空间太阳电池串非接触施压方法.pdf

一种空间太阳电池串非接触施压方法，采用与空间太阳电池串的形状尺寸对应的施压装置，施压装置内部是储气室，储气室上端有进气口，储气室下端均匀排列出气小孔，将施压装置固定在机器人上，由机器人带动施压装置运行到太阳电池串的正上方，控制调整施压装置与空间太阳电池串之间的相对间距，接通气源后使气体通过施压装置的小孔后进入空间太阳电池串和施压装置之间的间隙，形成恒定的压力空间，使太阳电池串牢固的布贴在帆板上。本发明减少了手工施压过程中电池串的偏移、器件的碎片率和施压不牢固等现象，提高了空间太阳电池串的布贴质量。

1、  一种空间太阳电池串非接触施压方法，其特征在于包括如下具体步骤：
1)根据布贴在帆板上的太阳电池串的尺寸选择对应的施压装置，施压装置内部是储气室，储气室上端有进气口，储气室下端均匀排列多个￠0.5mm-￠0.7mm的出气小孔，施压装置的施压空间长和宽均小于空间太阳电池串的长和宽；
2)将施压装置固定到机器人上，施压装置的进气口通过调压阀连接到气源上，进气压力设定为0.4-0.6Mpa；
3)控制机器人带动施压装置运行到太阳电池串的正上方，施压装置和空间太阳电池串的相对间距为0.2mm-0.3mm；
4)打开电磁阀，接通气源，对太阳电池串施压，施压时间持续20-25分钟；
5)关闭电磁阀，机器人复位，施压过程完成。

空间太阳电池串非接触施压方法
技术领域
本发明涉及一种空间太阳电池串非接触施压方法，采用自动控制技术，实现对空间太阳电池串布贴在帆板上之后的非接触精确施压操作，属于IC后封装
技术领域。
背景技术
为了保护空间环境下应用的太阳电池，使航天器安全可靠地运行，必须将太阳电池串布贴在帆板上，然后对电池串加压使其牢固的布贴在帆板上。目前我国在对空间太阳电池串加压过程中采用抽真空接触加压操作方法，不仅精度低、劳动强度大，而且容易错位，效率也不高，很难保证布贴的质量，其技术上的不足主要体现在以下几个方面：
1)加压时太阳电池串容易偏移原来的位置；
2)由于是接触式施压，所以容易将电池片压碎。
3)难以保证电池串的相对间距的大小；
4)难以保证电池串布贴位置尺寸的误差；
5)无法做到对压力的精确控制。
其中，电池串偏移原来的位置容易使相连的两串电池串接触，造成短路，致使两串电池串失效，无法为航天器提供能源。电池串的相对间距误差难以保证，间距过大会浪费帆板的空间，从而降低了航天器能源系统的效率。抽真空接触加压操作无法精确控制压力，压力太大容易造成碎片，压力过小则难以保证布贴的质量。
经对现有IC封装技术和非接触施压技术的检索，尚未发现有关于对空间太阳电池串布贴在帆板上之后的非接触精确施压操作方法的报道。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种空间太阳电池串非接触施压方法，能对布贴在帆板上的空间太阳电池串实行非接触施压，并对其压力进行精确控制，减少器件的碎片率和对器件的污染，操作方便，实现容易。
为实现这样的目的，本发明针对一定形状和尺寸的空间太阳电池片串联起来的电池串，选择与太阳电池串尺寸对应的施压装置，施压装置内部是储气室，储气室上端有进气口，储气室下端均匀排列出气小孔。将施压装置固定在机器人上，由机器人带动施压装置运行到太阳电池串的正上方，控制调整施压装置与空间太阳电池串之间的相对间距，接通气源后使气体通过施压装置的小孔后进入空间太阳电池串和施压装置之间的间隙，形成恒定的压力空间，使太阳电池串牢固的布贴在帆板上。
本发明的方法包括如下具体步骤：
1、针对布贴在帆板上的由某个特定尺寸的太阳电池片串联起来的太阳电池串，选择与太阳电池串尺寸对应的施压装置，施压装置内部是储气室，储气室上端有进气口，储气室下端均匀排列多个￠0.5mm-￠0.7mm的出气小孔。
2、将施压装置固定到机器人上，施压装置的进气口通过调压阀连接到气源上，将进气压力设定为0.4-0.6MPa。
3、控制机器人带动施压装置运行到太阳电池串的正上方，施压装置和空间太阳电池串的相对间距为0.2mm-0.3mm。
4、打开电磁阀，接通气源，对太阳电池串施压。气体通过施压装置的进气口进入储气室，再从出气小孔出来进入空间太阳电池串和施压装置之间的间隙，形成恒定的压力空间。施压时间持续20-25分钟。持续时间可根据胶体的凝固特性决定。
5、关闭电磁阀，机器人复位，施压过程完成。
理论分析与实验结果表明，本发明由于利用了气垫船原理和其他流体力学理论，通过在施压装置和空间太阳电池串之间形成的压力空间，将空间太阳电池串牢固的布贴在帆板上，实现了布贴质量的控制。通过调整施压装置和空间太阳电池串的相对距离、气压大小和施压装置的大小等参数，来保证空间太阳电池串的布贴质量，保证电池碎片率和盖片碎片率在要求的范围内。
本发明采用的施压装置有多排气孔并且气孔互相对称，所以压力空间内各处的压力均衡，从而有效保证了电池串不同位置处的压力一致，使自动布贴后电池串相对间距和位置尺寸误差都在要求的范围内。
本发明通过调整施压装置和空间太阳电池串之间的距离及气源输出气压的大小来改变施加在空间太阳电池串上面的压力。可在空间太阳电池串下面放置压力传感器来建立一个反馈系统，从而有效地控制压力大小。本发明可取代现有对空间太阳电池串手工布贴操作，减少了手工施压过程中电池串的偏移、器件的碎片率和施压不牢固等现象，精度、成品率、效率都大幅度提高，提高了空间太阳电池串的布贴质量。
附图说明
图1为本发明的空间太阳电池串非接触施压方法示意图。
图1中，1为施压装置，2为空间太阳电池串，h为施压装置和空间太阳电池串的相对间距，箭头表示气流方向。
图2为单片空间太阳电池片与施压装置中施压空间的对应关系示意图。
图3为空间太阳电池串与施压装置中施压空间的对应关系示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步描述。
方法的具体步骤如下；
1、本发明实施例针对长40mm，宽20mm的太阳电池片串联起来的一串太阳电池串，采用如图1所示的施压装置，施压装置1内部是储气室，储气室上端有进气口，储气室下端均匀排列出气小孔，针对每一片太阳电池片有20个(5×4)￠0.7mm的出气小孔。
对于单片空间太阳电池片，施压装置的施压空间长X，宽Y均小于空间太阳电池片地长和宽，如图2所示。对于太阳电池串，施压装置的施压空间长X，宽Y均小于空间太阳电池串的长和宽，如图3所示。这样可以保证气压不会施加到电池外侧边缘，避免使电池串错位，也避免了旁边布贴好的电池串的移位。
2、将施压装置固定到机器人上，将施压装置的进气口通过调压阀连接到气源上，并设定进气压力，室温下(15～25℃)可以将进气压力设定为0.4MPa。
3、控制机器人带动施压装置运行到太阳电池串的正上方，施压装置1和空间太阳电池串2的相对间距h为0.2mm-0.3mm。
4、打开电磁阀，接通气源，对太阳电池串施压。气体通过施压装置的进气口进入储气室，再从出气小孔出来进入空间太阳电池串和施压装置之间的间隙，形成恒定的压力空间。施压时间持续20-25分钟。
5、关闭电磁阀，机器人复位，施压过程完成。
本发明利用气体的气垫船原理，通过施压装置1和空间太阳电池串2之间形成的压力空间对空间太阳电池串2施加压力，将空间太阳电池串2牢固的布贴在帆板上。通过改变施压装置1和空间太阳电池串2的相对间距h和气源的压力大小来调整压力空间的压力。太阳电池串一般由小于等于86片的太阳电池片串连起来。
本发明可以采用计算机对施压装置的运动轨迹进行编程，并将运动轨迹文件以一定波特率串行下载到三自由度直角坐标机器人内部控制器的RAM内，由机器人控制施压装置运动到指定位置进行一系列施压操作。施压装置和太阳电池串之间的相对位置则可通过机器人本身的精确定位来保证。