專利名稱：一種便攜式地球模擬器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種便攜式地球模擬器技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實用新型屬于一種模擬器，具體涉及一種便攜式地球模擬器。
技術(shù)背景[0002]現(xiàn)有的地球模擬器由工業(yè)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(wèi)星上以后，不同衛(wèi)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后才能安裝地模頭。整星測試時，有些衛(wèi)星型號要使用升降車 到衛(wèi)星頂部安裝地模支架及地模頭，衛(wèi)星星體本身不但裝有設(shè)備而且周圍還有其他測試 設(shè)備現(xiàn)場情況復(fù)雜，使用升降車非常容易發(fā)生事故，因此，安裝地模不僅增加了復(fù)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(rèn)狀態(tài)，不需要這種復(fù)雜的地模安 裝操作，特別是在發(fā)射陣地測試塔架上，星箭對接后，衛(wèi)星加裝了整流罩，星箭適配器 為圓錐型，人員無法(不準(zhǔn))站立在適配器上，即使測試人員進(jìn)入到整流罩與衛(wèi)星之間， 在狹小的空間亮度很低的環(huán)境下進(jìn)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(wèi)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(fā)明內(nèi)容[0003]本實用新型的目的是提供一種便攜式地球模擬器，它可用于對衛(wèi)星部件紅外地 球敏感器進(jìn)行功能性檢查，不用安裝到衛(wèi)星上，可用于多種型號衛(wèi)星在振動試驗后、熱 真空試驗后、整星推進(jìn)劑加注后、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(xiàn)的，一種便攜式地球模擬器，它包括主體框架，主體框 架的外圍設(shè)有外框，主體框架的側(cè)端通過旋轉(zhuǎn)軸與旋轉(zhuǎn)框架連接，旋轉(zhuǎn)框架的底邊通過 手柄連接法蘭與手柄連接，主體框架上設(shè)有面板，主體框架的下部設(shè)有底板，面板上設(shè) 有加熱板、顯示屏、電源插孔、加熱開關(guān)和加熱指示燈，加熱板的底部設(shè)有保溫材料， 加熱板上還設(shè)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(fù)極通過加熱指示燈、電阻 和加熱開關(guān)與電源正極連接，電源的負(fù)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(guān)與電源正極連接，溫度傳感器還與溫度測量與顯示表連接。[0006]所述的主體框架的材料為環(huán)氧樹脂玻璃鋼板。[0007]本實用新型的優(yōu)點是，本發(fā)明采用便攜式設(shè)計，集供電、加熱、溫度測量與顯 示于一體、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(yōu)點。


[0008]圖1為本實用新型所提供的一種便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(zhuǎn)框架，4面板，5電源插孔，6溫度測量與 顯示表，7手柄連接法蘭，8手柄，10加熱指示燈，11加熱開關(guān)，12旋轉(zhuǎn)軸，19外框。
具體實施方式
[0011]
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進(jìn)行詳細(xì)描述[0012]一種便攜式地球模擬器，它包括地模主體框架1、加熱板2、旋轉(zhuǎn)框架3、面板 4、電源插孔5、溫度測量與顯示表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(guān)11、旋轉(zhuǎn)軸12、電熱膜、保溫材料、底板和外框19等部件。[0013]如圖1所示，一種便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(cè)端通過旋轉(zhuǎn)軸12與旋轉(zhuǎn)框架3連接，旋轉(zhuǎn)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(gòu)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(cè)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(cè)安裝有加熱開關(guān)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，電熱膜下面用硅橡膠粘貼有溫度傳感器并連接到顯 示屏6上。[0014]如圖2所示，電源的負(fù)極通過加熱指示燈、電阻和加熱開關(guān)與電源正極連接， 電源的負(fù)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(guān)與電 源正極連接，溫度傳感器還與溫度測量與顯示表連接，在電源正極和負(fù)極之間還連接有 芯片 LM7805。[0015]地模主體框架1由環(huán)氧樹脂玻璃鋼板加工制成，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(guān)11，面板4下面有熱板壓框，電熱膜粘貼在 加熱板2上，電熱膜下面用硅橡膠粘貼溫度傳感器并連接到溫度測量與顯示表6上，電池 盒內(nèi)裝有12節(jié)4500mAh鎳氫充電電池，通過導(dǎo)線將電源插頭插到電源插孔5，將電源分 別供給加熱開關(guān)11和集成穩(wěn)壓器，電源經(jīng)集成穩(wěn)壓器穩(wěn)壓到直流5V后給溫度測量與顯示 表6供電，連接到溫度測量與顯示表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，溫度測量與顯示表6顯示當(dāng)前環(huán)境溫度，接通加熱開關(guān)11使電熱膜加 熱同時加熱指示燈10點亮，從溫度測量與顯示表6上觀察溫度，當(dāng)加熱板2溫度高于環(huán) 境溫度35°C時，斷開加熱開關(guān)11，由于加熱板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(dāng)加熱板2溫度與環(huán)境溫度差低于30°C時，再接通接通加熱開關(guān)11使 電熱膜加熱。由于衛(wèi)星型號不同，各衛(wèi)星的紅外地球敏感器安裝坐標(biāo)各不相同，為了使 便攜式地球模擬器應(yīng)用廣泛，將旋轉(zhuǎn)軸12從地模主體框架1內(nèi)壁安裝到地模主體框架1 上，將旋轉(zhuǎn)框架3安裝到旋轉(zhuǎn)軸12上，這樣便攜式地球模擬器可旋轉(zhuǎn)角度，適應(yīng)測試需 要，旋轉(zhuǎn)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(shè)計成可 加長結(jié)構(gòu)，使便攜式地球模擬器應(yīng)用廣泛，可適應(yīng)各種航天器測試的需要，外框19為兩 個拼接式結(jié)構(gòu)，地模主體框架1、加熱板2、熱板壓框、面板4、底板裝配完成后，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(zhuǎn)軸12裝配，即固定了 旋轉(zhuǎn)軸12，又完成了便攜式地球模擬器的整體組裝。[0016]將印有加熱材料的聚酰亞胺不干膠電熱膜，粘貼到發(fā)黑處理過的鋁板上，作為發(fā)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(zhuǎn)軸從地模主體框架內(nèi)部向外安裝，再壓上熱板壓框，面板上設(shè)有LED溫 度測量與顯示表、電源插孔、加熱開關(guān)，加熱板底部先選用4層聚酰亞胺鍍鋁薄膜粘貼 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(jié)構(gòu)，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(zhuǎn)軸裝配，即固定了旋轉(zhuǎn)軸，又固定了外框，并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(zhuǎn)框架上安裝有手柄連接法蘭，安裝到旋轉(zhuǎn)軸上，這樣 便攜式地球模擬器可旋轉(zhuǎn)角度，適應(yīng)各種航天器測試需要，根據(jù)使用角度需要，可轉(zhuǎn)動 并鎖緊結(jié)構(gòu)板，使加熱板在紅外敏感器掃描視場內(nèi)，根據(jù)使用場合，模擬器手柄長度可 加長。[0017]使用時根據(jù)環(huán)境溫度將熱板加熱到所需溫度。關(guān)閉加熱開關(guān)，停止加熱，根據(jù) 溫度表顯示，開/關(guān)加熱開關(guān)，使溫差保持在35士5°C，由于有保溫措施，所以溫度持續(xù) 時較長。[0018]為使模擬器快速加溫，使用前可使用直流20V穩(wěn)壓電源供電，加溫時間約3分 鐘，使用時用12V便攜電池組供電，得到加溫、續(xù)溫效果，連續(xù)使用時間大于3.5小時。 電池組由12節(jié)1.2V/4500mAh充電電池組成。[0019]本實用新型用環(huán)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(xiàn)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(nèi)，形成 天空和地球信號，在很近距離內(nèi)實現(xiàn)航天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(huán)境溫度模擬地球和天空輻射亮度差。[0021]電源采用鎳氫電池組，供電簡單，可反復(fù)充電使用，[0022]上述方案的原理是目前，鋰電池、鎳氫電池生產(chǎn)工藝先進(jìn)，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(nèi)，但會增加成本，而且增加了主體重量，充電控制復(fù)雜，電池容易爆炸，所以，選用 12節(jié)1.2V容量為4500mAh鎳氫充電電池及配套充電器，原設(shè)計將電池放在手柄內(nèi)，手柄 上有電源開關(guān)，但這樣手柄長度不可調(diào)整，不利于廣泛應(yīng)用，因此，采用電池盒供電。[0023]選擇主體框架材料也很重要，采用硬鋁重量輕、強度高、加工簡單，但隔熱絕 緣性能不好；采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 以采用環(huán)氧樹脂玻璃鋼板按照設(shè)計圖紙加工制成，該材料具有成本低廉、重量輕、強度 高、絕緣、隔熱性能好、易于加工等特點，但加工組裝后，感覺重量還是偏重，于是， 將主體框架、熱板壓框作挖空減重處理，這樣處理后，不但減輕了重量，更有利于隔 熱。[0024]便攜式地球模擬器集供電、加熱、溫度測量與顯示于一體、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于10°C即可實現(xiàn)測量，測量時用加熱板和 環(huán)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(yīng)該 測量出熱板和環(huán)境溫度，如用兩套測溫顯示表會增加體積和重量，便攜式地球模擬器存 放在測試環(huán)境，在通電后加熱之前測出的溫度既是環(huán)境溫度，接通加熱開關(guān)后電熱板加熱，當(dāng)熱板溫度高于環(huán)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(wěn)壓電源，使用時先用穩(wěn)壓電源通過面板上電源插孔供電加熱，到達(dá)預(yù)定溫度后，再 用電池供電，起到續(xù)溫加溫作用。[0026] 本實用新型克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種輕巧便攜式地球模擬器，在整流 罩外邊操作，對紅外地球敏感器進(jìn)行功能測試，不但縮短了測試時間，更保證了整星安 全。本發(fā)明已用于遙感衛(wèi)星2號、遙感衛(wèi)星4號、遙感衛(wèi)星7號整星各階段健康檢查測試 及發(fā)射前對紅外地球敏感器的功能性測試，經(jīng)使用證明，該發(fā)明達(dá)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(shù)據(jù)顯示的地球弦寬、姿態(tài)角正確， 能夠滿足對紅外地球敏感器功能性檢查要求。
權(quán)利要求1.一種便攜式地球模擬器，其特征在于它包括主體框架(1)，主體框架(1)的外圍 設(shè)有外框(19)，主體框架(1)的側(cè)端通過旋轉(zhuǎn)軸(1 與旋轉(zhuǎn)框架C3)連接，旋轉(zhuǎn)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(shè)有面板G)，主體框架(I)的下部設(shè)有底板，面板(4)上設(shè)有加熱板( 、顯示屏(6)、電源插孔( 、加熱開關(guān)(II)和加熱指示燈(10)，加熱板O)的底部設(shè)有保溫材料，加熱板( 上還設(shè)有電熱 膜，電熱膜通過溫度傳感器與顯示屏(6)連接。
2.如權(quán)利要求1所述的一種便攜式地球模擬器，其特征在于所述的電源插孔(5) 還通過電源線與電源連接，電源的負(fù)極通過加熱指示燈、電阻和加熱開關(guān)與電源正極連 接，電源的負(fù)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(guān) 與電源正極連接，溫度傳感器還與溫度測量與顯示表連接。
3.如權(quán)利要求1所述的一種便攜式地球模擬器，其特征在于所述的主體框架(1)的 材料為環(huán)氧樹脂玻璃鋼板。
專利摘要本實用新型屬于一種模擬器，具體涉及一種便攜式地球模擬器。一種便攜式地球模擬器，它包括主體框架，主體框架的外圍設(shè)有外框，主體框架的側(cè)端通過旋轉(zhuǎn)軸與旋轉(zhuǎn)框架連接，旋轉(zhuǎn)框架的底邊通過手柄連接法蘭與手柄連接，主體框架上設(shè)有面板，主體框架的下部設(shè)有底板，面板上設(shè)有加熱板、顯示屏、電源插孔、加熱開關(guān)和加熱指示燈，加熱板的底部設(shè)有保溫材料，加熱板上還設(shè)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(yōu)點是，本實用新型采用便攜式設(shè)計，集供電、加熱、溫度測量與顯示于一體、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(yōu)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(yōu)先權(quán)日2009年12月31日
發(fā)明者關(guān)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