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空间材料主动拉伸实验样品模块、实验系统和试验箱

阅读：1085发布：2020-05-27

专利汇可以提供空间材料主动拉伸实验样品模块、实验系统和试验箱专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及一种空间材料主动拉伸实验样品模块、实验系统和试验箱，样品模块包括安装机架、若干材料拉伸装置和主动拉伸材料，主动拉伸材料安装在材料拉伸装置上，若干材料拉伸装置可拆卸安装在安装机架上；所述主动拉伸材料一侧面上涂覆有一层金属导电层，位于主动拉伸材料两端的所述金属导电层分别用于接入电压采集电路。本发明的样品模块，通过在主动拉伸材料上涂覆一层金属导电层，当主动拉伸材料在轨暴露实验过程中，发生断裂时，金属导电层也会发生断裂，会使主动拉伸材料两端的电压信号突然变为0，能够准确得到主动拉伸材料在轨使用的时间参数。将空间材料主动拉伸实验样品模块化处理，能够有效节省安装空间，而且方便拆装。，下面是空间材料主动拉伸实验样品模块、实验系统和试验箱专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种空间材料主动拉伸实验样品模块，其特征在于，包括安装机架、若干材料拉伸装置和主动拉伸材料，所述主动拉伸材料安装在所述材料拉伸装置上，若干所述材料拉伸装置可拆卸安装在所述安装机架上；所述主动拉伸材料一侧面上涂覆有一层金属导电层，位于所述主动拉伸材料两端的所述金属导电层分别用于接入电压采集电路；所述金属导电层为金属Ag层。
2.根据权利要求1所述一种空间材料主动拉伸实验样品模块，其特征在于，所述材料拉伸装置上形成有滑槽，所述滑槽内滑动连接有滑块，所述主动拉伸材料一端固定在所述材料拉伸装置上，另一端固定在所述滑块上；所述材料拉伸装置上设有为所述主动拉伸材料提供拉伸加载作用力的加载弹簧。
3.根据权利要求2所述一种空间材料主动拉伸实验样品模块，其特征在于，所述材料拉伸装置上形成有两个同轴布置的滑槽一和滑槽二，所述滑槽一内滑动连接有滑块一，所述滑槽二内滑动连接有滑块二，所述滑块一和滑块二相邻布置，所述材料拉伸装置对应滑槽一的位置设有加载弹簧一，所述材料拉伸装置对应滑槽二的位置设有加载弹簧二；所述加载弹簧一的一端固定在材料拉伸装置上，另一端固定在所述滑块二上，所述加载弹簧二的一端固定在材料拉伸装置上，另一端固定在所述滑块一上。
4.根据权利要求3所述一种空间材料主动拉伸实验样品模块，其特征在于，所述滑槽一靠近所述滑槽二的一段内侧壁上设有滑轨一，所述滑块一滑动连接在所述滑轨一上并在所述滑轨一所在区域内滑动；所述滑槽二靠近所述滑槽一的一段内侧壁上设有滑轨二，所述滑块二滑动连接在所述滑轨二上并在所述滑轨二所在区域内滑动。
5.根据权利要求3所述一种空间材料主动拉伸实验样品模块，其特征在于，所述材料拉伸装置内设有将所述滑槽一和滑槽二分隔开的隔板，所述滑块一和滑块二分别位于所述隔板两侧且靠近所述隔板设置。
6.根据权利要求3所述一种空间材料主动拉伸实验样品模块，其特征在于，所述滑槽一内设有沿所述滑块一滑动方向布置的导杆一，所述滑块一穿设在所述导杆一上且与所述导杆一滑动连接；所述滑槽二内设有沿所述滑块二滑动方向布置的导杆二，所述滑块二穿设在所述导杆二上且与所述导杆二滑动连接。
7.根据权利要求1至6任一项所述一种空间材料主动拉伸实验样品模块，其特征在于，所述主动拉伸材料通过压接装置压接固定在所述材料拉伸装置上；所述压接装置包括样品压块和紧固螺钉，所述样品压块压接在所述主动拉伸材料的上表面，所述紧固螺钉依次穿过所述样品压块和主动拉伸材料，并紧固在所述安装机架上。
8.一种空间材料主动拉伸实验系统，其特征在于，包括权利要求1至7任一项所述的样品模块和电压采集电路，所述电压采集电路用于采集所述金属导电层中电压信号，当所述主动拉伸材料断裂时，所述金属导电层同步断裂，所述电压采集电路采集的电压信号为0。
9.根据权利要求8所述一种空间材料主动拉伸实验系统，其特征在于，所述电压采集电路包括电子采集板，所述电子采集板用于当实验开始时，记录初始时间，当主动拉伸材料断裂时，记录断裂时间。
10.一种试验箱，其特征在于，包括箱门、箱体、样品托盘以及权利要求1至7任一项所述样品模块或权利要求8至9任一项所述的实验系统，所述样品模块或实验系统安装在所述样品托盘上，所述样品托盘安装在所述箱体内，当打开箱门后，所述箱体内的样品模块露出，并使样品模块中的主动拉伸材料露出。

说明书全文

空间材料主动拉伸实验样品模块、实验系统和试验箱

技术领域

[0001] 本发明涉及航天材料暴露实验相关技术领域，具体为空间材料科学以及空间物理科学交叉学科研究领域，具体涉及一种空间材料主动拉伸实验样品模块、实验系统和试验
箱。

背景技术

[0002] 经过调研发现，国外如美国航空航天局(NASA)、俄航局(RSA)、欧空局(ESA)、日本航空航天局(JAXA)等著名航天机构，基于国际空间站(ISS)开展材料暴露测试以及样品实
验模块的研制，根据不同的试验目的和需求，针对金属材料、无机非金属材料、高分子材料
以及复合材料等材料体系，设计了多种类的材料在轨试验装置。国内对于空间材料在轨暴
露实验装置开发尚未检索到相关工作。尤其是对于不同的材料体系、不同的材料实验类型
(主动/被动)，没有相关的实验装置设计，不能满足我国空间站的在轨运行后，开展相关的
材料暴露测试工作。

[0003] 而且，应用于空间环境的机构，相对于地面上工作的机构来说，空间机构的工作差异主要由于空间环境引起，空间动力学环境与地面环境有所不同。空间环境对机构的影响
主要体现在如下方面：

[0004] (1)微重力影响

[0005] 由于目前航天器通常是在地面上进行装调，也就是在重力作用下进行的装调，而当航天器进入太空中，其所处环境为微重力环境，装调过程中的重力会进行释放，发生变
形。零件间的摩擦力变小，系统处于自由状态，来自外界的干扰会显得更加的突出。微重力
对一般的机构影响较小，但对于某些释放机构的影响较大，如太阳电池阵中的压紧机构。

[0006] (2)压力差影响

[0007] 压力差的影响通常在1×10-2Pa～1×10-5Pa的真空范围内发生，当航天器中存在密封结构时，此密封结构的内外太差会加大，导致结构变形或损坏。

[0008] (3)真空出气影响

[0009] 材料表面存在吸附或吸收的气体并溶解于材料内部，这些气体在高于1×10-2Pa的真空度下进行释放，也即为真空出气。释放出的气体会重新凝聚在低温部件上，从而污染光
学镜片、传感器以及具有光学选择特性的热控涂层，导致光学性能下降、太阳吸收率增加、
温度升高。

[0010] (4)辐射传热影响

[0011] 在真空环境中，辐射传热是航天器与外界的主要传热形式。因此，表面材料的辐射特性对热控功能的具有重要影响。当航天器各系统和机构未能工作在合理温度范围内时，
结构件会由于所处环境温度变化而产生应力、变形甚至破裂，从而对航天器机构造成损坏。

[0012] (5)粘着与冷焊的影响

[0013] 粘着与冷焊通常发生在压力为1×10-7Pa以上的超高真空环境中。在地面上，固体表面总是吸附有机膜及其它膜，称它们为边界润滑的润滑剂，起减少摩擦系数的作用。在空
间真空环境中，固体表面膜，当被部分或全部清除时，相接触的零件间会形成清洁的材料表
面，进而出现不同程度的粘合现象，称为粘着。如果除去氧化膜，使表面达到原子清洁度，在
一定的压力与温度的作用下，可进一步整体粘着，也就是形成冷焊。

[0014] 防止冷焊的主要方法有选用不易发生冷焊的配偶材料，采用固体润滑、脂润滑或液体润滑剂，涂覆不易发生冷焊的材料膜层等。

[0015] (6)微流星与空间碎片

[0016] 空间环境中存在着微流星以及由于人类太空活动而产生的各种太空碎片，由于它们都具备较高的速度与动能，即使是很小的一个碎片与航天器发生碰撞，都极可能导致设
备出现故障。因此，航天器应加强对微流星与空间碎片的防范。

[0017] (7)太阳辐照环境影响

[0018] 由于太阳辐照，会使得机械结构件产生机械力，尤其是受热不均引起的热弯曲效应最大，会使得结构产生低频振动。此外，温度的变化对于机构内的润滑剂的选用影响较
大，需选择抗温变性能好的润滑剂。

[0019] (8)冷黑环境影响

[0020] 冷黑环境是指不考虑太阳与航天器的辐射，航天器的热辐射全部被太空吸收，没有反射的环境。冷黑环境易导致航天器上的可伸缩性机构的伸展性能，并且影响某些有机
材料的性能，导致材料的老化与脆化等。

[0021] 由空间环境因素导致机构出现故障的失效形式与失效机理，如表1所示。

[0022] 表1空间环境因素对机构失效的影响

[0023]

发明内容

[0024] 本发明所要解决的技术问题是现有用于空间材料舱外暴露实验的装置，一般都是全部集成在一起，当其中一个或几个出现问题，会影响其他材料暴露实验的顺利进行。现有
用于空间主动拉伸试验装置国内没有相关设计，国外航天机构设计产品结构尺寸及资源所
需很大，无法满足我国基于空间站开展材料在轨主动拉伸的技术和空间资源要求。航天器
部分结构和材料在空间服役必须长时间承受拉伸应力载荷，为评估该类材料的空间使役行
为和使役性能需设计主动拉伸实验装置，实现材料在应力加载的工况下进行暴露测试。

[0025] 本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种空间材料主动拉伸实验样品模块，包括安装机架、若干材料拉伸装置和主动拉伸材料，所述主动拉伸材料安装在所述材料
拉伸装置上，若干所述材料拉伸装置可拆卸安装在所述安装机架上；所述主动拉伸材料一
侧面上涂覆有一层金属导电层，位于所述主动拉伸材料两端的所述金属导电层分别用于接
入电压采集电路；所述金属导电层为金属Ag层。

[0026] 本发明的有益效果是：本发明的样品模块，通过在主动拉伸材料上涂覆一层金属导电层，当主动拉伸材料在轨暴露实验过程中，发生断裂时，金属导电层也会发生断裂，会
使主动拉伸材料两端的电压信号突然变为0，能够准确得到主动拉伸材料在轨使用的时间
参数。另外，将空间材料主动拉伸实验样品模块化处理，与其他实验材料样品分开放置，互
不影响，能够有效节省安装空间，而且方便拆装。而且，本发明的主动拉伸实验样品模块，为
实验样品材料提供有效支撑，将空间实验材料模块化处理，能够实现材料在空间原子氧剥
蚀、空间高低温交变、空间高能粒子辐射、微重力、超高真空、空间碎片/微流星体撞击等极
端苛刻环境下进行在轨实验测试。

[0027] 在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

[0028] 进一步，所述材料拉伸装置上形成有滑槽，所述滑槽内滑动连接有滑块，所述主动拉伸材料一端固定在所述材料拉伸装置上，另一端固定在所述滑块上；所述材料拉伸装置
上设有为所述主动拉伸材料提供拉伸加载作用力的加载弹簧。

[0029] 采用上述进一步方案的有益效果是：滑槽配合加载弹簧，加载弹簧通过滑槽内的滑块将加载作用力传递到上层的主动拉伸材料，从而实现拉伸加载，可以根据不同实验要
求，改变加载弹簧系数，实现不同的加载力。

[0030] 进一步，所述材料拉伸装置上形成有两个同轴布置的滑槽一和滑槽二，所述滑槽一内滑动连接有滑块一，所述滑槽二内滑动连接有滑块二，所述滑块一和滑块二相邻布置，
所述材料拉伸装置对应滑槽一的位置设有加载弹簧一，所述材料拉伸装置对应滑槽二的位
置设有加载弹簧二；所述加载弹簧一的一端固定在材料拉伸装置上，另一端固定在所述滑
块二上，所述加载弹簧二的一端固定在材料拉伸装置上，另一端固定在所述滑块一上。

[0031] 采用上述进一步方案的有益效果是：采用两个滑槽，并使加载弹簧错位加载，能够最大限度利用空间、缩小尺寸；而且采用弹簧错位加载，能够为主动拉伸材料提供足够的预
紧力，而且方便调整。

[0032] 进一步，所述滑槽一靠近所述滑槽二的一段内侧壁上设有滑轨一，所述滑块一滑动连接在所述滑轨一上并在所述滑轨一所在区域内滑动；所述滑槽二靠近所述滑槽一的一
段内侧壁上设有滑轨二，所述滑块二滑动连接在所述滑轨二上并在所述滑轨二所在区域内
滑动。

[0033] 采用上述进一步方案的有益效果是：将拉伸范围限位在一定区域内，避免拉伸作用力过大而对主动拉伸材料产生损坏等。材料加载拉伸力的大小，通过调整弹簧的弹性系
数以及伸长量来确定。

[0034] 进一步，所述材料拉伸装置内设有将所述滑槽一和滑槽二分隔开的隔板，所述滑块一和滑块二分别位于所述隔板两侧且靠近所述隔板设置。

[0035] 进一步，所述滑槽一内设有沿所述滑块一滑动方向布置的导杆一，所述滑块一穿设在所述导杆一上且与所述导杆一滑动连接；所述滑槽二内设有沿所述滑块二滑动方向布
置的导杆二，所述滑块二穿设在所述导杆二上且与所述导杆二滑动连接。

[0036] 采用上述进一步方案的有益效果是：导杆的设置，可为滑块滑动提供导向。

[0037] 进一步，所述主动拉伸材料通过压接装置压接固定在所述材料拉伸装置上；所述压接装置包括样品压块和紧固螺钉，所述样品压块压接在所述主动拉伸材料的上表面，所
述紧固螺钉依次穿过所述样品压块和主动拉伸材料，并紧固在所述安装机架上。

[0038] 采用上述进一步方案的有益效果是：利用样品压块配合紧固螺钉将主动拉伸材料紧固在安装机架上，能够保证主动拉伸材料在拉伸实验过程中的稳定。

[0039] 一种空间材料主动拉伸实验系统，包括所述的样品模块和电压采集电路，所述电压采集电路用于采集所述金属导电层中电压信号，当所述主动拉伸材料断裂时，所述金属
导电层同步断裂，所述电压采集电路采集的电压信号为0。

[0040] 本发明的有益效果是：本发明的实验系统，能够实时监测主动拉伸材料的断裂时间。

[0041] 进一步，所述电压采集电路包括电子采集板，所述电子采集板用于当实验开始时，记录初始时间，当主动拉伸材料断裂时，记录断裂时间。

[0042] 采用上述进一步方案的有益效果是：利用电子采集板，能够准确得到主动拉伸材料可在轨使用的时间参数。

[0043] 一种试验箱，包括箱门、箱体、样品托盘以及所述样品模块或所述的实验系统，所述样品模块或实验系统安装在所述样品托盘上，所述样品托盘安装在所述箱体内，当打开
箱门后，所述箱体内的样品模块露出，并使样品模块中的主动拉伸材料露出。
附图说明

[0044] 图1为本发明空间材料主动拉伸实验样品模块的立体结构示意图一；

[0045] 图2为本发明空间材料主动拉伸实验样品模块的立体结构示意图二；

[0046] 图3为图2中A部的放大结构示意图；

[0047] 图4为本发明材料拉伸装置的立体结构示意图；

[0048] 图5为本发明实验系统的原理结构示意图。

[0049] 附图中，各标号所代表的部件列表如下：

[0050] 500、安装机架；501、安装板；502、主动拉伸材料；

[0051] 600、材料拉伸装置；601、滑槽一；602、滑槽二；603、滑块一；604、滑块二；605、加载弹簧一；606、加载弹簧二；607、滑轨一；608、滑轨二；609、导杆一；610、导杆二；611、样品压
块；612、紧固螺钉；613、隔板。

具体实施方式

[0052] 以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实施例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

[0053] 实施例1

[0054] 如图1-图4所示，本实施例的一种空间材料主动拉伸实验样品模块，包括安装机架500、若干材料拉伸装置600和主动拉伸材料502，所述主动拉伸材料502安装在所述材料拉
伸装置600上，若干所述材料拉伸装置600可拆卸安装在所述安装机架500上；所述主动拉伸
材料502一侧面上涂覆有一层金属导电层，位于所述主动拉伸材料502两端的所述金属导电
层分别用于接入电压采集电路；所述金属导电层为金属Ag层。

[0055] 本实施例的样品模块，通过在主动拉伸材料上涂覆一层金属导电层，当主动拉伸材料在轨暴露实验过程中，发生断裂时，金属导电层也会发生断裂，会使主动拉伸材料两端
的电压信号突然变为0，能够准确得到主动拉伸材料在轨使用的时间参数。另外，将空间材
料主动拉伸实验样品模块化处理，与其他实验材料样品分开放置，互不影响，能够有效节省
安装空间，而且方便拆装。金属Ag层作为金属导电层，在不影响主动拉伸材料的力学性能的
前提下，能够达到良好的导电效果。

[0056] 如图1-图4所示，本实施例的所述材料拉伸装置600上形成有滑槽，所述滑槽内滑动连接有滑块，所述主动拉伸材料502一端固定在所述材料拉伸装置600上，另一端固定在
所述滑块上；所述材料拉伸装置600上设有为所述主动拉伸材料502提供拉伸加载作用力的
加载弹簧。所述加载弹簧为异形膜片板拉簧。滑槽配合加载弹簧，加载弹簧通过滑槽内的滑
块将加载作用力传递到上层的主动拉伸材料，从而实现拉伸加载，可以根据不同实验要求，
改变加载弹簧系数，实现不同的加载力。

[0057] 其中，如图3和图4所示，本实施例的一个优选方案为，所述材料拉伸装置600上形成有两个同轴布置的滑槽一601和滑槽二602，所述滑槽一601内滑动连接有滑块一603，所
述滑槽二602内滑动连接有滑块二604，所述滑块一603和滑块二604相邻布置，所述材料拉
伸装置600对应滑槽一601的位置设有加载弹簧一605，所述材料拉伸装置600对应滑槽二
602的位置设有加载弹簧二606；所述加载弹簧一605的一端固定在材料拉伸装置600上，另
一端固定在所述滑块二604上，所述加载弹簧二606的一端固定在材料拉伸装置600上，另一
端固定在所述滑块一603上。

[0058] 如图3和图4所示，本实施例的一个进一步方案为，所述滑槽一601靠近所述滑槽二602的一段内侧壁上设有滑轨一607，所述滑块一603滑动连接在所述滑轨一607上并在所述
滑轨一607所在区域内滑动；所述滑槽二602靠近所述滑槽一601的一段内侧壁上设有滑轨
二608，所述滑块二604滑动连接在所述滑轨二608上并在所述滑轨二608所在区域内滑动。

[0059] 如图4所示，本实施例的所述材料拉伸装置600内设有将所述滑槽一601和滑槽二602分隔开的隔板613，所述滑块一603和滑块二604分别位于所述隔板613两侧且靠近所述
隔板613设置。

[0060] 如图3和图4所示，本实施例的所述滑槽一601内设有沿所述滑块一603滑动方向布置的导杆一609，所述滑块一603穿设在所述导杆一609上且与所述导杆一609滑动连接；所
述滑槽二602内设有沿所述滑块二604滑动方向布置的导杆二610，所述滑块二604穿设在所
述导杆二610上且与所述导杆二610滑动连接。导杆的设置，可为滑块滑动提供导向。

[0061] 其中，所述导杆一609一端固定在所述滑槽一601内侧壁远离所述隔板613的一端，所述导杆一609与所述隔板613间隔布置，所述导杆二610固定在所述滑槽二602内侧壁远离
所述隔板613的一端，所述导杆二610与所述隔板613间隔布置。导杆一和导杆二同轴布置，
当然，所述导杆与所述隔板之间的间隔，不足以将滑槽内的滑块从对应的导杆上脱出。

[0062] 本实施例的一个具体方案为，如图4所示，所述滑轨一607具体是在所述滑槽一601靠近所述隔板613的位置上下各凹陷布置，使中部形成一个长条形的凸起一，所述凸起一沿
所述滑块一603的滑动方向延伸布置，所述滑块一603两端分别设有与所述凸起一以及凸起
一上下的凹陷对应的凹槽一，所述凹槽一适配滑动连接在所述凸起一上；所述滑轨二608具
体是在所述滑槽二602靠近所述隔板613的位置上下各凹陷布置，使中部形成一个长条形的
凸起二，所述凸起二沿所述滑块二604的滑动方向延伸布置，所述滑块二604两端分别设有
与所述凸起二以及凸起二上下的凹陷对应的凹槽二，所述凹槽二适配滑动连接在所述凸起
二上。

[0063] 其中，所述滑块一603在所述滑轨一607上且分别与所述滑轨一607前后的隔板以及凹陷侧壁之间预留有用于滑块一603活动的空间，所述滑块二604在所述滑轨二608上且
分别与所述滑轨二608前后的隔板以及凹陷侧壁之间预留有用于滑块二604活动的空间。

[0064] 如图1-图4所示，本实施例的所述主动拉伸材料502通过压接装置压接固定在所述材料拉伸装置600上；所述压接装置包括样品压块611和紧固螺钉612，所述样品压块611压
接在所述主动拉伸材料502的上表面，所述紧固螺钉612依次穿过所述样品压块611和主动
拉伸材料502，并紧固在所述安装机架500上。利用样品压块配合紧固螺钉将主动拉伸材料
紧固在安装机架上，能够保证主动拉伸材料在拉伸实验过程中的稳定。

[0065] 如图3和图4所示，本实施的一个优选方案为，所述滑槽上下贯通所述材料拉伸装置600设置。将滑槽上下贯通材料拉伸装置设置，使所述滑槽中的滑块分别从滑槽的上下方
露出，可从滑槽上方安装主动拉伸材料，可从滑槽下方安装加载弹簧，在滑槽上方安装主动
拉伸材料，避免相互干扰。

[0066] 如图1-图3所示，本实施例中，若干所述材料拉伸装置600分别为条状结构，且相互平行布置。

[0067] 如图1和图2所示，本实施例的一个优选方案为，所述安装机架500包括两个安装板501，两个所述安装板501平行布置，所述材料拉伸装置600两端分别固定在两个所述安装板
501上；若干所述材料拉伸装置600依次并排布置。整个安装机架采用可拆卸结构，可将每个
材料拉伸装置上分别安装上主动拉伸材料后，再组装到安装板上，当组装过程中主动拉伸
材料出现问题后，方便随时更换。

[0068] 主动拉伸材料通过紧固螺丝和样品压块固定在材料拉伸装置上部，使材料样品暴露于空间环境中；通过安装在材料拉伸装置底部的异形膜片板拉簧对样品材料进行拉伸力
加载，通过调整异形膜片板拉簧的参数实现对主动拉伸材料不同拉伸应力水平的加载。弹
簧力通过材料拉伸装置滑槽的导杆和滑块，传递到上层的主动拉伸材料，从而实现对材料
拉伸应力加载。

[0069] 实施例2

[0070] 如图5所示，本实施例的一种空间材料主动拉伸实验系统，包括所述的样品模块和电压采集电路，所述电压采集电路用于采集所述金属导电层中电压信号，当所述主动拉伸
材料断裂时，所述金属导电层同步断裂，所述电压采集电路采集的电压信号为0。本实施例
的实验系统，能够实时监测主动拉伸材料的断裂时间。

[0071] 本实施例中，所述电压采集电路包括电子采集板，所述电子采集板用于当实验开始时，记录初始时间，当主动拉伸材料断裂时，记录断裂时间。利用电子采集板，能够准确得
到主动拉伸材料可在轨使用的时间参数。

[0072] 本实施例将样品模块与电机采集系统集成设计，实时对主动拉伸材料在轨暴露测试过程中的断裂时间进行记录以及数据存储和下行传输。主动拉伸材料表面涂覆有金属导
电层，涂覆的金属导电层不能影响材料本身的力学性能。采用在主动拉伸材料上镀覆一层
几个μm厚度金属Ag层(几个μm厚度不足以影响主动拉伸材料的力学性能)，实现导电功能。
利用电压采集电路，连接主动拉伸材料，当主动拉伸材料在轨暴露实验过程中发生断裂时，
样品两端的电压信号即刻变为0，电压采集电路捕捉并记录这个时间点(t)，从而准确记录
材料在轨可靠服役的有效时间。

[0073] 实施例3

[0074] 本实施例的一种试验箱，包括箱门、箱体、样品托盘以及实施例1所述样品模块或实施例2所述的实验系统，所述样品模块或实验系统安装在所述样品托盘上，所述样品托盘
安装在所述箱体内，当打开箱门后，所述箱体内的样品模块露出，并使样品模块中的主动拉
伸材料露出。

[0075] 本发明的样品模块、实验系统以及试验箱，用于基于空间站平台以及其它航天器平台(飞船、卫星)等开展空间材料暴露测试。从航天器角度出发，本发明设计材料暴露实验
装置满足航天器对重量、体积、尺寸等资源限制，满足航天器从地面组装、火箭发射、在轨运
行及空间返回全流程的力学限制要求。从材料在轨暴露科学实验角度出发，本发明设计的
材料暴露实验装置，可满足金属材料、无机非金属材料、高分子材料及复合材料等多材料体
系在轨开展暴露实验。设计采用模块化、超集成化设计，对材料样品在地面实验室组装、除
水/气、除污染物、干燥、杀菌等前处理、发射阶段固定和保护、在轨暴露实验模块快速更换、
返回地面后实验室拆卸及处理。

[0076] 本发明所涉及的材料暴露实验装置，采用机电一体化设计，对材料样品进行特殊处理后，可进行电子信号的实时采集和存储，全流程监测材料性能在轨变化，极大的提高分
析的准确性和实时性。

[0077] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

[0078] 此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者
隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三
个等，除非另有明确具体的限定。

[0079] 在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内
部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员
而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

[0080] 在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在
第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示
第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第
一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

[0081] 在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特
点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不
必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任
一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技
术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结
合和组合。

[0082] 尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述
实施例进行变化、修改、替换和变型。

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