CN105650196B - 一种用于空间光学相机的双脚架柔性减振支撑结构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于空间光学相机的双脚架柔性减振支撑结构，包括：光学相机、三个双脚架柔性减振支撑结构以及卫星平台；其中，光学相机通过三个双脚架柔性减振支撑结构与卫星平台连接；双脚架柔性减振支撑结构顶端的平行安装面与光学相机相连，双脚架柔性减振支撑结构设有两个支腿，该两个支腿在顶端的相交处汇合。本发明的用于空间光学相机的双脚架柔性减振支撑结构，为光学小卫星的卫星平台与光学相机提供柔性减振支撑，能够同时具有支撑光学相机，以及确定相机在卫星平台上的位置的作用。

Description

一种用于空间光学相机的双脚架柔性减振支撑结构
技术领域
本发明属于空间光学遥感技术领域，特别是涉及一种用于空间光学相机的双脚架柔性减振支撑结构。
背景技术
卫星发射时，受到火箭的脉动推力、喷气噪声以及紊流边界层噪声等综合产生的恶劣力学环境，这些环境激励由卫星平台经相机整机支撑结构传递到相机结构上，将引起相机结构变形甚至破坏相机结构。空间光学相机是一种高精密光学仪器，整机支撑结构作为连接相机与卫星平台的关键组件，其优良的性能是空间相机在发射时不受破坏的重要保证。相机整机支撑结构形式设计则显得尤为重要。
与本发明最为接近的已有技术是中国科学院长春光学精密机械与物理研究所的薛闯和颜昌翔于2011年在中国技术经济学会出版的“科学技术与工程”期刊上提出的空间相机主支撑结构设计与分析。该设计如图1和2所示，该种运动学机械安接口的设计基于双脚架挠性结构设计原理，在这种安装结构设计中，相机本体通过三个双脚架组件垂直安装面1固定到卫星本体上，双脚架的挠性装置3、挠性装置4、挠性装置5各等效于一个双臂铰链或十字形挠性装置，可以避免力矩耦合到相机结构上，双脚架挠性安装结构的另一个优点是具有较高的刚度，双脚架结构两个支腿于顶部汇合处2具有一定距离，形成；这种相机与卫星的机械接口采用运动学机械安装接口，一定程度上有效降低由于安装、卫星结构热变形等引起的相机结构变形。这种结构的缺点是：没有提出减振性能要求，需另外单独进行减振设计，不能很好的满足现代轻型微小光学卫星结构设计要求。
发明内容
为了克服已有技术存在的缺陷，本发明的目的在于根据光学微小卫星的结构特点，通过对相机整机支撑结构进行柔性减振设计，有效衰减卫星平台传递的恶劣力学环境，在提供相机支撑定位的同时，保证相机结构在火箭发射过程中不受损伤或破坏，并且可以提高卫星结构空间利用率的一种用于空间光学相机的双脚架柔性减振支撑结构。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案具体如下：
一种用于空间光学相机的双脚架柔性减振支撑结构，包括：
光学相机、三个双脚架柔性减振支撑结构以及卫星平台；其中，
光学相机通过三个双脚架柔性减振支撑结构与卫星平台连接；
双脚架柔性减振支撑结构顶端的平行安装面与光学相机相连，双脚架柔性减振支撑结构设有两个支腿，该两个支腿在顶端的相交处汇合；
每个支腿由上至下依次包括：第一柔性环节，第二柔性环节和第三柔性环节；所述第一柔性环节与平行安装面平行；所述第二柔性环节的中部镂空；所述第三柔性环节的中部为非镂空结构。
在上述技术方案中，所述第二柔性环节的镂空面积为140～300mm2。
在上述技术方案中，所述第三柔性环节的长度为28～55mm。
在上述技术方案中，所述双脚架柔性减振支撑结构的材料为钛合金材料。
本发明具有以下的有益效果：
本发明的用于空间光学相机的双脚架柔性减振支撑结构，为光学小卫星的卫星平台与光学相机提供柔性减振支撑，能够同时具有支撑光学相机，以及确定相机在卫星平台上的位置的作用。
本发明的用于空间光学相机的双脚架柔性减振支撑结构中，柔性减振支撑结构采用钛合金材料，具有很好的力学性能，通过柔性减振环节来有效衰减卫星平台传递的恶劣力学激励响应，在小卫星结构设计当中具有明显的优势。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
图1和图2分别是已有技术的空间相机主支撑结构的结构示意图。
图3和图4分别是本发明的用于空间光学相机的双脚架柔性减振支撑结构的结构示意图。
图5是本发明的用于空间光学相机的双脚架柔性减振支撑结构在相机与卫星平台之间连接的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做以详细说明。
如图3-5所示，一种用于空间光学相机的双脚架柔性减振支撑结构，包括：光学相机10、双脚架柔性减振支撑结构20、卫星平台30。光学相机10通过三个双脚架柔性减振支撑结构20与卫星平台30连接；双脚架柔性减振支撑结构20顶端平行安装面11与光学相机10相连，两个支腿在顶端汇合相交处12没有距离，设计了一定的圆角；第一柔性环节13与现有技术柔性环节3方向垂直，第二柔性环节14中部镂空截面较现有技术柔性环节4截面大，为140～300mm2；现有技术的柔性环节5是直梁结构，本发明同位置第三柔性环节15采用非镂空结构形式，且距离较长，为28～55mm。
工作原理说明：柔性减振支撑结构20的顶端的平行安装面11直接与相机安装地面相连；第一支腿柔性环节13在顶部汇合相交成三角形，使得结构更加稳定，且设计了圆角，避免了应力集中；第二柔性环节14采用截面较大的双轴结构形式；第三柔性环节15采用非镂空结构形式，在柔性减振支撑结构底部起到一定程度衰减响应的目的。第一柔性环节13、第二柔性环节14、第三柔性环节15，综合在一起形成整个柔性减振支撑结构减振结构的主要部分。
本发明根据图3-5的结构实施，双脚架柔性减振支撑结构20柔性环节具体形式安装图3所示，采用钛合金材料加工而成。装配时，首先把双脚架柔性减振支撑结构20通过螺钉安装在卫星平台30上，然后将相机10通过螺钉固定在双脚架柔性减振支撑结构20上。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (4)

1.一种用于空间光学相机的双脚架柔性减振支撑结构，其特征在于，包括：
光学相机(10)、三个柔性减振支撑结构(20)以及卫星平台(30)；其中，
光学相机(10)通过三个柔性减振支撑结构(20)与卫星平台(30)连接；
柔性减振支撑结构(20)顶端的平行安装面(11)与光学相机(10)相连，柔性减振支撑结构(20)设有两个支腿，该两个支腿在顶端的相交处(12)汇合；
每个支腿由上至下依次包括：第一柔性环节(13)，第二柔性环节(14)和第三柔性环节(15)；所述第一柔性环节(13)与平行安装面(11)平行；所述第二柔性环节(14)的中部镂空；所述第三柔性环节(15)的中部为非镂空结构。
2.根据权利要求1所述的用于空间光学相机的双脚架柔性减振支撑结构，其特征在于，
所述第二柔性环节(14)的镂空面积为140～300mm2。
3.根据权利要求1所述的用于空间光学相机的双脚架柔性减振支撑结构，其特征在于，
所述第三柔性环节(15)的长度为28～55mm。
4.根据权利要求1所述的用于空间光学相机的双脚架柔性减振支撑结构，其特征在于，
所述柔性减振支撑结构(20)的材料为钛合金材料。
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