[發(fā)明專利]一種新型的金屬結構鏡筒

有效

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• 申請日: 2011-11-25
• 公開（公告）號: CN102411184A
• 公開（公告）日: 2012-04-11
• 發(fā)明（設計）人: 李明;羅世魁;吳杰
• 申請（專利權）人: 北京空間機電研究所
• 主分類號: G02B7/00
• 分類號: G02B7/00
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 范曉毅

技術領域

本發(fā)明屬于空間遙感相機技術領域，涉及一種新型的金屬結構鏡筒。

背景技術

空間相機的鏡筒是支撐主鏡、次鏡等光學件的重要結構件，其中間要讓光線通過，是內(nèi)腔沒有擋光構件的中空狀體。

對鏡筒的設計要求是：

a.空間相機是大型精密設備，而火箭發(fā)射力學環(huán)境(包括加速度、振動、沖擊等)十分惡劣。為了適應這一環(huán)境，作為其主結構的鏡筒必須具有足夠的動剛度和強度。

b.靜態(tài)剛度好，地面測試條件下變形小。

c.具有高尺寸穩(wěn)定性，保證各光學零件的相對位置在裝調(diào)、試驗后不改變，從而保證光學系統(tǒng)的成像質量。

d.在保證動、靜剛度和強度的前提下對鏡筒結構進行最大程度的輕量化，使其具有較輕的質量。

e.保證有效的通光口徑。

目前的金屬結構鏡筒多采用直接在結構上挖減輕孔和減輕槽的形式減重，減重量有限且結構基頻很難提高。目前的金屬結構鏡筒在輕量化和提高結構剛度方面還有待提高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的上述缺陷，提供一種新型的金屬結構鏡筒，該鏡筒具有較高的動、靜剛度和強度，具有較高的尺寸穩(wěn)定性，且結構簡單，節(jié)省材料，安裝和拆卸方便，滿足航天環(huán)境使用要求。

本發(fā)明的上述目的是通過如下技術方案予以實現(xiàn)的：

一種新型的金屬結構鏡筒，包括主鏡端法蘭、次鏡端法蘭、外蒙皮、內(nèi)蒙皮、軸向支撐、第一支撐環(huán)和第二支撐環(huán)，其中外蒙皮與內(nèi)蒙皮均為多張窄蒙皮對拼焊接后形成的寬蒙皮，主鏡端法蘭和次鏡端法蘭分別位于鏡筒兩端，外蒙皮安裝于鏡筒外壁，內(nèi)蒙皮安裝于鏡筒內(nèi)壁，第一支撐環(huán)與第二支撐環(huán)沿軸向間隔且交替排列于主鏡端法蘭和次鏡端法蘭之間，并位于外蒙皮與內(nèi)蒙皮之間，軸向支撐沿軸向連接主鏡端法蘭、第一支撐環(huán)、第二支撐環(huán)和次鏡端法蘭，且外蒙皮沿軸向的兩條邊邊緣固定于軸向支撐外壁，內(nèi)蒙皮沿軸向的兩條邊邊緣固定于軸向支撐內(nèi)壁，第二支撐環(huán)外壁和內(nèi)壁中間分別開有環(huán)形凹槽，對拼焊接形成的外蒙皮和內(nèi)蒙皮的焊縫分別位于第二支撐環(huán)外壁和內(nèi)壁的環(huán)形凹槽中間。

在上述新型的金屬結構鏡筒中，第二支撐環(huán)作為蒙皮焊縫處的支撐環(huán)，第一支撐環(huán)作為蒙皮無焊縫處的支撐環(huán)，外蒙皮和內(nèi)蒙皮與第一支撐環(huán)采用單排孔連接，外蒙皮和內(nèi)蒙皮與第二支撐環(huán)采用雙排孔連接，雙排孔對稱排列于焊縫兩側，以減少焊縫受力。

一種新型的金屬結構鏡筒，包括主鏡端法蘭、次鏡端法蘭、外蒙皮、內(nèi)蒙皮、軸向支撐和第一支撐環(huán)，其中其中外蒙皮與內(nèi)蒙皮均為整張寬蒙皮，主鏡端法蘭和次鏡端法蘭分別位于鏡筒兩端，外蒙皮安裝于鏡筒外壁，內(nèi)蒙皮安裝于鏡筒內(nèi)壁，第一支撐環(huán)沿軸向間隔排列于主鏡端法蘭和次鏡端法蘭之間，并位于外蒙皮與內(nèi)蒙皮之間，軸向支撐沿軸向連接主鏡端法蘭、第一支撐環(huán)和次鏡端法蘭，且外蒙皮沿軸向的兩條邊邊緣固定于軸向支撐外壁，內(nèi)蒙皮沿軸向的兩條邊邊緣固定于軸向支撐內(nèi)壁。

在上述新型的金屬結構鏡筒中，第一支撐環(huán)作為鏡筒中間排列的支撐環(huán)，外蒙皮和內(nèi)蒙皮與第一支撐環(huán)采用單排孔連接。

在上述新型的金屬結構鏡筒中，主鏡端法蘭、次鏡端法蘭、軸向支撐、第一支撐環(huán)和第二支撐環(huán)的外壁與外蒙皮的內(nèi)壁同軸且直徑相等，主鏡端法蘭、次鏡端法蘭、軸向支撐、第一支撐環(huán)和第二支撐環(huán)的內(nèi)壁與內(nèi)蒙皮的外壁同軸且直徑相等。

在上述新型的金屬結構鏡筒中，鏡筒的全部結構件采用螺釘連接成1個整體。

在上述新型的金屬結構鏡筒中，外蒙皮和內(nèi)蒙皮由薄板卷筒成型，且外蒙皮和內(nèi)蒙皮的厚度均不大于1mm。

在上述新型的金屬結構鏡筒中，外蒙皮與內(nèi)蒙皮沿軸向的兩條邊邊緣與軸向支撐采取雙排孔連接，另外兩條邊邊緣與主鏡端法蘭和次鏡端法蘭采取雙排孔連接。

在上述新型的金屬結構鏡筒中，外蒙皮沿軸向的兩條邊間隙為0～2mm，內(nèi)蒙皮沿軸向的兩條邊間隙為0～2mm。

在上述新型的金屬結構鏡筒中，主鏡端法蘭、次鏡端法蘭、第一支撐環(huán)和第二支撐環(huán)上留有軸向通氣孔。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有如下有益效果：

(1)本發(fā)明金屬結構鏡筒全部結構件加工完成后采用螺釘連接成1個整體，無須采用焊接等其它工藝方法，并且以主鏡端法蘭、次鏡端法蘭和中間按一定間隔距離分布的支撐環(huán)為骨架，骨架內(nèi)、外包裹蒙皮，支撐環(huán)對蒙皮進行加固，有較高的動剛度和強度，滿足空間環(huán)境使用要求；

(2)本發(fā)明金屬結構鏡筒具有較高的靜剛度，地面測試條件下變形小，具有較高的尺寸穩(wěn)定性，且無須蒙皮進行密光，經(jīng)歷環(huán)境試驗后尺寸變化在公差要求范圍內(nèi)；