[發(fā)明專利]空間光學(xué)相機的主框架裝配裝置及裝配方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410032091.7
• 申請日: 2014-01-23
• 公開（公告）號: CN103795907B
• 公開（公告）日: 2017-04-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鮑赫;李志來;柴方茂;楊會生;楊利偉
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機械與物理研究所
• 主分類號: H04N5/225
• 分類號: H04N5/225
• 代理公司: 長春菁華專利商標(biāo)代理事務(wù)所(普通合伙)22210
• 代理人: 王丹陽

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及航空航天技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種空間光學(xué)相機的主框架裝配裝置及裝配方法。

背景技術(shù)

空間光學(xué)相機主框架是空間光學(xué)相機的重要部件?？臻g光學(xué)相機中各反射鏡組件和成像傳感器均需按照光學(xué)位置安裝在相機主框架上。如圖1所示，相機主框架由前框架11、后框架12、多個碳纖支桿13和多個支桿接頭14組成，在裝配相機主框架時，先將后框架12放置在平臺上，再將所有碳纖支桿13兩端涂上環(huán)氧樹脂膠后與支桿接頭14膠接，如圖2所示，碳纖支桿13的兩端均膠接有支桿接頭14，利用環(huán)氧樹脂膠固化時間較長的特點，分別調(diào)整支桿接頭14與前框架11和后框架12的位置關(guān)系，然后將支桿接頭14與前框架11和后框架12采用螺釘固定連接，靜置待環(huán)氧樹脂膠固化。

目前，對于空間光學(xué)相機主框架的裝配都是采用上述的裝配方法，然而，上述的裝配過程中存在一定的安裝誤差：如圖2所示，螺釘連接中，支桿接頭14的光孔與螺釘有單邊0.5mm的間隙，碳纖支桿13與支桿接頭14間有單邊0.2mm的間隙進(jìn)行環(huán)氧樹脂膠的填充。這兩種安裝誤差控制不好會導(dǎo)致相機主框架的位置精度下降，降低各反射鏡組件的安裝精度，嚴(yán)重時會造成反射鏡組件與相機主框架的位置干涉；前框架11的重力使碳纖支桿13與支桿接頭14間的膠層壓向一側(cè)，造成膠層不均勻，會使相機主框架出現(xiàn)殘余應(yīng)力，在空間光學(xué)相機經(jīng)歷發(fā)射段振動和入軌后失重與真空環(huán)境后，相機主框架會有一定的殘余應(yīng)力釋放，這會使各反射鏡組件間的光學(xué)位置發(fā)生變化，降低相機主框架結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，進(jìn)而降低空間光學(xué)相機的成像質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有的空間光學(xué)相機主框架裝配方法存在的裝配精度低，相機主框架的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性差，進(jìn)而降低空間光學(xué)相機成像質(zhì)量的問題，本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)簡單、可有效提高相機主框架安裝精度和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的空間光學(xué)相機的主框架裝配裝置及采用該裝置實現(xiàn)的高精度空間光學(xué)相機主框架裝配方法。

本發(fā)明為解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下：

空間光學(xué)相機的主框架裝配裝置，包括：

由口字形結(jié)構(gòu)和U字形結(jié)構(gòu)通過空心方鋼管焊接而成的固定框；

安裝在口字形結(jié)構(gòu)上的螺旋微調(diào)機構(gòu)、螺旋調(diào)平機構(gòu)和壓緊機構(gòu)，所述螺旋微調(diào)機構(gòu)和螺旋調(diào)平機構(gòu)用于對前框架進(jìn)行六自由度調(diào)整，所述壓緊機構(gòu)用于將前框架固定在口字形結(jié)構(gòu)上；

安裝在U字形結(jié)構(gòu)上的連接座，所述連接座用于將后框架固定在U字形結(jié)構(gòu)上。

所述口字形結(jié)構(gòu)采用四根空心方鋼管順次焊接而成。

所述U字形結(jié)構(gòu)采用三根空心方鋼管焊接而成。

所述連接座為四個，兩個對稱設(shè)置在U字形結(jié)構(gòu)的U形兩端上，其余兩個對稱設(shè)置在U字形結(jié)構(gòu)的頂端上。

所述螺旋微調(diào)機構(gòu)為六個，四個對稱設(shè)置在口字形結(jié)構(gòu)的兩個對邊上，其余兩個對稱設(shè)置在口字形結(jié)構(gòu)的另外兩個對邊上。

所述螺旋調(diào)平機構(gòu)為三個，三個螺旋調(diào)平機構(gòu)分別設(shè)置在口字形結(jié)構(gòu)的三個邊上。

空間光學(xué)相機的主框架裝配方法，包括以下步驟：

步驟一、將后框架放置在平臺上，將固定框的U字形結(jié)構(gòu)套在后框架上，通過連接座將后框架與固定框的U字形結(jié)構(gòu)固定在一起；

步驟二、將前框架放置在固定框的口字形結(jié)構(gòu)上，通過螺旋微調(diào)機構(gòu)和螺旋調(diào)平機構(gòu)對前框架進(jìn)行六自由度調(diào)整，通過壓緊機構(gòu)將前框架與固定框的口字形結(jié)構(gòu)壓緊固定；

步驟三、將碳纖支桿和支桿接頭套裝在一起，再與前框架和后框架進(jìn)行試裝，微調(diào)支桿接頭與前框架和后框架之間的連接位置，使碳纖支桿可在支桿接頭內(nèi)旋轉(zhuǎn)；

步驟四、各組碳纖支桿與支桿接頭試裝完成后，將碳纖支桿與支桿接頭逐個卸下，涂抹環(huán)氧樹脂膠，并重新與前框架和后框架進(jìn)行裝配固定；

步驟五、在相機主框架裝配完成后，采用激光測距儀對前框架與后框架之間的位置關(guān)系進(jìn)行復(fù)檢，若有超差，則通過螺旋微調(diào)機構(gòu)和螺旋調(diào)平機構(gòu)進(jìn)行微調(diào)，直至前框架與后框架的位置精度滿足空間光學(xué)相機主框架的設(shè)計要求，靜置待環(huán)氧樹脂膠固化。

所述步驟二中，通過螺旋微調(diào)機構(gòu)和螺旋調(diào)平機構(gòu)對前框架進(jìn)行六自由度調(diào)整的具體步驟為：采用激光測距儀分別測量前框架與后框架三個高精度正交檢測基準(zhǔn)面的實際位置關(guān)系，通過計算得到理論位置與實際位置偏差，通過螺旋微調(diào)機構(gòu)對相機主框架的前框架進(jìn)行方位角和兩個水平方向平動三個自由度的微調(diào)，通過螺旋調(diào)平機構(gòu)對相機主框架的前框架進(jìn)行俯仰角、扭擺角和高度方向平動三個自由度的微調(diào)，經(jīng)過多次迭代測量和調(diào)整，將前框架與后框架的位置精度調(diào)整到空間光學(xué)相機主框架的設(shè)計要求內(nèi)。