[發明專利]空間大口徑可展開的主鏡機構

有效

• 申請號: 201610949783.7
• 申請日: 2016-10-26
• 公開（公告）號: CN107479161B
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發明（設計）人: 郭宏偉;劉榮強;高明星;鄧宗全;唐愉真
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G02B7/00
• 分類號: G02B7/00
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 岳泉清;牟永林

空間大口徑可展開的主鏡機構，它涉及一種主鏡機構。目前空間大口徑可展開光學主鏡因結構設置復雜繁冗導致展開過程中各個構件難以實現同步展開且展開精度低，同時易發生遮光的問題。本發明中N組分塊式鏡體均勻設在聯動裝置的周圍，展開鎖定裝置包括N個第一鉸接器、N個第二鉸接器、N個第三鉸接器和N個第四鉸接器，相鄰兩組分塊式鏡體的頂部通過一個第一鉸接器相連接，相鄰兩組分塊式鏡體的底部通過一個第二鉸接器相連接，每組分塊式鏡體包括兩個子鏡，兩個子鏡并列設置，兩個子鏡的頂部通過一個第三鉸接器相連接，兩個子鏡的底部通過一個第四鉸接器相連接，N組分塊式鏡體通過展開鎖定裝置作出收攏和展開動作。本發明用于航天航空領域中。

技術領域

本發明具體涉及一種空間大口徑可展開的主鏡機構。

背景技術

隨著新一輪的航天事業迅猛發展，空間可展開機構應用的尺寸將越來越大，精度越來越高，種類將越來越多。由于宇航空間的特殊性，以及航天應用需求的復雜化，空間可展開機構的設計和分析方法將成為未來航天事業發展的關鍵性問題之一，制約著我國空間技術快速發展。因此迫切需要開展空間可展開機構共性基礎理論和技術的研究，為航天事業做技術儲備，以保證我國空間技術中長時期的快速發展。

隨著空間科學技術的迅猛發展，空間大口徑光學相機在深空探測、對地觀測等方面發揮著重要作用。分塊式可展開光學主鏡是目前大口徑光學相機的發展趨勢，是突破相機大口徑難題的有效技術途徑。空間光學主鏡是安裝在航天器平臺上用于對地面或天體及各種宇宙現象攝影的精密光學儀器。分辨率的高低是光學主鏡性能優劣的重要標志。為了實現高分辨率，光學系統的口徑必須增大。隨著空間地球觀測技術發展的需求，空間光學主鏡必將朝著尺寸越來越大，分辨率越來越高的方向發展。然而，大口徑整體式主鏡方案因運載火箭整流罩尺寸的限制難以實現，而分塊可展開成像系統使大口徑高分辨率的實現成為可能。

目前空間光學主鏡常用的分塊方式主要有，六邊形拼接、環扇形分塊、并列式分塊及其演化和相互組合方式。從各方面綜合比較分析，換扇形分塊方式適合空間大口徑光學主鏡未來的發展需要。美國從1996-2006年實施了“Eye Glass”項目，突破了光學系統設計、衍射主鏡加工、拼接與展開、檢測等關鍵技術，實現了地面5米口徑的空間相機原理樣機。2010年美國DARPA啟動了“MOIRE”項目計劃，以10米口徑環扇形分塊式可展開光學主鏡演示衛星工程，20米口徑光學主鏡正式衛星載荷為目標。美國DAPRA公布計劃在2020年左右發射地球靜止軌道20m口徑空間可展開光學相機，實現對地24小時實時監視偵察，形成強大的戰略威懾力。

總之，由于對光學主鏡高分辨率的要求使其口徑逐漸增大，但由于外部運載構件尺寸的限制，需要設計出既能適應外部運載構件尺寸的結構，還要符合大口徑的要求，這就使光學主鏡的結構設置日趨復雜，因其構件連接關系復雜使其在展開過程中易發生意外掛連，極易造成卡死導致展開失敗。因此需要設計聯動裝置保證展開的同步性。使其難以實現同步展開且展開精度低，同時也因其結構設置繁冗導致遮住部分鏡片使光線無法通過，嚴重影響光學主鏡的使用性能。

發明內容

本發明的目的是提供一種空間大口徑可展開的主鏡機構，以解決目前空間大口徑可展開光學主鏡因結構設置復雜繁冗導致展開過程中各個構件難以實現同步展開且展開精度低，同時易發生遮光的問題。

本發明為解決上述技術問題采取的技術方案是：

一種空間大口徑可展開的主鏡機構，它包括聯動裝置、展開鎖定裝置和N組分塊式鏡體，所述N組分塊式鏡體均勻設置在聯動裝置的周圍，所述展開鎖定裝置包括N個第一鉸接器、N個第二鉸接器、N個第三鉸接器和N個第四鉸接器，相鄰兩組分塊式鏡體的頂部通過一個第一鉸接器相連接，相鄰兩組分塊式鏡體的底部通過一個第二鉸接器相連接，每組分塊式鏡體包括兩個子鏡，兩個子鏡之間并列設置，兩個子鏡的頂部通過一個第三鉸接器相連接，兩個子鏡的底部通過一個第四鉸接器相連接，N組分塊式鏡體通過展開鎖定裝置作出收攏和展開動作。