[发明专利]用于允许球体相对于外力场自由取向的组件

说明书

技术领域

本发明涉及用于允许球体相对于外力场自由取向的组件。

特别地，本发明的组件的主要应用领域为用于在微重力中进行实验的装置。

背景技术

空间环境利用了减小的重力场的优点以进行对重力敏感的实验或揭示地面上由于重力的存在而隐藏的现象。然而，此外在减小的重力场中，长期实验可能被在空间航行期间存在的剩余重力场的作用略微影响或高度影响；此外，在航行期间，飞船改变其相对于剩余重力场的取向。这样的事实导致因在实验期间改变的剩余重力引起的模量和取向的扰乱的存在。不能被限制或消除的这种作用多次严重影响实验的结果或使实验计划复杂化。

因此，需要制造一种可用的装置，该装置的技术特征能够克服现有技术的上述技术问题。

本发明所基于的构思为多年前发现的永久限制聚合的物理现象。简言之，当液滴被在比液滴接近的固体表面的温度更高的温度下加热时，因液滴的表面张力的温度的变化而在液滴中形成表面运动。进行的研究表明这样的表面运动使空气陷于液滴表面与固体表面之间，从而产生软的、无摩擦的垫层(pillow)。

当保持在不同温度下的两个液滴彼此面对时观察到类似的现象：两个液滴并不聚合，即使将两者推动成彼此相抵靠也不会聚合。

申请人利用这种现象来满足上面的需要。

发明内容

本发明的主题是一种用于允许球体相对于外力场自由取向的组件，该组件包括：支承结构件；球体；两个锁定元件，该两个锁定元件从相反两侧作用在球体上并且用于在组件的非操作阶段期间将球体保持在正确位置中；至少四个液滴支承装置，该至少四个液滴支承装置围绕球体对称地定位并且能够形成液滴以及将液滴保持在期望温度；隔离密封结构件，隔离密封结构件用于使以上装置与周围环境隔离并且防止灰尘沉积在球体的表面和四个形成的液滴上，其中，该组件还包括冷却/过滤装置，该冷却/过滤装置用于将冷却气体注入隔离结构件内以将球体保持在比液滴的温度低的温度；冷却/过滤装置包括至少两个入口管和至少两个出口管，至少两个入口管通过关于球体彼此相对放置的两个相应入口窗进入隔离密封结构件以从球体的相反两侧注入冷却/过滤的气体，至少两个出口管中的每个出口管通过远离入口窗中的每个入口窗90度放置的相应出口窗进入隔离密封结构件；锁定元件和液滴支承装置包括能够使相应活塞沿球体的方向移动的马达/编码器组件。

优选地，冷却/过滤装置包括至少一个冷却箱，在至少一个冷却箱中插入有受控风扇、填充有在闭合回路中循环的水的冷却元件以及多孔过滤器；每个出口管和每个入口管将冷却箱与隔离密封结构件连接。

优选地，该组件包括静电放电装置，静电放电装置能够使球体处于与液滴支承装置相同的静电势。

优选地，该组件包括注入装置，注入装置能够向四个液滴支承装置供给液体。

优选地，球体包括螺纹连接在一起的两个半球，以在内部放置负载。

优选地，每个锁定元件包括马达/编码器组件以及通过马达/编码器组件操作并且包括碗形自由端的活塞，碗形自由端具有比球体的表面大的凹度以及多个槽以使冷却气体冷却由碗形自由端自身覆盖的球体区域。

优选地，两个锁定元件中的一个锁定元件包括围绕相应活塞的杆缠绕的螺旋弹簧。

优选地，每个液滴支承装置包括马达/编码器组件以及通过马达/编码器组件操作的活塞；活塞包括在活塞的端部中的一个端部处的铜制内部结构件，液滴形成在铜制内部结构件处，并且铜制内部结构件存放有加热器和温度传感器。

优选地，球体是存放有实验设备和用于通信的无线电路板的实验室。

优选地，球体由铝基轻质合金制成。

优选地，球体已经经过镀镍表面处理。

优选地，球体由掺有石墨的聚合物制成。

附图说明

为了更好地理解本发明，在下面借助于附图仅通过示例性并且非限制性的方式给出实施方式，其中：

-图1是根据本发明的组件的侧视图；

-图2是图1的组件的一部分的部分截面图；

-图3是图2的该部分的第一部分的局部侧视透视图；

-图4是图2的该部分的第二部分的局部俯视透视立体图；

-图5是图2的该部分的第三部分的局部俯视透视立体图；

-图6是图2的该部分的第四部分的局部俯视透视立体图。

具体实施方式

根据本发明的组件在图1中整体以1指示。