[發(fā)明專利]一種高精度星敏感器成像組件光機連接結構

有效

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• 申請日: 2013-04-28
• 公開（公告）號: CN103278157A
• 公開（公告）日: 2013-09-04
• 發(fā)明（設計）人: 王曉燕;鐘俊;李志;高文文;鄭然;王艷寶;梁爽
• 申請（專利權）人: 北京控制工程研究所
• 主分類號: G01C21/02
• 分類號: G01C21/02
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 安麗

技術領域

本技術屬于航天測試領域，涉及一種高精度星敏感器成像組件光機結構。

背景技術

高精度星敏感器一般指姿態(tài)測量精度優(yōu)于1角秒的恒星敏感器。近年來，隨著星敏感器技術應用日益廣泛，高精度對地觀測和天文觀測、高精度航天器控制等技術均對星敏感器提出高精度需求。

高精度星敏感器的成像組件主要由光學鏡頭、探測器芯片、探測器外圍電路、光機結構組成。探測器成像組件的光機結構根據(jù)星敏感器所用探測器封裝特點進行結構設計，解決探測器芯片的高精度安裝固定問題。高精度星敏感器選用的探測器芯片探測器的封裝特點為：芯片本身不提供安裝面及安裝孔；芯片外形尺寸小，芯片焊針位于芯片背部，所有焊針位置集中；焊針間間隙小。

對此封裝形式的芯片，一般采用將芯片焊接于電路板上，通過固定電路板建立芯片與光學鏡頭間的位置關系。此種設計存在如下缺陷：

1）探測器芯片通過與芯片驅動電路板的焊盤焊接固定，焊接后芯片與電路板的位置關系精度不高。

2）電路板通過安裝孔安裝于結構上，安裝孔只保證安裝牢固，沒有定位功能。導致芯片與光學鏡頭的裝配誤差不可控，一般在0.5mm左右。

3）由于電路板自身材料的限制，整體空間熱穩(wěn)定性不好，由于溫度影響，電路板產生的形變將影響整機測量精度。

因此，傳統(tǒng)設計方式不能滿足高精度星敏感器當中探測器芯片固定問題、高配合精度問題以及空間環(huán)境的使用要求問題。

發(fā)明內容

本發(fā)明解決的技術問題是：克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種高精度星敏感器成像組件光機連接結構，解決了探測器芯片固定問題，且具有很高的配合精度，同時滿足空間環(huán)境要求。

本發(fā)明的技術方案是：一種高精度星敏感器成像組件光機連接結構，其特征在于：包括芯片安裝框、凸耳、薄基準臺、厚基準臺；芯片安裝框為底部封閉的空心圓柱體結構，芯片安裝框的周圍均布著三個用于固定芯片安裝框的凸耳；芯片安裝框的底部外側安裝有一個正方形的薄基準臺，薄基準臺的中間連同芯片安裝框的底部挖有一個方孔；正方形薄基準臺的對角上安裝有兩個螺紋孔；薄基準臺通過兩個螺紋孔與芯片驅動電路板固定連接；薄基準臺與芯片驅動電路板之間墊有彈性墊；薄基準臺的一側固定有用于提供芯片安裝基面的厚基準臺。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比的優(yōu)點在于：

高精度星敏感器光學鏡頭與探測器一體的光機結構設計工藝可行、加工難度可控、裝配簡單，不需設計復雜的整機主體結構即可實現(xiàn)探頭組件的高精度裝配。此結構的設計不但提高了探頭組件的裝配精度，亦解決了小型化設計難題，為整機輕量化做出了貢獻。具有工程推廣性。通過此光機連接結構，探測器芯片與光學鏡頭結合一體，形成高精度光機組件，極大提高了探測器芯片與光學鏡頭的安裝精度，簡化了整機主體結構，降低了主體結構的加工難度。

附圖說明

圖1為本發(fā)明高精度星敏感器成像組件光機結構正面示意圖；

圖2為本發(fā)明高精度星敏感器成像組件光機結構背面示意圖；

圖3為一種高精度星敏感器成像組件光機結構示意圖。

具體實施方式

針對本發(fā)明高精度星敏感器成像組件光機連接結構特點，考慮空間使用環(huán)境及工程實現(xiàn)性，提供了一種高精度星敏感器成像組件光機結構，如圖1至圖3所示：

本發(fā)明高精度星敏感器成像組件光機連接結構包括芯片安裝框3、安裝凸耳9、薄基準臺10、厚基準臺11；芯片安裝框3為底部封閉的空心圓柱體結構，芯片安裝框3的周圍均布著三個用于固定芯片安裝框3的凸耳9，通過該凸耳9與厚度環(huán)2一起固定在光學鏡頭1上；芯片安裝框3的底部外側安裝有一個正方形的薄基準臺10，薄基準臺10的中間連同芯片安裝框3的底部挖有一個方孔；正方形薄基準臺10的對角上安裝有兩個螺紋孔；薄基準臺10通過兩個螺紋孔與芯片驅動電路板4固定連接；薄基準臺10與芯片驅動電路板4之間墊有彈性墊7；薄基準臺10的一側固定有用于提供芯片安裝基面的厚基準臺11；厚基準臺11與芯片安裝框的凸耳9建立精度關系；芯片驅動電路板4上有探測器芯片8的焊盤孔，芯片驅動電路板4安裝固定后，焊接探測器芯片8的引腳；探測器芯片8的感光面中心與芯片安裝框3的機械回轉中心位置偏差不大于0.01mm。