专利名称：一种便携式地球模拟器的制作方法
技术领域：
一种便携式地球模拟器技术领域[0001]本实用新型属于一种模拟器，具体涉及一种便携式地球模拟器。
技术背景[0002]现有的地球模拟器由工业控制计算机、功率控制箱、地模头、控制电缆组成， 需要有测试房间，地模头外形类似圆柱型，外壁上还有电连接器连接电缆，体积大，重 量重，而且红外地球敏感器装到卫星上以后，不同卫星型号安装地模的方式也不同，还 需要安装各自的地模支架后才能安装地模头。整星测试时，有些卫星型号要使用升降车 到卫星顶部安装地模支架及地模头，卫星星体本身不但装有设备而且周围还有其他测试 设备现场情况复杂，使用升降车非常容易发生事故，因此，安装地模不仅增加了复杂度 延长了测试时间，而且对整星的安全存在了极大的隐患。然而，有些测试阶段(如各阶 段健康检查测试)只需简单测试红外敏感器性能，确认状态，不需要这种复杂的地模安 装操作，特别是在发射阵地测试塔架上，星箭对接后，卫星加装了整流罩，星箭适配器 为圆锥型，人员无法(不准)站立在适配器上，即使测试人员进入到整流罩与卫星之间， 在狭小的空间亮度很低的环境下进行加装地球模拟器、连接测试电缆等工作非常困难， 容易碰坏卫星及其他部件。不仅增加了测试时间，还存在许多安全隐患。发明内容[0003]本实用新型的目的是提供一种便携式地球模拟器，它可用于对卫星部件红外地 球敏感器进行功能性检查，不用安装到卫星上，可用于多种型号卫星在振动试验后、热 真空试验后、整星推进剂加注后、临射前的红外地球敏感器功能性检查。[0004]本实用新型是这样实现的，一种便携式地球模拟器，它包括主体框架，主体框 架的外围设有外框，主体框架的侧端通过旋转轴与旋转框架连接，旋转框架的底边通过 手柄连接法兰与手柄连接，主体框架上设有面板，主体框架的下部设有底板，面板上设 有加热板、显示屏、电源插孔、加热开关和加热指示灯，加热板的底部设有保温材料， 加热板上还设有电热膜，电热膜通过温度传感器与显示屏连接。[0005]所述的电源插孔还通过电源线与电源连接，电源的负极通过加热指示灯、电阻 和加热开关与电源正极连接，电源的负极连接电加热膜，电加热膜与温度传感器连接， 温度传感器通过加热开关与电源正极连接，温度传感器还与温度测量与显示表连接。[0006]所述的主体框架的材料为环氧树脂玻璃钢板。[0007]本实用新型的优点是，本发明采用便携式设计，集供电、加热、温度测量与显 示于一体、不需要往星上安装，与星体无接触，无控制电缆，且具有价格低廉等优点。
[0008]图1为本实用新型所提供的一种便携式地球模拟器示意图；[0009]图2为电源原理图。[0010]图中，1主体框架，2加热板，3旋转框架，4面板，5电源插孔，6温度测量与 显示表，7手柄连接法兰，8手柄，10加热指示灯，11加热开关，12旋转轴，19外框。
具体实施方式
[0011]
以下结合附图和实施例对本实用新型进行详细描述[0012]一种便携式地球模拟器，它包括地模主体框架1、加热板2、旋转框架3、面板 4、电源插孔5、温度测量与显示表6、手柄连接法兰7、手柄8、电池盒9、加热指示灯 10、加热开关11、旋转轴12、电热膜、保温材料、底板和外框19等部件。[0013]如图1所示，一种便携式地球模拟器它包括方框状的主体框架1，主体框架1的 外围为外框19，主体框架1的侧端通过旋转轴12与旋转框架3连接，旋转框架3的底边 通过手柄连接法兰7与手柄8连接，主体框架1上安装有面板4，主体框架1的下部安装 有底板，主体框架1、面板4和底板构成壳体，面板4上安装有矩形的加热板2，还镶嵌 有显示屏6，显示屏6的一侧安装有电源插孔5，电源插孔5可通过电线与电源连接，显 示屏6的另一侧安装有加热开关11和加热指示灯10。其中在加热板2的底部安装有保温 材料，加热板2上还粘贴有电热膜，电热膜下面用硅橡胶粘贴有温度传感器并连接到显 示屏6上。[0014]如图2所示，电源的负极通过加热指示灯、电阻和加热开关与电源正极连接， 电源的负极连接电加热膜，电加热膜与温度传感器连接，温度传感器通过加热开关与电 源正极连接，温度传感器还与温度测量与显示表连接，在电源正极和负极之间还连接有 芯片 LM7805。[0015]地模主体框架1由环氧树脂玻璃钢板加工制成，在面板4上镶嵌着温度测量与显 示表6、电源插孔5加热指示灯10、加热开关11，面板4下面有热板压框，电热膜粘贴在 加热板2上，电热膜下面用硅橡胶粘贴温度传感器并连接到温度测量与显示表6上，电池 盒内装有12节4500mAh镍氢充电电池，通过导线将电源插头插到电源插孔5，将电源分 别供给加热开关11和集成稳压器，电源经集成稳压器稳压到直流5V后给温度测量与显示 表6供电，连接到温度测量与显示表6的温度传感器测温。使用时将电池盒电源插头插 到电源插孔5上，温度测量与显示表6显示当前环境温度，接通加热开关11使电热膜加 热同时加热指示灯10点亮，从温度测量与显示表6上观察温度，当加热板2温度高于环 境温度35°C时，断开加热开关11，由于加热板2底部有保温材料保温材料，热板温度可 以保持很长时间，当加热板2温度与环境温度差低于30°C时，再接通接通加热开关11使 电热膜加热。由于卫星型号不同，各卫星的红外地球敏感器安装坐标各不相同，为了使 便携式地球模拟器应用广泛，将旋转轴12从地模主体框架1内壁安装到地模主体框架1 上，将旋转框架3安装到旋转轴12上，这样便携式地球模拟器可旋转角度，适应测试需 要，旋转框架3上装有手柄连接法兰7，将手柄8安装到连接法兰7上，手柄8设计成可 加长结构，使便携式地球模拟器应用广泛，可适应各种航天器测试的需要，外框19为两 个拼接式结构，地模主体框架1、加热板2、热板压框、面板4、底板装配完成后，将外 框19拼接到地模主体框架1四周，用8个M2.5mm沉头螺钉与旋转轴12装配，即固定了 旋转轴12，又完成了便携式地球模拟器的整体组装。[0016]将印有加热材料的聚酰亚胺不干胶电热膜，粘贴到发黑处理过的铝板上，作为发热板来模拟地球温度；加热板粘贴测温元件，作为温度测量。加热板镶嵌到模拟器主 体框架上，旋转轴从地模主体框架内部向外安装，再压上热板压框，面板上设有LED温 度测量与显示表、电源插孔、加热开关，加热板底部先选用4层聚酰亚胺镀铝薄膜粘贴 到加热膜上，反射热能量，起到隔热绝缘作用，再充填保温材料盖上底板及面板，外框 为两个拼接式结构，装配时将外框拼接到地模主体框架四周，用8个M2.5mm沉头螺钉与 旋转轴装配，即固定了旋转轴，又固定了外框，并且完成了地模主体框架、加热板、热 板压框、面板、底板的装配，旋转框架上安装有手柄连接法兰，安装到旋转轴上，这样 便携式地球模拟器可旋转角度，适应各种航天器测试需要，根据使用角度需要，可转动 并锁紧结构板，使加热板在红外敏感器扫描视场内，根据使用场合，模拟器手柄长度可 加长。[0017]使用时根据环境温度将热板加热到所需温度。关闭加热开关，停止加热，根据 温度表显示，开/关加热开关，使温差保持在35士5°C，由于有保温措施，所以温度持续 时较长。[0018]为使模拟器快速加温，使用前可使用直流20V稳压电源供电，加温时间约3分 钟，使用时用12V便携电池组供电，得到加温、续温效果，连续使用时间大于3.5小时。 电池组由12节1.2V/4500mAh充电电池组成。[0019]本实用新型用环境温度作为冷源模拟天空，用电加热形成的热源模拟地球温 度，利用温度差实现地球和天空辐射亮度差的模拟，到红外地球敏感器的视场内，形成 天空和地球信号，在很近距离内实现航天器与地球辐射之间的光路模拟。[0020]本实用新型的原理是红外地球敏感器可敏感地球和空间红外辐射能量，我们 在地面测试时可以用热源和环境温度模拟地球和天空辐射亮度差。[0021]电源采用镍氢电池组，供电简单，可反复充电使用，[0022]上述方案的原理是目前，锂电池、镍氢电池生产工艺先进，电池容量大， 使用寿命长，考虑到如使用锂电池容量大、体积小、重量轻，可以将电池放到主体框架 内，但会增加成本，而且增加了主体重量，充电控制复杂，电池容易爆炸，所以，选用 12节1.2V容量为4500mAh镍氢充电电池及配套充电器，原设计将电池放在手柄内，手柄 上有电源开关，但这样手柄长度不可调整，不利于广泛应用，因此，采用电池盒供电。[0023]选择主体框架材料也很重要，采用硬铝重量轻、强度高、加工简单，但隔热绝 缘性能不好；采用聚四氟乙烯加工简单、隔热绝缘性能好，但重量重，成本增加，所 以采用环氧树脂玻璃钢板按照设计图纸加工制成，该材料具有成本低廉、重量轻、强度 高、绝缘、隔热性能好、易于加工等特点，但加工组装后，感觉重量还是偏重，于是， 将主体框架、热板压框作挖空减重处理，这样处理后，不但减轻了重量，更有利于隔 热。[0024]便携式地球模拟器集供电、加热、温度测量与显示于一体、不需要往星上安 装，与星体无接触，不连接控制电缆。[0025]红外敏感器只要天空与地球温度差大于10°C即可实现测量，测量时用加热板和 环境温度差模拟地球与天空温度，虽然温度差值精度要求不高(一般35士5°C)，也应该 测量出热板和环境温度，如用两套测温显示表会增加体积和重量，便携式地球模拟器存 放在测试环境，在通电后加热之前测出的温度既是环境温度，接通加热开关后电热板加热，当热板温度高于环境温度35°C时即可使用，为了使热板加热迅速，另配置了 20V直 流稳压电源，使用时先用稳压电源通过面板上电源插孔供电加热，到达预定温度后，再 用电池供电，起到续温加温作用。[0026] 本实用新型克服现有技术的不足，提供了一种轻巧便携式地球模拟器，在整流 罩外边操作，对红外地球敏感器进行功能测试，不但缩短了测试时间，更保证了整星安 全。本发明已用于遥感卫星2号、遥感卫星4号、遥感卫星7号整星各阶段健康检查测试 及发射前对红外地球敏感器的功能性测试，经使用证明，该发明达到了测试功能，红外 地球敏感器检出的地球方波清晰，幅值正常，遥测数据显示的地球弦宽、姿态角正确， 能够满足对红外地球敏感器功能性检查要求。
权利要求1.一种便携式地球模拟器，其特征在于它包括主体框架(1)，主体框架(1)的外围 设有外框(19)，主体框架(1)的侧端通过旋转轴(1 与旋转框架C3)连接，旋转框架(3) 的底边通过手柄连接法兰(7)与手柄(8)连接，主体框架(1)上设有面板G)，主体框架(I)的下部设有底板，面板(4)上设有加热板( 、显示屏(6)、电源插孔( 、加热开关(II)和加热指示灯(10)，加热板O)的底部设有保温材料，加热板( 上还设有电热 膜，电热膜通过温度传感器与显示屏(6)连接。
2.如权利要求1所述的一种便携式地球模拟器，其特征在于所述的电源插孔(5) 还通过电源线与电源连接，电源的负极通过加热指示灯、电阻和加热开关与电源正极连 接，电源的负极连接电加热膜，电加热膜与温度传感器连接，温度传感器通过加热开关 与电源正极连接，温度传感器还与温度测量与显示表连接。
3.如权利要求1所述的一种便携式地球模拟器，其特征在于所述的主体框架(1)的 材料为环氧树脂玻璃钢板。
专利摘要本实用新型属于一种模拟器，具体涉及一种便携式地球模拟器。一种便携式地球模拟器，它包括主体框架，主体框架的外围设有外框，主体框架的侧端通过旋转轴与旋转框架连接，旋转框架的底边通过手柄连接法兰与手柄连接，主体框架上设有面板，主体框架的下部设有底板，面板上设有加热板、显示屏、电源插孔、加热开关和加热指示灯，加热板的底部设有保温材料，加热板上还设有电热膜，电热膜通过温度传感器与显示屏连接。本实用新型的优点是，本实用新型采用便携式设计，集供电、加热、温度测量与显示于一体、不需要往星上安装，与星体无接触，无控制电缆，且具有价格低廉等优点。
文档编号G01C25/00GK201808672SQ20092029872
公开日2011年4月27日 申请日期2009年12月31日 优先权日2009年12月31日
发明者关彬, 吕恩海, 张屹峰, 张欣, 曾春平, 李亚强, 赵键, 邢林峰 申请人:北京控制工程研究所