一种适用于空间相机的轻质量多功能次镜支撑结构

技术领域

本发明属于空间相机技术领域，尤其是涉及一种适用于空间相机的轻质量多功能次镜支撑结构。

背景技术

在现有的技术中，空间光学遥感相机大多采用固定式的桁架杆或承力筒次镜支撑结构，并配有调焦机构。空间光学遥感相机装调效率低下，且在力学环境试验考核中，平台的振动会导致系统波像差的降低，同时调焦机构的存在也额外增加了相机的质量。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种适用于空间相机的轻质量多功能次镜支撑结构，整体采用模块化设计，具有结构紧凑，加工简单，装配调试效率高、可拆卸、易维护等特点。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种适用于空间相机的轻质量多功能次镜支撑结构，所述次镜支撑结构整体为圆台结构，包括平台、框架、若干作动器、若干上支杆、若干下支杆和若干球头万向节，若干上支杆均匀分布在平台的四周，每个上支杆的上端和下端各通过一个球头万向节分别与平台和一个下支杆连接，每个下支杆由一个作动器驱动，所有的下支杆均匀穿过框架上的限位通孔与作动器的运动部连接，所有的作动器均安装在框架上，所述上支杆和下支杆均设置六个，作动器的运动部沿限位通孔轴线运动驱动相应的下支杆做直线运动，下支杆通过球头万向节及上支杆带动平台运动。

进一步的，一个下支杆、一个上支杆和两个球头万向节组成一条力驱动支路单元，相邻的两条力驱动支路单元组成一组力驱动组合，所述次镜支撑结构共计具有三组力驱动组合。

进一步的，所述平台包括平板和安装在平板上的均匀分布的六个圆柱形凸台，所述平板为外边界为正六边形，内边界为圆形，六个圆柱形凸台成发散状布置在平板上，在平板的下表面围绕内边界的圆形均匀设置三个次镜组件安装面。

进一步的，每个圆柱形凸台与平板的中轴线均成30°布置。

进一步的，所述球头万向节包括球头和球状壳体保持器，所述球头万向节实现60度范围内的摆动。

进一步的，所述框架为圆柱筒结构，在圆柱筒结构的表面开设若干减重孔将圆柱筒结构的外表面形成三个工字型支撑耳座，在每个工字型支撑耳座的上沿开设两个容纳下支杆的限位通孔，在工字型支撑耳座的腹板的左右两侧各安装一个作动器，工字型支撑耳座的下缘底端面为对外接口平面。

进一步的，所述下支杆与对应的作动器的运动部螺纹连接，作动器的固定部与腹板上的安装面螺纹连接。

进一步的，在圆柱形凸台上开设有与球头万向节的球状壳体保持器连接的螺纹孔，球头万向节的球头与上支杆的上端螺纹连接。

进一步的，所述作动器为直接或间接电磁驱动的直线导轨型驱动器。

进一步的，所述上支杆为圆柱杆或锥型杆，所述的下支杆为圆柱杆，所述框架的材质为TC4，上支杆和下支杆的材质均为碳纤维。

相对于现有技术，本发明所述的一种适用于空间相机的轻质量多功能次镜支撑结构具有以下优势：

1、本发明一种适用于空间光学遥感相机的轻质量多功能次镜支撑结构，具备动态自适应功能，在满足整体的结构刚度、强度要求的前提下，极大地降低了次镜支撑结构的质量。

2、本发明一种适用于空间光学遥感相机的轻质量多功能次镜支撑结构，具备系统焦距在轨调节功能，代替了现有的传统调焦机构的功能，大幅度地降低了相机的总体质量。

3、本发明一种适用于空间光学遥感相机的轻质量多功能次镜支撑结构，具备系统波像差自适应调节功能，极大的提高了空间光学遥感相机的装调生产效率。

4、本发明一种适用于空间光学遥感相机的轻质量多功能次镜支撑结构，具备系统波像差自适应调节功能，有效地避免了相机在力学环境试验考核中因平台振动导致的系统波像差的降低，提高了相机的总体性能。

5、本发明一种适用于空间光学遥感相机的轻质量多功能次镜支撑结构，采用整体模块化设计、框架与平台采用TC4材料一体铸造成型，大幅度降低了制造成本。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的一种适用于空间相机的轻质量多功能次镜支撑结构的正视图；

图2为本发明实施例所述的一种适用于空间相机的轻质量多功能次镜支撑结构的侧视图；

图3为本发明实施例所述的一种适用于空间相机的轻质量多功能次镜支撑结构的俯视图；

图4为本发明实施例所述的一种适用于空间相机的轻质量多功能次镜支撑结构的仰视图；

图5为本发明实施例所述的一种适用于空间相机的轻质量多功能次镜支撑结构的立体结构示意图；

图6为本发明实施例所述的一种适用于空间相机的轻质量多功能次镜支撑结构的框架的立体结构示意图；

图7为本发明实施例所述的一种适用于空间相机的轻质量多功能次镜支撑结构的平台的正视图；

图8为本发明实施例所述的一种适用于空间相机的轻质量多功能次镜支撑结构的平台的侧视图。

附图标记说明：

101-平台，102-球头万向节，103-框架，104-作动器；

201-上支杆，202-下支杆；

301-力驱动支路单元，302-力驱动组合；

401-次镜组件安装面，402-对外接口平面；

601-限位通孔，602-安装面，603-减重孔，604-工字型支撑耳座；

701-平板，703-圆柱形凸台；

801-圆柱形凸台轴线，802-中轴线。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1-图8所示，一种适用于空间相机的轻质量多功能次镜支撑结构，所述次镜支撑结构整体为圆台结构，包括一个平台101、一个框架103、六个作动器104、六个上支杆201、六个下支杆202和十二个球头万向节102，六个上支杆201均匀分布在平台101的四周，每个上支杆201的上端和下端各通过一个球头万向节102分别与平台101和一个下支杆202连接，每个下支杆202由一个作动器104驱动，所有的下支杆201均匀穿过框架103上的限位通孔601与作动器104的运动部连接，所有的作动器104均安装在框架103上，作动器104的运动部沿限位通孔601轴线运动驱动相应的下支杆202做直线运动，下支杆202通过球头万向节及上支杆201带动平台101运动。

一个下支杆202、一个上支杆201和两个球头万向节102组成一条力驱动支路单元301，相邻的两条力驱动支路单元301组成一组力驱动组合302，所述次镜支撑结构共计具有三组力驱动组合302。

所述平台101包括平板701和安装在平板701上的均匀分布的六个圆柱形凸台703，所述平板701为外边界为正六边形，内边界为圆形，六个圆柱形凸台703成发散状布置在平板701上，在平板701的下表面围绕内边界的圆形均匀设置三个次镜组件安装面702。平台101采用TC4材料一次铸造成型。在圆柱形凸台703上开设有与球头万向节102的球状壳体保持器连接的螺纹孔，球头万向节102的球头与上支杆201的上端螺纹连接。每个圆柱形凸台703的圆柱形凸台轴线801与平板701的中轴线802均成30°布置。

所述球头万向节102包括球头和球状壳体保持器，所述球头万向节102实现60度锐角范围内的任意方向的任意角度的摆动。如此设计，能够实现平台的姿态的有效调整。

所述框架103为圆柱筒结构，在圆柱筒结构的表面开设若干减重孔603将圆柱筒结构的外表面形成三个工字型支撑耳座604，在每个工字型支撑耳座604的上沿开设两个容纳下支杆202的限位通孔601，在工字型支撑耳座604的腹板的左右两侧各安装一个作动器104，工字型支撑耳座604的下缘底端面为对外接口平面402。所述框架103的材质为TC4，采用TC4材料一次铸造成型，减重孔603型式可根据实际的需要适当增加支撑结构。所述下支杆202与对应的作动器104的运动部螺纹连接，作动器104的固定部与腹板上的安装面602螺纹连接。

所述作动器104为直接或间接电磁驱动的直线导轨型驱动器。如此设计，直线位移驱动效果好。

所述上支杆201为圆柱杆或锥型杆，所述的下支杆202为圆柱杆，上支杆201和下支杆202的材质均为碳纤维。

一种适用于空间相机的轻质量多功能次镜支撑结构工作时，三组力驱动组合302驱动平台101进行空间位置姿态变化，具体为作动器104沿限位通孔601轴线，驱动下支杆201做直线运动，下支杆202通过球头万向节102、上支杆201带动平台运动，完成平台在空间姿态、位置的变化。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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。