一种用于空间电场探测球形传感器的精密装配装置的制作方法

本发明涉及空间环境探测技术领域，具体涉及一种用于空间电场探测球形传感器的精密装配装置。

背景技术：

空间电场探测是利用传感器表面感应它所在的空间等离子环境的电势来达到电场测量的目的。电场探测仪使用主动式双探针的电场测量方式，其各传感器表面状态的一致性直接影响低密度等离子体空间环境下电场信号测量的精度。各传感器装配后的状态一致性影响：反映在实际空间环境下进行电场测量时，为两传感器表面相对于周围空间等离子体环境电场的差值，该差值无法直接测量扣除，只能通过尽量保持两传感器状态的一致性等措施来减小。反应在机械设计方面，首先需要保证各零部件机械加工后表面外形尺寸尽可能一致，其次要求各零部件机械装配后产品的外形尺寸尽可能的一致，即保证球径与球度的一致性。图1示出了一种用于探测空间电场的球形传感器，其外部结构由两半球壳组件（第一球壳2与第二球壳4）与两圆柱状短杆（与第一球壳2相连的第一短杆1以及与第二球壳4相连的第二短杆5）组件构成，在第一短杆1与第二短杆5上均设置有多个径向的锥孔3。

在对上述球形传感器进行加工生产过程中，对加工完成合格的各零部件，为了使装配后各产品外形状态尽可能一致性，同时使装配精度达到设计要求，需要设计一套适用于传感器精密装配的专用装置。目前在同类产品上并没有与其相匹配的精密装配装置，以解决空间电场探测球形传感器装配后表面状态不一致的问题。

技术实现要素：

为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种用于空间电场探测球形传感器的精密装配装置。

本发明的目的通过以下技术方案来具体实现：

一种用于空间电场探测球形传感器的精密装配装置，包括支座，在所述支座上方同轴设置有第一固定座与第二固定座，在所述第一固定座与所述第二固定座之间设置有传感器球壳放置位，在所述第一固定座与所述第二固定座上均同轴设置有传感器短杆放置孔，在所述第一固定座与所述第二固定座径向设置有可拔插的销钉，所述可拔插的销钉与传感器短杆上的锥孔位置相对设置，在所述第二固定座上方设置有力矩扳手。

进一步的，在所述支座上表面设置有第一固定座放置槽，所述第一固定座通过第一固定座放置槽固定放置在所述支座上。

进一步的，所述第一固定座为可开合分体结构。

进一步的，所述第一固定座包括第一子固定部与第二子固定部，所述第一子固定部与所述第二子固定部通过凸块与凹槽配合拼接固定。

进一步的，所述支座、第一固定座、第二固定座均为中空结构。

进一步的，在所述第一固定座与所述第二固定座上均设置有销钉孔，所述销钉设置在所述销钉孔内，所述销钉端部设置有锥形斜面。

进一步的，所述第二固定座上表面设置有方形孔，所述力矩扳手通过所述方形孔与所述第二固定座连接。

进一步的，所述支座包括支撑架以及设置在所述支撑架下方的底座。

进一步的，所述支撑架包括与所述底座固定连接的支撑环，垂直设置在所述支撑环上方的支撑杆以及设置在所述支撑杆上方的支撑台。

进一步的，所述第一固定座与所述第二固定座横截面均为正八边形，在所述第一固定座与所述第二固定座侧壁上各均匀设置有4个销钉。

本发明的有益效果是：

本发明所公开的一种用于空间电场探测球形传感器的精密装配装置，结构设计科学合理，通过球形传感器沿短杆轴向的压紧力有效控制球径及球度，本发明装配装置仅使球形传感器球壳结构沿短杆轴向受力，不会使球壳径向受力，使装配后球形传感器表面机械状态具有很好一致性；传感器的短杆通过4个销钉在同一高度对短杆径向施力，使短杆径向受力均匀，防止短杆局部受力过大变形；将销钉设计为锥形，防止紧固后销钉与短杆孔卡死；第一销钉连接座进行凸凹结构分体设计，方便装配拆卸。

附图说明

图1为本发明所公开的用于探测空间电场的球形传感器外部结构示意图；

图2为本发明所公开的用于空间电场探测球形传感器的精密装配装置装配结构示意图；

图3为本发明所公开的用于空间电场探测球形传感器的精密装配装置中支撑架结构示意图；

图4为本发明所公开的用于空间电场探测球形传感器的精密装配装置中第一固定座结构示意图；

图5为本发明所公开的用于空间电场探测球形传感器的精密装配装置中第二固定座结构示意图；

图6为本发明所公开的用于空间电场探测球形传感器的精密装配装置中销钉结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明具体实施方式进行详细说明。

如图2所示，本发明公开了一种用于空间电场探测球形传感器的精密装配装置，包括支座，所述支座包括支撑架以及设置在所述支撑架下方的底座6，底座6为圆形，如图3所示，所述支撑架包括与所述底座6固定连接的支撑环7，垂直设置在所述支撑环7上方的支撑杆9以及设置在所述支撑杆9上方的支撑台20。如图3所示，在支撑台20上，设置有方形的第一固定座放置槽17，固定座放置槽17内缘形状与第一固定座11外缘部分形状相吻合，具有防止其上各结构转动的效果。在所述第一固定座放置槽17内，设置有圆形通孔18。支撑杆9为四根弧形杆，均匀设置在支撑环7上，在支撑环7上设置有螺纹孔19，支撑架与底座6通过螺钉8固定连接。

在所述支座上方同轴设置有第一固定座11与第二固定座14，在所述第一固定座11与所述第二固定座14之间设置为传感器球壳2和4放置位。

具体的，如图4所示，第一固定座11为可开合分体式结构，包括第一子固定部111与第二子固定部112，所述第一子固定部111与所述第二子固定部112端面上设置有相互配合的凸块113与凹槽114，便于拆卸与安装。在本实施例中，在第一子固定部111两个端面上均设置有凸块113，在第二子固定部112的两个端面上均设置有与凸块113相配合的凹槽115，保证凸块113能够插入凹槽114内，同时，在凹槽113与凸块114相对位置的侧壁上，还设置有螺纹孔116，使第一子固定部111与第二子固定部112能够通过螺钉进行固定连接。第一固定座11为横截面为正八边形结构，在其中央位置设置有传感器短杆放置孔117，在其侧壁上，相隔的平面上均匀设置有一个销钉孔115，各个销钉孔处于同一水平位置，且保证销钉孔115与设置在传感器短杆侧壁上的锥孔3位置相对，锥度相同。

如图5所示，第二固定座包括固定座本体14与力矩连接杆13，所述固定座本体14为横截面为正八边形的多面体结构，在其侧面上，相隔平面上均匀设置有销钉孔141，共4个，各个销钉孔141均设置在同一水平高度上，且保证销钉孔141与设置在传感器短杆侧壁上的锥孔位置相对，锥度相同。在第二固定座本体14的中央位置，沿轴向同样设置有传感器短杆放置孔（图中未示出），所述设置在第二固定座本体14上的传感器短杆放置孔延伸至设置在第二固定座本体14上方的力矩连接杆13内部。力矩连接杆13为空心圆柱，在力矩连接杆13上方，设置有方形孔131，在力矩连接杆13上方设置有力矩扳手12，力矩扳手12通过所述方形孔131与所述第二固定座连接，并垂直于第二固定座轴线设置。

在本装置中，还包括将第一固定座11、第二固定座14与传感器短杆1、5进行连接的可拔插的销钉10，如图6所示，本实施例中，销钉10一端101设置为锥状，其锥度与设置在第一固定座11、第二固定座14上的销钉孔115、141的锥度、与设置在传感器短杆上的锥/3均相同。销钉另一端设置有带有倒角的扁平柱状结构102。

在所述第一固定座与所述第二固定座上均同轴设置有传感器短杆放置孔，在所述第一固定座与所述第二固定座径向设置有可拔插的销钉，所述可拔插的销钉与传感器短杆上的锥孔位置相对设置，在所述第二固定座上方设置有力矩扳手。

下面对利用本装置对用于空间电场探测的球形传感器进行装配的具体过程进行详细描述：

将支撑架固定在底座6上，将第一固定座11的第一子固定部111与第二子固定部112套在第一短杆1上，并将第一子固定部111与第二子固定部112通过凸块113与凹槽114进行卡接固定，销钉10同时穿过第一固定座11上的销钉孔115与第一短杆1上的锥孔3，依次将第一球壳2、球壳内结构16、弹性垫圈15、第二球壳4套入第一短杆1上，手动将第二短杆5旋入第一短杆1内部的螺纹上，销钉10同时穿过第二固定座14上的销钉孔141与第二短杆5侧壁上的锥孔，将力矩扳手12的凸块对准放入力矩连接杆13的方形孔中，最后调节力矩扳手的力矩值为8.6 N·m，顺时针旋转力矩扳手12，直到整个结构紧固，且弹性垫圈被压紧。

通过计算，并多次装配试验，确定了力矩扳手12的力矩值为8.6 N·m时，其装配的球形传感器的球径与球度最小。弹性垫圈的作用是整个内部结构的防松。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。