装置

Info

Publication number: CN111089863A
Application number: CN201911413641.9A
Authority: CN
Inventors: 张伟贵; 张聚乐; 王乐天; 王珂; 杨鹏; 邓明哲; 郭志奇
Original assignee: Technology and Engineering Center for Space Utilization of CAS
Current assignee: Technology and Engineering Center for Space Utilization of CAS
Priority date: 2019-12-31
Filing date: 2019-12-31
Publication date: 2020-05-01
Anticipated expiration: 2039-12-31
Also published as: CN111089863B

Abstract

本发明涉及一种材料舱外互检式暴露装置，包括间隔设置的暴露装置一和暴露装置二，所述暴露装置一和暴露装置二均包括：承力机构，承力机构上安装有若干试验箱和光学巡检装置，若干试验箱分别设置在所述承力机构四周，若干所述试验箱合围成一与承力机构外部连通的光学巡检通道，所述光学巡检装置安装在所述光学巡检通道内；底座，承力机构安装在底座上方中部并能够相对底座转动；旋转机构，旋转机构安装在底座和承力机构之间，用于驱动所述承力机构及其上的试验箱和光学巡检装置在相对于底座旋转；其中，暴露装置一旋转时，暴露装置二上的光学巡检装置对暴露装置一上的试验箱暴露面进行光学巡检。本发明的暴露装置，可利用两个暴露装置相互检测。

Description

一种材料舱外互检式暴露装置

技术领域

本发明涉及航天材料暴露相关领域，具体涉及一种材料舱外互检式暴露装置。

背景技术

在航天研究中，空间技术与空间科学的发展，离不开各种材料，特别是新材料的使用。材料空间使役行为研究是针对一切在空间环境下服役的材料及由其制成的零件、器件、部件、构件和装备，开展的空间环境暴露实验，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。为确保材料及其制品在空间服役过程中的稳定性、可靠性和耐久性，必须对材料空间环境下的使役行为进行深入的研究。其中，材料舱外暴露装置是空间应用***中一个重要的公共支持***，其作用在于为需要舱外暴露的材料统一提供暴露资源，以支持材料舱外暴露实验的进行。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，无法实现材料箱的充分暴露、防护以及暴露材料表面状态的监测等。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是目前并没有针对材料空间环境暴露实验的任何支撑操作装置，无法实现材料试验箱的充分暴露、防护以及暴露材料表面状态的监测等。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种材料舱外互检式暴露装置，包括间隔设置的暴露装置一和暴露装置二，所述暴露装置一和暴露装置二均包括：

承力机构，所述承力机构上安装有若干试验箱和光学巡检装置，若干所述试验箱分别设置在所述承力机构四周，若干所述试验箱合围成一与承力机构外部连通的光学巡检通道，所述光学巡检装置安装在所述光学巡检通道内；

底座，所述承力机构安装在所述底座上方中部并能够相对底座转动；

旋转机构，所述旋转机构安装在所述底座和承力机构之间，用于驱动所述承力机构及其上的试验箱和光学巡检装置在相对于底座旋转；

其中，所述暴露装置一旋转时，所述暴露装置二上的光学巡检装置对暴露装置一上的试验箱暴露面进行光学巡检。

本发明的有益效果是：本发明的暴露装置，利用两个暴露装置相互检测，将光学巡检装置安装在底座内，不需要设置在底座四周的外部，一定程度上节省了底座四周外部的空间；暴露装置还能够为金属材料、非金属材料、复合材料等材料提供舱外暴露资源，实现材料暴露样品装置的在轨快速更换，而且为暴露材料提供密闭防护，还能够根据材料暴露需求或地面指令，实时监测暴露材料表面形貌，可实现材料暴露实验的数据采集、传输以及在轨信息管理等。

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，所述旋转机构包括：

驱动电机一，所述驱动电机一安装在所述承力机构上并与所述底座间隔设置；

摩擦轮，所述摩擦轮安装在所述驱动电机一的驱动端；

所述底座上表面具有与所述摩擦轮摩擦传动的摩擦面，所述驱动电机一驱动所述摩擦轮转动，所述摩擦轮沿所述摩擦面围绕底座中心旋转移动，进而带动承力机构及其上的试验箱和光学巡检装置围绕底座中心做旋转运动。

采用上述进一步方案的有益效果是：利用摩擦轮配合摩擦面实现旋转运动，能够适应空间环境需求，避免出现卡死等情况，保证承力机构及其上的试验箱能够稳定旋转。

进一步，所述旋转机构包括驱动电机二、驱动齿环一和驱动齿轮一，所述驱动电机二安装在所述承力机构上且其驱动端竖直向下延伸，所述驱动齿轮一安装在所述驱动电机二的驱动端；所述驱动齿环一安装在所述底座中部，所述驱动齿轮一与所述驱动齿环一啮合，所述驱动电机二驱动所述驱动齿轮一围绕所述驱动齿环一做旋转运动，进而带动承力机构及其上的试验箱和光学巡检装置围绕底座中心做旋转运动。

采用上述进一步方案的有益效果是：利用驱动齿轮配合驱动齿环实现旋转运动，结构简单，方便实现。

进一步，还包括升降装置，所述升降装置安装在所述底座上，所述升降装置的升降端与所述旋转机构连接并驱动所述旋转机构升降。

采用上述进一步方案的有益效果是：升降装置的设置，可方便旋转过程中避开空间站中的天线等结构。另外，升降的同时也可以对旋转进行定位，升降时承力机构上的定位销会配合底座上的定位孔，进行定位。

进一步，所述升降装置包括：

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；所述升降驱动部安装在底座上；

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；

所述旋转机构包括：

旋转部，所述旋转部安装在所述升降滑环上并在驱动电机三的驱动下相对于所述升降滑环做旋转运动，所述承力机构安装在所述旋转部上。

采用上述进一步方案的有益效果是：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，能够在空间站舱外安装时，避免在旋转过程中触碰附近的天线支架等，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。

进一步，所述旋转部包括旋转滑环，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。

采用上述进一步方案的有益效果是：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。

进一步，所述旋转滑环顶部安装有固定罩，所述驱动电机三安装在所述固定罩上，所述升降滑环顶部外周侧设有驱动齿环二，所述驱动电机三的驱动端设有与所述驱动齿环二啮合的驱动齿轮二，所述驱动电机三通过驱动所述驱动齿轮二沿所述驱动齿环二转动，带动旋转滑环及其上的固定罩和承力机构做旋转运动。

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，所述升降装置还包括：

安装座，随承力机构同步运动，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；所述支撑板安装在所述底座上，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承力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，所述安装座随承力机构旋转升降过程中，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。

采用上述进一步方案的有益效果是：将安装座随承力机构旋转升降，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，反馈电机动作或停止。

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；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。

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。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，所述光学巡检装置包括：

支架，安装在所述承力机构上且位于所述光学巡检通道内，其上开设有钢丝绳穿过孔；

导轨一，安装于所述支架的一侧；

钢丝绳收紧装置，安装于所述支架的另一侧；

驱动装置，安装于所述支架一侧的底部，其驱动端连接有主动钢丝绳缠绕轮；

钢丝绳惰轮，安装在所述支架一侧的顶部；

钢丝绳，一端连接在所述主动钢丝绳缠绕轮上，另一端绕过所述钢丝绳惰轮后穿过所述钢丝绳穿过孔连接在所述钢丝绳收紧装置上；

用于安装光学巡检模块的承载板一，滑动安装于所述导轨一上，并连接在所述钢丝绳上；

所述钢丝绳收紧装置包括：

涡卷弹簧安装座，安装在所述支架的另一侧，所述涡卷弹簧安装座内形成有安装腔，其上开设有用于钢丝绳穿入所述安装腔的通孔；

被动钢丝绳缠绕轮，转动安装在所述安装腔内；

涡卷弹簧，所述涡卷弹簧套设在所述被动钢丝绳缠绕轮内；所述钢丝绳另一端连接在所述被动钢丝绳缠绕轮外周侧；所述涡卷弹簧安装座内设有轮轴，所述轮轴垂直于所述导轨一布置，所述被动钢丝绳缠绕轮为中空结构且套设在所述轮轴外，所述涡卷弹簧中心端固定在所述轮轴上，其外侧端固定在所述被动钢丝绳缠绕轮的内侧壁上。

采用上述进一步方案的有益效果是：钢丝绳驱动机构，能够满足空间特殊环境效应作用下的光学巡检模块的驱动需求，能够满足光学巡检模块在轨运动的安全性和可靠性。钢丝绳收紧装置能够随着主动钢丝绳缠绕轮的运动，缠绕或释放钢丝绳，确保钢丝绳长度正常且一直处于预紧状态，避免钢丝绳传动失效；涡卷弹簧为钢丝绳提供预紧力，一方面为拉紧钢丝绳提供传动支撑，另一方面为其提供加载，避免在舱外±100℃高低温作用时，各个材料均因为热膨胀系数不同导致结构不同大小的变形，进而可能导致钢丝绳与缠绕轮之间压力消失等失效模式；使钢丝绳驱动机构能够适应舱外高低温度变化，具有较强环境适应性及可靠性；同时使钢丝绳缠绕轮可以收缩或释放钢丝绳长度。

进一步，所述光学巡检装置包括：安装支架、导轨二、竖直钢带驱动电机、两个刚带轮、两个刚带轮支架、承载板二和竖直驱动钢带，所述安装支架安装在所述承力机构上且位于所述光学巡检通道内，所述导轨二安装在所述安装支架上，两个所述刚带轮支架分别安装在所述安装支架的上下两端，两个所述刚带轮分别安装在两个刚带轮支架内，所述竖直钢带驱动电机的动力输出端与位于所述安装支架底部的钢带轮同轴传动连接，所述竖直驱动钢带呈环形且套设在两个所述刚带轮上，所述承载板二固定在所述竖直驱动钢带上且滑动连接在所述导轨二上；所述光学巡检模块安装在所述承载板二上。

采用上述进一步方案的有益效果是：竖直钢带驱动机构能够满足空间特殊环境效应作用下的光学巡检模块的驱动需求，能够满足光学巡检模块在轨运动的安全性和可靠性。

进一步，所述光学巡检装置包括精密微运动机构，所述光学巡检模块安装在所述精密微运动机构上并在所述精密微运动机构的驱动下实现X、Y、Z三轴方向的微动调节；

所述精密微运动机构包括X轴微动平台、Y轴微动平台以及Z轴微动平台，所述X轴微动平台安装在所述环形巡检机构上并在环形巡检机构的驱动下实现大行程移动；所述Y轴微动平台安装在所述X轴微动平台上并随X轴微动平台实现X轴方向的微动调节，所述Z轴微动平台安装在所述Y轴微动平台上并随Y轴微动平台实现Y轴方向的微动调节，所述光学巡检模块安装在所述Z轴微动平台上并随X轴微动平台、Y轴微动平台以及Z轴微动平台实现X、Y、Z三方向的微动调节。

采用上述进一步方案的有益效果是：材料暴露精密微运动机构(X、Y、Z三向)带动光学成像***小行程、高精度运动，使其具有精细位置检测能力。大行程运动机构与精密微运动机构结合的方式，可适应不同任务规划，即可实现区域快速巡检能力；同时可以针对特定位置精密巡检，精确监测暴露材料的表面形貌特征。

附图说明

图1为本发明材料舱外互检式暴露装置的立体结构示意图；

图2为本发明旋转机构实施方式一的结构示意图；

图3为本发明旋转机构实施方式三的结构示意图；

图4为本发明旋转机构实施方式三中升降装置的立体结构示意图；

图5为本发明旋转机构实施方式三中升降装置的立体***结构示意图；

图6为本发明旋转机构实施方式三中升降装置的立体剖视结构示意图；

图7为图6中A部的放大结构示意图；

图8为本发明旋转机构实施方式三中升降装置与定位装置配合的立体结构示意图；

图9为定位装置的立体***结构示意图；

图10为定位装置的主视结构示意图；

图11为图10的A-A面剖视图；

图12定位装置的立体结构示意图；

图13为本发明光学巡检装置实施方式一的立体结构示意图一；

图14为本发明光学巡检装置实施方式一的立体结构示意图二；

图15为本发明光学巡检装置实施方式一的立体结构示意图三；

图16为本发明光学巡检装置实施方式一的侧视结构示意图；

图17为本发明光学巡检装置实施方式一的后视结构示意图；

图18为本发明光学巡检装置实施方式五的立体结构示意图；

图19为本发明承力机构实施方式二的立体结构示意图；

图20为图19中A部的放大结构示意图；

图21为图19中B部的放大结构示意图；

图22为本发明承力机构实施方式二的立体***结构示意图；

图23为本发明承力机构实施方式二的俯视结构示意图；

图24为本发明试验箱与锁紧支架装配结构***示意图；

图25为图24中C部的放大结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

100、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；

200、试验箱；201、挡板；202、分隔筋；203、导向口；204、横向段；205、竖向段；206、箱盖；207、箱体；208、安装口；209、凹槽一；

300、承力机构；301、装配口；302、安装通孔；303、驱动电机一；304、摩擦轮；

400、锁紧支架；401、滑槽一；402、限位缺口；403、导向锁紧件；404、锁紧臂；405、卡接臂；406、限位块一；407、导向滑槽；

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、凹槽二；508、弹簧；509、盖板；510、导向杆；511、滑槽二；512、安装头；513、环形槽；514、限位挡圈；

600、底座；602、摩擦箱；603、电控箱；

700、钢丝绳驱动机构；701、支架；702、导轨一；703、钢丝绳收紧装置；704、钢丝绳惰轮；705、钢丝绳；706、承载板一；707、涡卷弹簧安装座；708、被动钢丝绳缠绕轮；709、涡卷弹簧；710、轮轴；711、钢丝绳穿过孔；712、线缆拖链；713、限位块二；714、连接板；715、主动钢丝绳缠绕轮；716、驱动机构一；717、电机法兰；718、滑块；

800、竖直钢带驱动机构；801、安装支架；802、竖直钢带驱动电机；803、刚带轮支架一；804、刚带轮支架二；805、调节螺栓；806、竖直驱动钢带；807、电机法兰；808、导轨二；

900、精密微运动机构；901、X轴微动平台；902、Y轴微动平台；903、Z轴微动平台。

1、光学巡检模块。

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。

如图1-图25所示，本实施例的一种材料舱外互检式暴露装置，包括间隔设置的暴露装置一和暴露装置二，所述暴露装置一和暴露装置二均包括：

承力机构300，所述承力机构300上安装有若干试验箱200和光学巡检装置，若干所述试验箱200分别设置在所述承力机构300四周，若干所述试验箱200合围成一与承力机构300外部连通的光学巡检通道，所述光学巡检装置安装在所述光学巡检通道内；

底座600，所述承力机构300安装在所述底座600上方中部并能够相对底座600转动；

旋转机构，所述旋转机构安装在所述底座600和承力机构300之间，用于驱动所述承力机构300及其上的试验箱200和光学巡检装置在相对于底座600旋转；

其中，如图1所示，所述暴露装置一旋转时，所述暴露装置二上的光学巡检装置对暴露装置一上的试验箱200暴露面进行光学巡检。

本实施例的暴露装置，利用两个暴露装置相互检测，将光学巡检装置安装在底座内，不需要设置在底座四周的外部，一定程度上节省了底座四周外部的空间；暴露装置还能够为金属材料、非金属材料、复合材料等材料提供舱外暴露资源，实现材料暴露样品装置的在轨快速更换，而且为暴露材料提供密闭防护，还能够根据材料暴露需求或地面指令，实时监测暴露材料表面形貌，可实现材料暴露实验的数据采集、传输以及在轨信息管理等。

其中，本实施例的旋转机构的实现方式有三种，分别如下：

旋转机构实施方式一：

如图2所示，本实施方式的所述旋转机构包括：

驱动电机一303，所述驱动电机一303安装在所述承力机构300上并与所述底座600间隔设置；

摩擦轮304，所述摩擦轮304安装在所述驱动电机一303的驱动端；

所述底座600上表面具有与所述摩擦轮304摩擦传动的摩擦面，所述驱动电机一303驱动所述摩擦轮304转动，所述摩擦轮304沿所述摩擦面围绕底座600中心旋转移动，进而带动承力机构300及其上的试验箱200和光学巡检装置围绕底座600中心做旋转运动。

具体的，如图2所示，所述驱动电机一303的驱动端与所述底座600中心的径向布置；所述旋转机构为两个，且沿所述底座600中心对称布置。具体的，所述承力机构300可通过一支撑杆与底座600连接，支撑杆通过轴承与底座600转动连接；利用摩擦轮配合摩擦面实现旋转运动，能够适应空间环境需求，避免出现卡死等情况，保证承力机构及其上的试验箱能够稳定旋转。

旋转机构实施方式二

本实施方式的所述旋转机构包括驱动电机二、驱动齿环一和驱动齿轮一，所述驱动电机二安装在所述承力机构上且其驱动端竖直向下延伸，所述驱动齿轮一安装在所述驱动电机二的驱动端；所述驱动齿环一安装在所述底座中部，所述驱动齿轮一与所述驱动齿环一啮合，所述驱动电机二驱动所述驱动齿轮一围绕所述驱动齿环一做旋转运动，进而带动承力机构及其上的试验箱和光学巡检装置围绕底座中心做旋转运动。具体可参考旋转机构实施方式三中，旋转驱动部与驱动齿轮配合的结构。利用驱动齿轮配合驱动齿环实现旋转运动，结构简单，方便实现。

旋转机构实施方式三：

如图3-图12所示，本实施方式的旋转机构需要配合升降装置进行实施，具体为，所述升降装置100安装在所述底座600上，所述升降装置100的升降端与所述旋转机构连接并驱动所述旋转机构升降。升降装置的设置，可方便旋转过程中避开空间站中的天线等结构。

其中，关于升降装置100的一个具体方案为，如图3-图12所示，升降装置包括：

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；

如图3-图5所示，所述旋转机构包括：

旋转部，所述旋转部安装在所述升降滑环102上并在驱动电机三的驱动下相对于所述升降滑环102做旋转运动，所述承力机构安装在所述旋转部上。

升降装置利用驱动滑环、升降滑环、导向滑环与旋转部的配合，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，能够在空间站舱外安装时，避免在旋转过程中触碰附近的天线支架等，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。

另外，如图3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3-图5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3-图5所示，本实施例的升降装置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6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6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3-图5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5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4和图5所示，所述螺旋滑道107为两条且对称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为两个且分别位于两条所述螺旋滑道107和导向滑道103内。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3-图5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3-图5所示，本实施例的升降装置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3-图7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。

进一步，如图8-图12所示，所述升降装置100还包括定位装置500，具体包括：

安装座501，随承力机构同步运动，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升降装置100旋转中心的四周，所述支杆502与所述升降装置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随承力机构升降过程中，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随承力机构旋转过程中，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。

将安装座随承力机构旋转升降，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。

如图12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12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随承力机构旋转过程中，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。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12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12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，使升降装置共有四个旋转位置。

如图12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12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，使试验箱升降装置每旋转一定角度都能进行精确定位。

如图8-图12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8-图12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8-图12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***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8-图12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8-图12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，反馈旋转部的位置状态。当旋转部启动上升时，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，反馈旋转部升至最高点的运动状态。当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。

本实施例的旋转机构配合升降装置在运动中，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。

本实施例关于光学巡检装置有五种实施方式，分别如下：

光学巡检装置的实施方式一：

如图13-图17所示，所述光学巡检装置包括钢丝绳驱动机构700，具体包括：

支架701；

导轨一702，安装于所述支架701的一侧，为钢丝绳驱动机构承载及导向，支撑滑块以及巡检机构的往复直线运动；

钢丝绳收紧装置703，安装于所述支架701的另一侧，随着主动钢丝绳缠绕轮715运动，缠绕或释放钢丝绳705，确保钢丝绳705长度正常且一直处于预紧状态，避免钢丝绳705传动失效；

驱动装置716，安装于所述支架701一侧的底部，其驱动端连接有主动钢丝绳缠绕轮715；驱动装置716可选用电机作为动力源，实现电能和机械能的转换，其输出端连接有为电机提供支撑的电机法兰717，支架上701上还连接有与电机法兰717间隔布置的轴承板，所述主动钢丝绳缠绕轮715通过轴承分别连接在所述电机法兰717和所述轴承板之间，所述电机法兰717和所述轴承板上端分别设有限位块713；

钢丝绳惰轮704，安装在所述支架701一侧的顶部，为钢丝绳705提供支撑，用于钢丝绳705的换向；钢丝绳惰轮704通过钢丝绳惰轮支架安装在支架顶端，钢丝绳惰轮支架内部安装有轴承，释放钢丝绳惰轮704旋转自由度，支撑钢丝绳惰轮704完成旋转运动；

钢丝绳705，一端连接在所述主动钢丝绳缠绕轮715上，另一端绕设所述钢丝绳惰轮704后连接在所述钢丝绳收紧装置703上；钢丝绳为传动驱动装置，在驱动电机动力及主动钢丝绳缠绕轮715的驱动下，主动钢丝绳缠绕轮715收紧或释放钢丝绳，实现钢丝绳的直线运动；

用于安装光学巡检模块1的承载板一706，滑动安装于所述导轨一702上，并连接在所述钢丝绳705上。

本实施例的钢丝绳驱动机构，能够满足空间特殊环境效应作用下的光学巡检模块的驱动需求，能够满足光学巡检模块在轨运动的安全性和可靠性。

具体的，如图13和图14所示，所述承载板706上设有滑块718，所述滑块718滑动连接在支架701的导轨一702上。承载板一706水平布置，其靠近导轨一702的一端设有所述滑块718，所述限位块713位于所述承载板一706的下方。滑块718为承载运动机构的滑动部件，减小运动部件间的摩擦力，减轻负载。

如图14-图16所示，本实施例的所述钢丝绳收紧装置703的一个优选方案为，包括：

涡卷弹簧安装座707，安装在所述支架701的另一侧，所述涡卷弹簧安装座707内形成有安装腔，其上开设有用于钢丝绳705穿入所述安装腔的通孔；

被动钢丝绳缠绕轮708，转动安装在所述安装腔内；

涡卷弹簧709，所述涡卷弹簧709套设在所述被动钢丝绳缠绕轮708内；所述钢丝绳705另一端连接在所述被动钢丝绳缠绕轮708外周侧。

其中，钢丝绳收紧装置703能够随着主动钢丝绳缠绕轮715的运动，缠绕或释放钢丝绳705，确保钢丝绳705长度正常且一直处于预紧状态，避免钢丝绳705传动失效；涡卷弹簧709为钢丝绳705提供预紧力，一方面为拉紧钢丝绳705提供传动支撑，另一方面为其提供加载，避免在舱外±100℃高低温作用时，各个材料均因为热膨胀系数不同导致结构不同大小的变形，进而可能导致钢丝绳705与缠绕轮、惰轮之间压力消失等失效模式；使钢丝绳驱动机构700能够适应舱外高低温度变化，具有较强环境适应性及可靠性；同时使钢丝绳缠绕轮可以收缩或释放钢丝绳长度。

具体的，如图14和图15所示，所述涡卷弹簧安装座707内设有轮轴710，所述轮轴710垂直于所述导轨一702布置，所述被动钢丝绳缠绕轮708为中空结构且套设在所述轮轴710外，所述涡卷弹簧709中心端固定在所述轮轴710上，其外侧端固定在所述被动钢丝绳缠绕轮708的内侧壁上。随着被动钢丝绳缠绕轮的转动，可将涡卷弹簧预紧或释放，可时刻保持钢丝绳的张紧状态。

如图13-图15所示，本实施例的所述支架701上开设有钢丝绳穿过孔711，所述钢丝绳705另一端绕过所述钢丝绳惰轮704后穿过所述钢丝绳穿过孔711连接在所述钢丝绳收紧装置703上。钢丝绳绕过钢丝绳惰轮后穿过钢丝绳穿过孔并连接在钢丝绳收紧装置上，能够使支架一侧的钢丝绳呈竖直状态，位于支架另一侧的钢丝绳呈倾斜状态，使钢丝绳更大面积的接触钢丝绳惰轮，保证运行的稳定状态；钢丝绳惰轮能够为钢丝绳提供支撑，同时便于钢丝绳换向。

如图13-图15所示，本实施例的钢丝绳驱动机构700还包括线缆拖链712，所述线缆拖链712安装在所述支架701的一侧，所述线缆拖链712的一端与承载板一706连接，另一端滑动连接在支架701上，其中部拱起并位于所述支架701顶部。线缆拖链中形成有用于走线的通道，该通道沿其长度方向布置，能够将线缆隐藏在其内部，当线缆拖链随着承载板一上下移动时，其通道内的线缆也能够随之移动，避免线缆外置造成干扰。

如图13和图14所示，所述钢丝绳惰轮704与所述支架701间隔布置，并通过轴承安装在所述支架701的顶部。为钢丝绳惰轮提供支撑，完成其旋转运动。

如图13所示，所述主动钢丝绳缠绕轮715通过轴承安装在所述支架701底部。

如图13-图15所示，所述支架701一侧底部还设有限位块713，所述限位块713位于所述导轨一702的下端。

本实施例的一个优选方案为，如图13所示，所述导轨一702为平行布置的两条。具体的，两个所述限位块703一一对应的位于两条所述导轨一702的下端。

本实施例的钢丝绳驱动机构的工作原理为，通过驱动装置驱动主动钢丝绳缠绕轮转动，带动其上的钢丝绳缠绕在主动钢丝绳缠绕轮上，位于支架背部的涡卷弹簧收紧，带动其外侧的被动钢丝绳缠绕轮释放其上的缠绕的钢丝绳，钢丝绳在钢丝绳惰轮的换向作用下竖直向下移动，此时带动承载板一上的光学巡检模块通过滑块沿导轨一向下移动。当需要将光学巡检模块向上移动时，通过驱动装置驱动主动钢丝绳缠绕轮转动，释放其上缠绕的钢丝绳，支架背部的涡卷弹簧释放其弹力，带动被动钢丝绳缠绕轮逆向转动并将钢丝绳缠绕在其上，钢丝绳在钢丝绳惰轮的换向作用下竖直向上移动，此时带动承载板一上的光学巡检模块通过滑块沿导轨一向上移动。

本实施例的钢丝绳驱动机构使用钢丝绳实现动力传动，带动其上的光学巡检模块上下运动，占用空间小，重量请，节省资源。并通过加载涡卷弹簧为钢丝绳给钢丝绳提供加载，提供需要的预压力，避免温差变化引起钢丝绳传动失效；加载涡卷弹簧驱动被动钢丝绳缠绕轮跟随主动钢丝绳缠绕轮运动，收缩或释放钢丝绳长度，保证钢丝绳时刻处于张紧状态。

光学巡检装置的实施方式二：

如图18所示，所述光学巡检装置包括竖直钢带驱动机构800，具体包括：安装支架、导轨二、竖直钢带驱动电机、钢带轮一、钢带轮二、钢带轮支架一303、承载板二、钢带轮支架二304和竖直驱动钢带306，所述导轨二竖直布置在所述安装支架301上，所述安装支架301竖直布置且底部固定在承力机构上且位于光学巡检通道内，所述竖直钢带驱动电机302固定在所述安装支架301底部且其动力输出端与钢带轮一同轴传动连接，所述刚带轮支架一303固定在所述安装支架301底部且与电机法兰307间隔布置，所述刚带轮一转动连接在所述刚带轮支架一303上。所述刚带轮支架二304通过调节螺栓305固定在所述安装支架301顶部，并能够通过所述调节螺栓305调节刚带轮支架二304的上下位置，所述刚带轮二安装在所述刚带轮支架二304内，所述刚带轮支架二304和钢带轮支架一303上下对应布置。所述竖直驱动钢带306呈环形且套设在所述刚带轮一和刚带轮二上，所述承载板二固定在竖直驱动钢带306上并滑动连接在导轨二上，所述光学巡检模块200安装在承载板二上，竖直驱动钢带306在竖直钢带驱动电机302的驱动下带动其上的光学巡检模块200上下移动。竖直钢带驱动机构能够满足空间特殊环境效应作用下的光学巡检模块的驱动需求，能够满足光学巡检模块在轨运动的安全性和可靠性。

光学巡检装置的实施方式三：

如图18所示，所述光学巡检装置包括精密微运动机构，所述光学巡检模块安装在所述精密微运动机构上并在所述精密微运动机构的驱动下实现X、Y、Z三轴方向的微动调节；所述精密微运动机构包括X轴微动平台、Y轴微动平台以及Z轴微动平台，所述X轴微动平台安装在所述环形巡检机构上并在环形巡检机构的驱动下实现大行程移动；所述Y轴微动平台安装在所述X轴微动平台上并随X轴微动平台实现X轴方向的微动调节，所述Z轴微动平台安装在所述Y轴微动平台上并随Y轴微动平台实现Y轴方向的微动调节，所述光学巡检模块安装在所述Z轴微动平台上并随X轴微动平台、Y轴微动平台以及Z轴微动平台实现X、Y、Z三方向的微动调节。

材料暴露精密微运动机构(X、Y、Z三向)带动光学成像***小行程、高精度运动，使其具有精细位置检测能力。大行程运动机构与精密微运动机构结合的方式，可适应不同任务规划，即可实现区域快速巡检能力；同时可以针对特定位置精密巡检，精确监测暴露材料的表面形貌特征。

光学巡检装置的实施方式四：

如图13-图18所示，本实施方式的所述光学巡检装置包括上述实施方式一的钢丝绳驱动机构700以及实施方式三中的精密微运动机构，所述精密微运动运动安装在所述钢丝绳驱动机构700的承载板一上。

光学巡检装置的实施方式五：

如图18所示，本实施例方式的所述光学巡检装置包括上述实施方式二的钢带驱动机构以及实施方式三中的精密微运动机构，所述精密微运动运动安装在所述钢带驱动机构的承载板二上。

本实施例的承力机构可选用多种实施方式，具体可选用两种：

承力机构实施方式一：

如图1所示，承力机构采用图1中所示的板状结构，具体选用方形结构，可在方形结构的承力机构的四个侧边中的三个上各安装一个试验箱，然后留一个侧边不安装试验箱，该侧边作为光学巡检通道的出口，光学巡检装置通过该出口来对另一个暴露装置上的试验箱暴露面进行巡检。

承力机构实施方式二：

如图19-图25所示，本实施方式的承力机构采用镂空且具有一定厚度的方形结构，可在该镂空的方形结构的承力机构的四个侧边中的三个上各安装一个试验箱，然后留一个侧边不安装试验箱，该侧边作为光学巡检通道的出口，光学巡检装置通过该出口来对另一个暴露装置上的试验箱暴露面进行巡检。

图19-图23中，虽然展示的是在承力机构四个边上都设置有锁紧支架，但本实施方式中，仅在承力机构的三个侧边上设置锁紧支架，另一个侧边上部设置锁紧支架，可参考图19-图23中锁紧支架的安装方式，具体到本实施方式，需将图19-图23中承力机构一个侧边上的锁紧支架去除，即仅在承力机构的三个侧边上通过锁紧支架安装试验箱，另一个侧边上不安装试验箱。

具体的，试验箱通过锁紧支架400可拆卸安装在该镂空的承力机构300上，所述锁紧支架400为多个且分别竖直固定在所述承力机构300外周侧；所述锁紧支架400一侧边上设有滑槽401，所述滑槽401的槽壁上形成有限位缺口402，所述锁紧支架400上设有导向锁紧件403，所述导向锁紧件403贯穿所述滑槽401的两槽壁设置；所述试验箱200的侧壁上分别设有与之间隔布置的挡板201，所述挡板201一端与所述试验箱200侧壁之间形成安装口208，所述挡板201与所述试验箱200的侧壁之间设有分隔筋202，所述分隔筋202将所述挡板201与所述试验箱200的侧壁之间分隔成上下布置的若干安装槽，所述挡板201上设有导向口203；

其中，所述滑槽401形成所述限位缺口402的槽壁***所述安装槽内，所述分隔筋202***所述限位缺口402内，所述导向锁紧件403***所述导向口203内并将所述挡板201锁紧在所述滑槽401内。

本实施方式的承力机构，通过在锁紧支架上设置滑槽以及限位缺口，在试验箱侧壁上设置挡板，将分隔筋***到限位缺口内，并将到箱锁紧***导向口内，使试验箱上的挡板被卡入到锁紧支架的滑槽内，并利用拧紧导向锁紧件将挡板压紧固定在滑槽内，实现试验箱与锁紧支架的锁紧固定；可通过拧松导向锁紧件将挡板从滑槽中取出，实现锁紧支架与试验箱之间的可拆卸。整个拆装结构不需要导向锁紧件对试验箱进行固定，而是依靠锁紧支架将挡板压紧，整体结构十分紧凑，而且可实现快速精确拆装，结构稳定牢固，能够满足空间站的环境需求。

本实施例的一个具体方案为，所述导向锁紧件403为松不脱螺钉。采用松不脱螺钉，不需要将螺钉取下，就能实现挡板与锁紧支架的锁紧固定。

如图19-图23所示，关于承力机构的一个优选方案为，本实施例的所述承力机构300为一体成型的镂空结构，其外周侧形成有若干装配口301，所述锁紧支架400竖直安装在所述装配口301内，所述试验箱200被限位在所述装配口301内。将承力机构设置为镂空结构，可以减轻承力机构的重量，方便装拆，而且将试验箱限位在承力机构的装配口内，能够将试验箱有效稳定的限位安装。

如图24和图25所示，本实施例的所述试验箱200包括箱盖206和箱体207，所述箱盖206一竖直边铰接在所述箱体207敞口端的一竖直侧壁上；所述挡板201位于所述箱体207铰接有箱盖206的竖直侧壁上或/和所述箱体207的另一竖直侧壁上，所述安装口208朝向背离所述箱盖206的一侧布置；所述箱体207两竖直侧壁的下半部分分别凹陷形成有台阶状的凹槽209，所述挡板201固定在所述凹槽209内；所述箱体207被限位在所述装配口301内，所述箱盖206位于所述装配口301外。将箱体限位在装配口内，将箱盖位于装配口外，当打开箱盖时，箱盖内表面以及箱体内表面的材料可以位于同一暴露面上，使承力机构四周的暴露面更加均匀稳定的暴露。将挡板设置在箱体的两竖直侧壁上，使箱体箱底部位被安装定位在锁紧支架上，不影响箱门的开启和关闭。

本实施例可在所述箱体207的其中一个竖直侧壁上设置所述挡板201，安装时，可配合一个锁紧支架400进行安装。也可以在箱体207的两个竖直侧壁上都设置挡板201，在箱体207两个相对的竖直侧壁上都配合一个锁紧支架400进行安装。

本实施例的一个优选方案为，如图19和图24所示，所述挡板201为两个且分别位于所述箱体207两侧的两竖直侧壁上，两个所述挡板201相互平行布置；所述锁紧支架400为两个且分别与两个所述挡板201对应锁紧，两个锁紧支架400安装到对应的挡板201上后，两个锁紧支架400也相互平行布置。采用两个挡板分别对箱体207的两竖直侧壁进行锁紧固定，使箱体207整体受力均匀稳定。当配合试验箱200安装两个锁紧支架400时，两个锁紧支架400结构可以相同，也可以根据实际安装空间限制，设置不同。例如，位于试验箱一侧的锁紧支架可选用3个限位缺口，位于试验箱另一侧的锁紧支架可选用2个限位缺口，对应的试验箱上的挡板上的导向口和分隔筋的个数也不同，具体与对应的锁紧支架结构相适配。

如图25所示，本实施例的所述承力机构300中部形成有若干上下贯通的安装通孔302，靠近所述安装通孔302的锁紧支架400上以及所述承力机构300上分别固定有限位块406，所述限位块406均位于所述承力机构300上表面上且位于所述安装通孔302的四周。承力机构300中的安装通孔302可用于安装其他部件，例如摩擦箱602等，可以利用摩擦像进行摩擦学实验。并利用限位块对其他部件进行有效限位，能够最大程度的利用承力机构的安装空间，在有限的空间内，最大程度的满足空间试验需求。

其中，如图20、图21和图25所示，所述限位块406上形成有竖直布置的导向滑槽407。导向滑槽的设置，可方便对其他部件进行安装导向和限位。

其中，如图24和图25所示，为了使挡板201尽可能的不占用空间站外部环境空间，所述箱体207两竖直侧壁的下半部分分别凹陷形成有台阶状的凹槽209，所述挡板201固定在所述凹槽209内。

如图24和图25所示，导向口的一个优选方案为，本实施例的所述导向口203包括相互连通的横向段204和竖向段205，所述竖向段205位于所述横向段204的上方；其中，所述导向锁紧件403从所述横向段204***，将所述试验箱200向下移动，使导向锁紧件403沿所述竖向段205移动并限位在所述竖向段205的顶部。导向口采用横向段和竖向段，导向锁紧件可以利用横向段***到挡板上，然后被限位在竖向段的顶部，导向锁紧件与竖向段之间形成前后方向和上下方向的限位，使试验箱不会从锁紧支架上掉落，再利用滑槽实现左右方向的限位，使试验箱稳定的安装在锁紧支架上。

其中，如图24和图25所示，所述分隔筋202为多个，所述导向口203为多个，多个所述导向口203一一对应的位于所述分隔筋202的上方。多个分隔筋和多个导向口的设置，可使试验箱侧壁尽可能多的区域被固定在锁紧支架上，实现试验箱的稳定安装。

其中，如图19-图22所示，所述挡板201上的滑槽401可以上下贯通设置，或者不贯通设置。所述限位缺口402为多个，多个所述分隔筋202一一对应的***所述限位缺口402内。所述分隔筋202的个数优选为2个或3个，分别连接挡板201和试验箱200的侧壁。对应的，所述限位缺口402的个数也可选2个或3个，导向锁紧件403的个数也优选2个或3个。导向锁紧件403也一一对应的设置在所述限位缺口402的上方。

本实施例的一个优选方案为，如图19-图22所示，所述限位缺口402的上下间距设置较大，当所述试验箱200与挡板201配合插接后，所述导向锁紧件403沿所述竖向段205移动的过程中，即所述试验箱200相对所述挡板201向下移动时，所述分隔筋202能够在限位缺口402的空间内上下移动。为了使试验箱200与挡板201插接更加紧凑稳定，当试验箱200与挡板201配合插接后，所述导向锁紧件403刚好位于或抵接在所述竖向段205的上端，所述分隔筋202刚好位于或抵接在所述限位缺口402的底边上。

如图19-图23所示，所述锁紧支架400背离所述滑槽401的一侧垂直设有锁紧臂404，所述锁紧臂404远离所述滑槽401的一端向下延伸形成卡接臂405，所述卡接臂405与所述滑槽401平行布置，且与所述锁紧支架400、锁紧臂405之间合围成一限位口。限位口的设置，可方便将限位支架安装限位到相应的装配结构中。

具体的，如图19-图22所示，所述锁紧支架400可选用类似“4”字型结构，所述滑槽401位于所述锁紧支架400的竖直长边上，锁紧臂404位于所述4字型结构的横向段上，所述卡接臂405位于所述4字型结构的锐角拐角位置。所述锁紧支架400的4字型结构靠近下端的位置上还设有若干固定孔，用于将锁紧支架400固定在对应的承力机构上。

如图19-图23所示，所述锁紧支架400上连接有限位块406，能够充分利用有限的空间，将限位块与锁紧支架一体设置，可方便当限位支架安装到相应的装配结构中时，对其他部件进行安装导向和限位，使锁紧支架既具有安装试验箱的功能，还能够对其他箱体进行安装，比如，在空间站实验中，不仅要对试验箱中的材料进行暴露实验，可能还需要进行摩擦学实验，这样就需要对摩檫箱进行安装，在锁紧支架上设置限位块，可对摩檫箱进行限位，有利于摩擦学实验的进行，使锁紧支架得到充分利用，也能实现在有限的空间，满足多个试验箱的暴露实验，甚至还能够实现摩擦学实验。

本实施方式通过将试验箱利用锁紧支架可拆卸安装在承力机构周侧，能够实现材料暴露试验箱的固定安装，试验箱为暴露材料提供安装空间并提供密闭环境，材料暴露试验箱利用其上的锁紧支架可实现快速可更换设计，与承力机构可即插即用。试验箱上的挡板卡进锁紧支架上的滑槽中，利用导向口以及限位缺口的配合，实现结构自锁，然后再通过锁紧支架上的松不脱螺钉进行拧紧固定，将锁紧支架与挡板进行压紧固定，松不脱螺钉不需要穿过试验箱，利用结构上的自锁关系以及滑槽与挡板压紧，实现试验箱与锁紧支架的快速可更换，再利用锁紧支架将试验箱安装锁紧在承力机构上，可实现试验箱的稳定快速拆装，保证材料暴露实验在有限的空间内稳定进行。

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

1.一种材料舱外互检式暴露装置，其特征在于，包括间隔设置的暴露装置一和暴露装置二，所述暴露装置一和暴露装置二均包括：

2.根据权利要求1所述一种材料舱外互检式暴露装置，其特征在于，所述旋转机构包括：

摩擦轮，所述摩擦轮安装在所述驱动电机一的驱动端；

3.根据权利要求1所述一种材料舱外互检式暴露装置，其特征在于，所述旋转机构包括驱动电机二、驱动齿环一和驱动齿轮一，所述驱动电机二安装在所述承力机构上且其驱动端竖直向下延伸，所述驱动齿轮一安装在所述驱动电机二的驱动端；所述驱动齿环一安装在所述底座中部，所述驱动齿轮一与所述驱动齿环一啮合，所述驱动电机二驱动所述驱动齿轮一围绕所述驱动齿环一做旋转运动，进而带动承力机构及其上的试验箱和光学巡检装置围绕底座中心做旋转运动。

4.根据权利要求1所述一种材料舱外互检式暴露装置，其特征在于，还包括升降装置，所述升降装置安装在所述底座上，所述升降装置的升降端与所述旋转机构连接并驱动所述旋转机构升降。

5.根据权利要求4所述一种材料舱外互检式暴露装置，其特征在于，所述升降装置包括：

所述旋转机构包括：

6.根据权利要求5所述一种材料舱外互检式暴露装置，其特征在于，所述旋转部包括旋转滑环，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。

7.根据权利要求6所述一种材料舱外互检式暴露装置，其特征在于，所述旋转滑环顶部安装有固定罩，所述驱动电机三安装在所述固定罩上，所述升降滑环顶部外周侧设有驱动齿环二，所述驱动电机三的驱动端设有与所述驱动齿环二啮合的驱动齿轮二，所述驱动电机三通过驱动所述驱动齿轮二沿所述驱动齿环二转动，带动旋转滑环及其上的固定罩和承力机构做旋转运动。

8.根据权利要求4至7任一项所述一种材料舱外互检式暴露装置，其特征在于，所述升降装置还包括：

9.根据权利要求8所述一种材料舱外互检式暴露装置，其特征在于，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。

10.根据权利要求1至7、9任一项所述一种材料舱外互检式暴露装置，其特征在于，所述光学巡检装置包括：

导轨一，安装于所述支架的一侧；

钢丝绳收紧装置，安装于所述支架的另一侧；

钢丝绳惰轮，安装在所述支架一侧的顶部；

所述钢丝绳收紧装置包括：

被动钢丝绳缠绕轮，转动安装在所述安装腔内；

11.根据权利要求1至7、9任一项所述一种材料舱外互检式暴露装置，其特征在于，所述光学巡检装置包括：安装支架、导轨二、竖直钢带驱动电机、两个刚带轮、两个刚带轮支架、承载板二和竖直驱动钢带，所述安装支架安装在所述承力机构上且位于所述光学巡检通道内，所述导轨二安装在所述安装支架上，两个所述刚带轮支架分别安装在所述安装支架的上下两端，两个所述刚带轮分别安装在两个刚带轮支架内，所述竖直钢带驱动电机的动力输出端与位于所述安装支架底部的钢带轮同轴传动连接，所述竖直驱动钢带呈环形且套设在两个所述刚带轮上，所述承载板二固定在所述竖直驱动钢带上且滑动连接在所述导轨二上；所述光学巡检模块安装在所述承载板二上。

12.根据权利要求1至7、9任一项所述一种材料舱外互检式暴露装置，其特征在于，所述光学巡检装置包括精密微运动机构，所述光学巡检模块安装在所述精密微运动机构上并在所述精密微运动机构的驱动下实现X、Y、Z三轴方向的微动调节；

13.根据权利要求1至7、9任一项所述一种材料舱外互检式暴露装置，其特征在于，所述承力机构为方形板状结构或方形镂空结构，所述方形板状结构或方形镂空结构的三个侧边上各安装有试验箱，所述方形板状结构或方形镂空结构未安装试验箱的一个侧边作为光学巡检通道的出口。

14.根据权利要求13所述一种材料舱外互检式暴露装置，其特征在于，所述承力机构为方形镂空结构时，所述承力机构外周侧设有多个锁紧支架，所述锁紧支架一侧边上设有滑槽，所述滑槽的槽壁上形成有限位缺口，所述锁紧支架上设有导向锁紧件，所述导向锁紧件贯穿所述滑槽的两槽壁设置；所述试验箱的侧壁上分别设有与之间隔布置的挡板，所述挡板一端与所述试验箱侧壁之间形成安装口，所述挡板与所述试验箱的侧壁之间设有分隔筋，所述分隔筋将所述挡板与所述试验箱的侧壁之间分隔成上下布置的若干安装槽，所述挡板上设有导向口；

其中，所述滑槽形成所述限位缺口的槽壁***所述安装槽内，所述分隔筋***所述限位缺口内，所述导向锁紧件***所述导向口内并将所述挡板锁紧在所述滑槽内。

15.根据权利要求14所述一种材料舱外互检式暴露装置，其特征在于，所述承力机构为一体成型的镂空结构，其外周侧形成有若干装配口，所述锁紧支架竖直安装在所述装配口内，所述试验箱被限位在所述装配口内；所述试验箱包括箱盖和箱体，所述箱盖一竖直边铰接在所述箱体敞口端的一竖直侧壁上；所述挡板位于所述箱体铰接有箱盖的竖直侧壁上或/和所述箱体的另一竖直侧壁上，所述安装口朝向背离所述箱盖的一侧布置；所述箱体两竖直侧壁的下半部分分别凹陷形成有台阶状的凹槽，所述挡板固定在所述凹槽内；所述箱体被限位在所述装配口内，所述箱盖位于所述装配口外。

16.根据权利要求15所述一种材料舱外互检式暴露装置，其特征在于，所述挡板为两个且分别位于所述箱体两侧的两竖直侧壁上，两个所述挡板相互平行布置；所述锁紧支架为两个且分别与两个所述挡板对应锁紧；所述承力机构中部形成有若干上下贯通的安装通孔，靠近所述安装通孔的锁紧支架上以及所述承力机构上分别固定有限位块，所述限位块均位于所述承力机构上表面上且位于所述安装通孔的四周。

17.根据权利要求14至16任一项所述一种材料舱外互检式暴露装置，其特征在于，所述导向口包括相互连通的横向段和竖向段，所述竖向段位于所述横向段的上方；其中，所述导向锁紧件从所述横向段***，将所述试验箱向下移动，使导向锁紧件沿所述竖向段移动并限位在所述竖向段的顶部。