[發明專利]適用于高分辨空間相機的次鏡支撐結構

有效

• 申請號: 202011038902.6
• 申請日: 2020-09-28
• 公開（公告）號: CN112130278B
• 公開（公告）日: 2021-12-24
• 發明（設計）人: 張劉;王泰雷;張帆;趙宇;趙寰宇;鄭瀟逸;張柯;昝世凱
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G02B7/183
• 分類號: G02B7/183
• 代理公司: 北京中理通專利代理事務所(普通合伙) 11633
• 代理人: 劉慧宇

適用于高分辨空間相機的次鏡支撐結構，涉及空間光學遙感技術領域，解決現有支撐結構通過多種轉接件進行逐個裝配，裝配工藝復雜且周期較長以及精度低等問題，包括一體式支撐架由上至下依次包括頂部連接架、剛架桿、三角支撐結構和承力筒結構；所述頂部連接架用于固定遮光罩安裝座和次鏡安裝座；剛架桿由三向一字型梁呈120°分布，剛架桿與承力筒結構通過三角支撐結構連接；承力筒結構由上至下依次由頂環、中環、光闌和底部法蘭組成；承力筒結構內部設置主加強筋、副加強筋和側加強筋；光闌位于主鏡前方，底部法蘭用于安裝底部安裝座。本發明相對于日字型梁、口字型梁和工字型梁而言可降低對光線的遮攔，有利于高分辨成像。

技術領域

本發明涉及空間光學遙感技術領域，具體涉及一種適用于高分辨率空間相機的次鏡支撐結構。

背景技術

同軸式光學系統被廣泛的應用于高分辨率空間相機，對于這種光學系統的相機，需要次鏡支撐結構用于固定次鏡并保持其空間位置。相對一般用途空間相機而言，高分辨率空間相機具有較長的焦距，這一般會造成次鏡與主鏡的間距較長，并且高分辨率空間相機具有極為嚴苛的主次鏡相對位置精度要求。同時，次鏡支撐結構作為空間相機中跨度最大的組件，其往往決定著整機的基頻。因此，次鏡支撐結構成為了研制高分辨率空間相機的關鍵技術之一。

一方面，在地面裝調及測試狀態下次鏡支撐結構受到重力載荷作用，當空間相機進入微重力環境后，重力作用下的次鏡支撐結構的變形會發生回彈，從而造成主次鏡間相對位置關系發生變化。另一方面，空間相機的在軌工作溫度難以絕對精確的控制在一個數值上，這個溫度往往是隨時間變化而小范圍波動的，主次支撐結構沿光軸方向的尺寸會隨著溫度的波動而發生膨脹和收縮，進而使得空間相機焦距發生變化。另外，次鏡支撐結構位于空間相機孔徑光闌前方，這樣勢必會遮擋部分光線的進入，過大的遮擋會造成空間相機光學傳遞函數的下降。因此，高分辨率空間相機為了達到目標成像質量要求，應采用高剛度、高穩定性、低遮攔且輕質的次鏡支撐結構。

與本發明最為接近的已有技術是發明專利《一種空間光學遙感相機的次鏡支撐結構》(申請號：201810318029.2)。該結構法蘭的一面均勻設置多個法蘭凸臺，在同一面的邊緣均勻設置多個法蘭嵌入接頭,析架桿的橫截面形狀為日字型，析架桿的一端通過析架桿嵌入接頭與析架筒座的頂部連接，另一端通過法蘭嵌入接頭與法蘭連接,多個預埋件固定在桁架筒座的底部桁架筒座內部的環形加強筋。

該柔性支撐結構的缺點在于：

a)主體結構為分體式，需要通過多種轉接件進行逐個裝配，裝配工藝復雜且周期較長。在裝配過程中，各零件的位置精度難以保證，次鏡調整量小，可能出現拆卸重新裝配的情況。另外，裝配結構更容易形成內部裝配應力，造成整體結構的不穩定，難以應用于高分辨空間相機中。

b)沒有解決次鏡支撐結構在溫度波動下沿光軸尺寸變化問題，會使空間相機的焦距工作過程中產生變化，影響成像質量。

c)所采用的日字型截面的桁架桿會在孔徑光闌上形成較大的遮攔，不利于高分辨率成像。

d)該結構主次鏡間傾角差僅優于20秒，證明其剛度不滿足高分辨率空間相機光學系統的指標要求。

發明內容

本發明為解決現有支撐結構通過多種轉接件進行逐個裝配，裝配工藝復雜且周期較長以及精度低，同時，導致結構內部形成裝配應力造成整體結構的不穩定，導致難以應用于高分辨空間相機等問題，提供一種適用于高分辨率空間相機的次鏡支撐結構。

適用于高分辨率空間相機的次鏡支撐結構，包括一體式支撐架、遮光罩安裝座、次鏡安裝座和底部安裝座；

所述一體式支撐架由上至下依次包括頂部連接架、剛架桿、三角支撐結構和承力筒結構；所述頂部連接架用于固定遮光罩安裝座和次鏡安裝座；

所述剛架桿由三向一字型梁呈120°分布，剛架桿與承力筒結構通過三角支撐結構連接；