[發明專利]一種基于運動學支撐的光學平臺裝置

有效

• 申請號: 201910342444.6
• 申請日: 2019-04-26
• 公開（公告）號: CN110161643B
• 公開（公告）日: 2020-06-12
• 發明（設計）人: 郭權鋒;劉磊;陳波
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
• 主分類號: G02B7/00
• 分類號: G02B7/00
• 代理公司: 深圳市科進知識產權代理事務所(普通合伙) 44316
• 代理人: 曹衛良

一種基于運動學支撐的光學平臺裝置，包括平臺主體及固定安裝于所述平臺主體的載荷平臺安裝面上的前端支撐腿、后端第一支撐腿和第二支撐腿，三個所述支撐腿呈三角形排布，所述后端第一支撐腿和第二支撐腿關于平臺主體呈左右軸對稱設置，所述第一柔性鉸鏈C與所述第二柔性鉸鏈D分別為在每個支撐腿的長度方向和寬度方向各設有一個雙圓弧柔性鉸鏈，所述雙圓弧柔性鉸鏈為兩個背對背的弧形結構，其余部分為空隙，在第一柔性鉸鏈C與第二柔性鉸鏈D的截面上，鉸鏈位置的兩側均為圓弧；所述第三柔性鉸鏈E由在每個支撐腿的寬度方向設有按高度均勻分布的八個直圓柔性鉸鏈組成，在第三柔性鉸鏈E的截面上，鉸鏈位置的一側為圓弧，另一側為直線。

技術領域

本發明涉及空間遙感應用技術領域，特別是涉及一種基于運動學支撐的光學平臺裝置。

背景技術

受重力變化、溫度變化、發射力學環境和空間輻射環境等影響，空間光學平臺結構從地面到外太空的過程中，可能產生不可預期的變形，這種變形的量級可能超出光學允差，影響光學儀器性能。因此，對光學元件采取適當的隔離措施，以減少潛在的應力變形非常必要。常用的方法是采用運動學支撐對光學元件進行靜定安裝。

空間剛體共有六個運動自由度，即分別沿空間正交坐標系三軸的平移和旋轉。空間剛體的每個運動自由度都恰好被限制時，稱為完全約束。如果任何一個運動自由度被多次約束，剛體將會因額外約束產生應力和變形。運動學支撐即是約束不超過六個運動自由度的支撐方式。光學平臺或元件采用運動學支撐時，支撐結構可以通過自身變形釋放力熱環境變化引起的應力，從而不對光學平臺或元件的形狀產生影響。

國內外高精度航天光學組件基本都采用專用的運動學設計，以此降低環境變化對結構形狀的影響。但對基于運動學設計的高穩定性光學平臺結構缺少成熟穩定的技術解決方案。

發明內容

鑒于此，有必要提供一種適用于通用光學平臺支撐的結構方案，解決上述問題。

為解決上述技術問題，本發明提供一種力熱穩定性好、空間環境適應性強的光學平臺裝置，本發明采用如下技術方案：

一種基于運動學支撐的光學平臺裝置，包括平臺主體及固定安裝于所述平臺主體的載荷平臺安裝面上的前端支撐腿、后端第一支撐腿和后端第二支撐腿，其特征在于：所述三個支撐腿呈三角形排布，所述后端第一支撐腿和所述后端第二支撐腿關于平臺主體呈左右軸對稱設置，每個支撐腿都具有三處柔性結構，所述三處柔性結構分別為第一柔性鉸鏈C、第二柔性鉸鏈D和第三柔性鉸鏈E，所述第一柔性鉸鏈C與所述第二柔性鉸鏈D分別為在每個支撐腿的長度方向和寬度方向各設有一個雙圓弧柔性鉸鏈，所述雙圓弧柔性鉸鏈為兩個背對背的弧形結構，其余部分為空隙，在第一柔性鉸鏈C與第二柔性鉸鏈D的截面上，鉸鏈位置的兩側均為圓弧；所述第三柔性鉸鏈E由在每個支撐腿的寬度方向設有按高度均勻分布的八個直圓柔性鉸鏈組成,在第三柔性鉸鏈E的截面上，每個直圓鉸鏈位置的一側為圓弧，另一側為直線。

優選地，包括第一螺釘、第三螺釘、下層箱蓋、上層箱蓋和光學儀器，分別使用所述第一螺釘和所述第三螺釘將下層箱蓋和所述上層箱蓋安裝于所述平臺主體下方和上方，所述平臺主體的上下安裝面上安裝有光學儀器。

優選地，還包括第四螺釘、第二螺釘和第五螺釘，所述第四螺釘、所述第二螺釘和所述第五螺釘分別將所述前端支撐腿、所述后端第一支撐腿和所述后端第二支撐腿安裝與所述平臺主體的載荷平臺安裝面上。

優選地，所述前端支撐腿、所述后端第一支撐腿和所述后端第二支撐腿的下端安裝面上分別粘接前端墊片、后端第一墊片和后端第二墊片。

優選地，所述前端墊片、所述后端第一墊片和所述后端第二墊片采用隔熱材料。