一种空间遥感相机主镜支撑装置及主镜组件的制作方法

1.本实用新型涉及涉及航天遥感技术领域，具体涉及一种空间遥感相机主镜支撑装置及主镜组件。

背景技术：

2.主反射镜(简称主镜)是空间相机的主要光学元件，反射镜支撑方式通常有周边支撑、中心支撑和背部支撑等形式，大口径的反射镜通常采用背部支撑方式。
3.主镜组件主要由四个零件组成：主镜镜头、镶嵌锥套、柔性支撑和主镜安装座。其中柔性支撑是主镜组件中的设计难点，首先，柔性支撑的作用是对机械变形(安装和加工误差造成的变形)和热变形的应力卸载，保证主镜安装座的应力不会传导到主镜上，从而导致镜面的面形过大，影响相机成像质量；其次，它又要具有足够的刚度，从而保证该组件的动态刚度满足设计要求，能够承受卫星发射阶段的振动环境。
4.现有的主镜柔性支撑有bipod形式，该方式也能达到柔性卸载的目的，但是这种支撑往往承受发射阶段振动环境的能力较弱，容易引起主镜过大的动力学响应，从而造成主镜发射不可逆的位移或变形，最终导致在轨成像质量的下降。

技术实现要素：

5.本实用新型为了解决上述技术问题中的一种或几种，提供了一种空间遥感相机主镜支撑装置及主镜组件。
6.本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种空间遥感相机主镜支撑装置，包括安装套和支撑腿，所述安装套呈筒状结构，所述安装套的一端设有内环边；所述支撑腿包括第一连接板、多个阻尼片和第二连接板，所述第一连接板和第二连接板平行间隔布置，多个所述阻尼片相互平行间隔排布在第一连接板和第二连接板之间，多个所述阻尼片两端分别垂直固定在所述第一连接板和第二连接板上，所述支撑腿的一部分位于所述安装套内且所述第一连接板与所述安装套的内环边固定连接，所述第一连接板的中心轴线与所述安装套的中心轴线重合。
7.本实用新型的有益效果是：本实用新型的空间遥感相机主镜支撑装置采用静定支撑结构，可以支撑在主镜与安装平台之间，可以做到主镜与安装平台的变形解耦。支撑腿采用多个阻尼片支撑在第一连接板和第二连接板之间，使支撑腿的刚度和阻尼可调，有效控制动力学响应。支撑装置结构设计和加工简单，易于实现，成本低。
8.在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。
9.进一步，多个所述阻尼片的中心线与所述安装套的中心轴线重合。
10.采用上述进一步方案的有益效果是：使支撑腿安装在安装套内后受力更加均匀稳定。
11.进一步，所述安装套为锥筒状结构，所述锥筒状结构小头端的内侧设有内环边，所述锥筒状结构大头端为敞口结构。
12.采用上述进一步方案的有益效果是：采用锥筒状结构，使安装平台与安装套的连接更加稳定可靠。
13.进一步，所述第一连接板和第二连接板均为圆形结构，所述第二连接板的直径大于第一连接板的直径；多个所述阻尼片等间距设置在所述第一连接板和第二连接板之间。
14.进一步，所述第一连接板上开设有第一连接孔，所述第二连接板上开设有多个第二连接孔，所述第一连接板通过螺栓穿过第一连接孔连接固定在所述内环边上。
15.进一步，所述阻尼片上还粘贴有阻尼材料层。
16.一种主镜组件，包括上述的空间遥感相机主镜支撑装置，还包括主镜，所述主镜的一侧面上开设有多个连接槽，所述连接槽的形状与所述安装套的形状相同；每个所述连接槽内均设有所述支撑腿，所述支撑腿的安装套套设并适配安装在所述连接槽内，所述安装套的外侧壁适配固定在所述连接槽的侧壁上。
17.本实用新型的有益效果是：本实用新型的主镜组件，采用静定结构实现运动学支撑，可以做到主镜与安装平台之间的变形解耦。主镜的支撑刚度和阻尼可调，有效控制动力学响应。
18.进一步，所述主镜为圆形结构，多个所述连接槽沿圆形排布，所述圆形的圆心与所述主镜的一侧面圆心重合。
19.进一步，每个所述支撑腿上的阻尼片沿所述圆形的切线布置。
20.采用上述进一步方案的有益效果是：采用此种排布方式，可使受力更加均匀稳定。
21.进一步，所述第二连接板的直径不小于所述连接槽的槽口直径。
22.进一步，所述连接槽为三个，每个所述连接槽内支撑腿上阻尼片的个数为三个。
附图说明
23.图1为本实用新型主镜组件的立体结构示意图；
24.图2为本实用新型主镜组件的仰视结构示意图；
25.图3为本实用新型主镜组件的主视结构示意图；
26.图4为图3中b-b的剖视结构示意图；
27.图5为图3中a-a的剖视结构示意图；
28.图6为图5中ⅰ部的放大结构示意图；
29.图7为本实用新型支撑腿的立体结构示意图。
30.附图中，各标号所代表的部件列表如下：
31.1、安装套；11、内环边；2、支撑腿；21、第一连接板；22、阻尼片；23、第二连接板；24、第一连接孔；25、第二连接孔；3、螺栓；4、主镜；41、连接槽。
具体实施方式
32.以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
33.如图1～图7所示，本实施例的一种空间遥感相机主镜支撑装置，包括安装套1和支撑腿2，所述安装套1呈筒状结构，所述安装套1的一端设有内环边11；所述支撑腿2包括第一连接板21、多个阻尼片22和第二连接板23，所述第一连接板21和第二连接板23平行间隔布
置，多个所述阻尼片22相互平行间隔排布在第一连接板21和第二连接板23之间，多个所述阻尼片22两端分别垂直固定在所述第一连接板21和第二连接板23上，所述支撑腿2的一部分位于所述安装套1内且所述第一连接板21与所述安装套1的内环边11固定连接，所述第一连接板21的中心轴线与所述安装套1的中心轴线重合。
34.如图6所示，本实施例的安装套1可采用圆筒状结构，多个所述阻尼片22的中心线与所述安装套1的中心轴线重合。使支撑腿安装在安装套内后受力更加均匀稳定。
35.如图5和图6所示，本实施例的所述安装套1为锥筒状结构，所述锥筒状结构小头端的内侧设有内环边11，所述锥筒状结构大头端为敞口结构。所述内环边11呈环形。采用锥筒状结构的安装套，使安装平台与安装套的连接更加稳定可靠。
36.如图1～图7所示，本实施例的所述第一连接板21和第二连接板23均为圆形结构，所述第二连接板23的直径大于第一连接板21的直径；多个所述阻尼片22等间距设置在所述第一连接板21和第二连接板23之间。
37.如图7所示，本实施例的所述第一连接板21上开设有第一连接孔24，所述第二连接板23上开设有多个第二连接孔25，所述第一连接板21通过螺栓3穿过第一连接孔24连接固定在所述内环边11上。
38.本实施例的一个可选方案为，所述阻尼片22上还粘贴有阻尼材料层。可以通过在阻尼片22上粘贴阻尼材料层，对阻尼片22的阻尼值进行改变。本实施例的支撑腿除了能够提供主镜的变形解耦外，另一个特点是能够较好的降低主镜的动力学响应，实现方式是在柔腿的阻尼片上粘贴高阻尼材料，从而达到衰减动力学响应的目的，通过改变阻尼片的材料和厚度可以调节阻尼值，从而可以主动控制主镜的动力学响应。阻尼材料可以是橡胶、塑料、泡沫、聚氨酯、丙烯酸酯或者任何高阻尼的材料。
39.本实施例阻尼片22可以选用金属翅片，也可以采用橡胶、塑料、泡沫、聚氨酯、丙烯酸酯或者任何高阻尼的材料。本实施例的第一连接板和第二连接板可以采用金属材料，也可以采用其他强度能够满足连接支撑需求的材料。
40.本实施例中，翅片状的阻尼片是柔性支撑的关键，支撑腿垂直于阻尼片方向的刚度远小于其他方向，从而可以释放该方向的自由度，从而达到上述的运动学安装支撑效果。阻尼片的尺寸(宽度、厚度、高度)是可以设计的，阻尼片的数量也是可设计的，一般为3片，也可以是1片、2片或多片，但是要保证三个支撑柔腿的状态是完全一致的，可以通过调节这些参数达到调节柔性支撑刚度的目的。
41.本实施例的空间遥感相机主镜支撑装置采用静定支撑结构，可以支撑在主镜与安装平台之间，可以做到主镜与安装平台的变形解耦。支撑腿采用多个阻尼片支撑在第一连接板和第二连接板之间，使支撑腿的刚度和阻尼可调，有效控制动力学响应。支撑装置结构设计和加工简单，易于实现，成本低。
42.如图1～图7所示，本实施例的一种主镜组件，包括上述的空间遥感相机主镜支撑装置，还包括主镜4，所述主镜4的一侧面上开设有多个连接槽41，所述连接槽41的形状与所述安装套1的形状相同；每个所述连接槽41内均设有所述支撑腿2，所述支撑腿2的安装套1套设并适配安装在所述连接槽41内，所述安装套1的外侧壁适配固定在所述连接槽41的侧壁上，具体可将安装套1与连接槽41之间涂抹空间相机专用的粘接胶使安装套1固定在连接槽41的内侧壁上，在粘接固定之前，需要保证安装套1有足够的精度，一般需要根据主镜上
连接槽41的实际尺寸去配做和研磨。主镜4采用静定的安装方式，其运动学支撑原理如图1和图2所示，主镜4上三个安装点各约束主镜两个方向的自由度，该支撑方式有轴对称的三个平面。静定安装的解耦效应对于相机主镜是非常重要的，此时，支撑引入的误差只有指向误差，而没有成像质量误差，而指向误差比成像误差更容易进行修正。
43.如图1和图2所示，本实施例的所述主镜4为圆形结构，多个所述连接槽41沿圆形排布，所述圆形的圆心与所述主镜4的一侧面圆心重合。
44.如图1和图3所示，每个所述支撑腿2上的阻尼片22沿所述圆形的切线布置。采用此种排布方式，可使受力更加均匀稳定。
45.如图5和图6所示，本实施例的所述第二连接板23的直径不小于所述连接槽41的槽口直径。
46.如图1所示，本实施例的所述连接槽41为三个，每个所述连接槽41内支撑腿2上阻尼片22的个数为三个。
47.在有较高尺寸稳定性要求的结构设计中，为避免外部变形对高稳定结构尺寸稳定性的影响，高稳定结构与外部航天器结构之间必须是变形解耦的。一般要求高稳定结构是静定的，这种静定的安装方式被称为运动学安装。本实施例的主镜组件，采用静定结构实现运动学支撑，可以做到主镜与安装平台之间的变形解耦。主镜的支撑刚度和阻尼可调，有效控制动力学响应。
48.在本实用新型的描述中，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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。
49.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。在本实用新型的描述中，“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。
50.在本实用新型中，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实用新型中的具体含义。
51.在本实用新型中，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。
52.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
点包含于本实用新型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。
53.尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

技术特征：

1.一种空间遥感相机主镜支撑装置，其特征在于，包括安装套和支撑腿，所述安装套呈筒状结构，所述安装套的一端设有内环边；所述支撑腿包括第一连接板、多个阻尼片和第二连接板，所述第一连接板和第二连接板平行间隔布置，多个所述阻尼片相互平行间隔排布在第一连接板和第二连接板之间，多个所述阻尼片两端分别垂直固定在所述第一连接板和第二连接板上，所述支撑腿的一部分位于所述安装套内且所述第一连接板与所述安装套的内环边固定连接，所述第一连接板的中心轴线与所述安装套的中心轴线重合。2.根据权利要求1所述一种空间遥感相机主镜支撑装置，其特征在于，多个所述阻尼片的中心线与所述安装套的中心轴线重合。3.根据权利要求1所述一种空间遥感相机主镜支撑装置，其特征在于，所述安装套为锥筒状结构，所述锥筒状结构小头端的内侧设有内环边，所述锥筒状结构大头端为敞口结构。4.根据权利要求1所述一种空间遥感相机主镜支撑装置，其特征在于，所述第一连接板和第二连接板均为圆形结构，所述第二连接板的直径大于第一连接板的直径；多个所述阻尼片等间距设置在所述第一连接板和第二连接板之间。5.根据权利要求1所述一种空间遥感相机主镜支撑装置，其特征在于，所述第一连接板上开设有第一连接孔，所述第二连接板上开设有多个第二连接孔，所述第一连接板通过螺栓穿过第一连接孔连接固定在所述内环边上。6.根据权利要求1所述一种空间遥感相机主镜支撑装置，其特征在于，所述阻尼片上还粘贴有阻尼材料层。7.一种主镜组件，其特征在于，包括权利要求1至6任一项所述的空间遥感相机主镜支撑装置，还包括主镜，所述主镜的一侧面上开设有多个连接槽，所述连接槽的形状与所述安装套的形状相同；每个所述连接槽内均设有所述支撑腿，所述支撑腿的安装套套设并适配安装在所述连接槽内，所述安装套的外侧壁适配固定在所述连接槽的侧壁上。8.根据权利要求7所述一种主镜组件，其特征在于，所述主镜为圆形结构，多个所述连接槽沿圆形排布，所述圆形的圆心与所述主镜的一侧面圆心重合。9.根据权利要求8所述一种主镜组件，其特征在于，每个所述支撑腿上的阻尼片沿所述圆形的切线布置。10.根据权利要求7所述一种主镜组件，其特征在于，所述第二连接板的直径不小于所述连接槽的槽口直径；所述连接槽为三个，每个所述连接槽内支撑腿上阻尼片的个数为三个。

技术总结

本实用新型涉及一种空间遥感相机主镜支撑装置及主镜组件，空间遥感相机主镜支撑装置包括安装套和支撑腿，安装套呈筒状结构，安装套的一端设有内环边；支撑腿包括第一连接板、多个阻尼片和第二连接板，第一连接板和第二连接板平行间隔布置，多个阻尼片相互平行间隔排布在第一连接板和第二连接板之间，多个阻尼片两端分别垂直固定在第一连接板和第二连接板上，支撑腿的一部分位于安装套内且第一连接板与安装套的内环边固定连接，第一连接板的中心轴线与安装套的中心轴线重合。本实用新型的空间遥感相机主镜支撑装置采用静定支撑结构，可支撑在主镜与安装平台之间，可以做到主镜与安装平台的变形解耦。支撑腿的刚度和阻尼可调，有效控制动力学响应。有效控制动力学响应。有效控制动力学响应。