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空间盘式滑环的设计简述
- 2019-12-24-

空间盘式滑环的设计简述

在航天器的控制系统中,精密导电盘式滑环是实现两个相对旋转机构之间的电力以及控制信号电流传输的精密电气机械装置。随着卫星、载人航天器、航天站等航天应用的快速发展,导电盘式滑环作为航天器姿态控制系统通用驱动器的重要组成部分,能够控制精度、可靠性和姿态控制系统的寿命。

盘式滑环.png

由于宇宙应用环境的特殊性,要求导电性滑环需要长时间稳定、持续、可靠地运行。如果盘式滑环一旦发生故障,会直接影响姿势控制系统的动作,严重时可能会导致宇宙飞船整体的正常动作中断。因此,对在宇宙中使用的精密导电盘式滑环弹簧的工作寿命和可靠性能提出了非常高的要求。

目前,国内外航天器控制系统的执行元件(导电盘式滑环)主要采用将执行元件转子驱动电机的电力控制信号传递至定子部分的圆筒形导电性弹簧。在研制航天器控制转矩陀螺仪用导电性滑环的过程中,根据盘式滑环的工作环境特性及技术要求,对真空环境中材料挥发性能非金属材料的选择进行了试验,考察材料的出气总质量缺陷TML、可凝结挥发性CVCM及水蒸气脱离WVR个指数,确认满足航天用非金属材料的要求以及考虑到独到的盘式滑环结构尺寸和重量要求。

所以,在设计空间单点盘式滑环时,采用单槽双电刷并联四点接触,同时导电环和绝缘层分布在正方形波纹结构中,从而增大滑移距离,大幅度提高盘式滑环的接触性能、滑环电刷将的接触可靠性以及相邻导电环之间的绝缘强度。另外,专业人员还要对空间导电盘式滑环进行寿命跑和试验。以确保在指定的旋转生命周期内,滑环的动态接触电阻、绝缘电阻、电强度等导电盘式滑环主要技术均符合规格要求。

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