[發明專利]一種空間光電敏感器的立方鏡快速裝調裝置及其裝調方法

有效

• 申請號: 201711156408.8
• 申請日: 2017-11-20
• 公開（公告）號: CN107966163B
• 公開（公告）日: 2020-09-18
• 發明（設計）人: 吳永康;金荷;余路偉;閆曉軍;李新鵬
• 申請（專利權）人: 上海航天控制技術研究所
• 主分類號: G01C25/00
• 分類號: G01C25/00;G02B7/00
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 臧春喜

本發明公開了一種空間光電敏感器的立方鏡快速裝調裝置及其裝調方法，包括立方鏡、調整座、機殼、螺釘和工裝；工裝與機殼固定連接，機殼上安裝有用于裝調立方鏡的調整座，機殼上設有用于安裝螺釘的螺孔，螺釘穿設在螺孔中并與調整座配合調節立方鏡的旋轉角度。本發明通過調整座、機殼和錐端緊定螺釘的配合，提高了空間敏感器立方鏡坐標系和機械坐標系的校準速度，彌補了傳統的空間敏感器立方鏡坐標系和機械坐標系校準效率較低的缺陷；通過利用光電自準直儀和平面反射鏡測量，實現了同步進行測量和調整，克服了傳統的空間敏感器立方鏡坐標系和機械坐標系校準精度較差的難題。

技術領域

本發明涉及一種空間光電敏感器的立方鏡快速裝調裝置及其裝調方法，屬于空間光電敏感器的光機裝調和測量技術領域。

背景技術

空間光電敏感器產品，如星敏感器、太陽敏感器等，多用于航天器的姿態測量。產品一般定義三個坐標系，分別是測量坐標系、機械坐標系和立方鏡坐標系。在實際應用中，為了將敏感器輸出的姿態信息轉換至航天器的坐標系下，首先需要建立測量坐標系和立方鏡坐標系的轉換關系；然后在航天器裝配過程中，對敏感器進行精測，即建立航天器坐標系與立方鏡坐標系的轉換關系；最終得到敏感器測量坐標系和航天器坐標系的轉換矩陣。從已公開的文獻看，主要研究均集中在立方鏡坐標系與測量坐標系，或兩立方鏡坐標系之間的標定上，如魏新國等在《光學精密工程》(2009，174:849-953)上發表論文《太陽敏感器測量坐標系與立方鏡坐標系轉換矩陣的標定》，王智等在《光學精密工程》(2012，201:96-101)上發表論文《測繪相機立方鏡與星敏立方鏡轉換矩陣的標定》，對相關方法進行說明。

從工程測量的實施情況看，空間敏感器立方鏡坐標系和機械坐標系的校準同樣具有重要作用，當兩者偏差較大時，將造成整星精測不便，對產品反復拆裝調整；另一方面，現有立方鏡的裝調一般采用輔助工裝固定、提高配合面加工精度、修研結構零件等方式，存在改進的必要性和優化空間。

發明內容

本發明解決的技術問題是：克服現有技術的不足，本發明提供了一種空間光電敏感器的立方鏡快速裝調裝置及其裝調方法，通過調整座、機殼和錐端緊定螺釘的配合，提高了空間敏感器立方鏡坐標系和機械坐標系的校準速度，彌補了傳統的空間敏感器立方鏡坐標系和機械坐標系校準效率較低的缺陷；通過利用光電自準直儀和平面反射鏡測量，實現了同步進行測量和調整，克服了傳統的空間敏感器立方鏡坐標系和機械坐標系校準精度較差的難題。

本發明的技術解決方案是：

一種空間光電敏感器的立方鏡快速裝調裝置，包括立方鏡、調整座、機殼、螺釘和工裝；工裝與機殼固定連接，機殼上安裝有用于裝調立方鏡的調整座，機殼上設有用于安裝螺釘的螺孔，螺釘穿設在螺孔中并與調整座配合調節立方鏡的旋轉角度。

在上述的一種空間光電敏感器的立方鏡快速裝調裝置中，所述立方鏡膠粘在調整座上。

在上述的一種空間光電敏感器的立方鏡快速裝調裝置中，所述調整座采用圓柱體結構，調整座一端設有用于粘接立方鏡的圓槽，圓槽中設有用于注膠的通孔，調整座另一端設有用于配合螺釘的十字形雙層棱臺，十字形雙層棱臺頂端至調整座端面采用圓弧過渡，調整座與機殼鉸接。

在上述的一種空間光電敏感器的立方鏡快速裝調裝置中，所述機殼采用立方體結構，機殼上設有用于安裝調整座的球面槽，球面槽中設有用于注膠的環形槽；機殼與工裝連接處設有法蘭，法蘭上分別設有用于定位的圓孔和腰形孔；

定義：機械坐標系MRF的原點位于圓孔軸線與工裝端面的交點，機械坐標系的X_M軸方向由圓孔中心遠離腰形孔中心，機械坐標系的Z_M軸垂直于工裝端面向上，機械坐標系的Y_M軸由右手法則確定；立方鏡坐標系ARF的原點位于立方鏡的幾何中心，X_A、Y_A、Z_A三軸分別與機械坐標系X_M、Y_M、Z_M三軸指向一致。