CN106123938B - 用于空间超宽覆盖高分辨率光学相机的对称辐射式支撑装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于空间超宽覆盖高分辨率光学相机的对称辐射式支撑装置，包括：有效载荷、减振支撑系统以及卫星平台；减振支撑系统的顶端与有效载荷相连，底端与卫星平台连接；减振支撑系统包括四个减振支撑结构；四个减振支撑结构均匀布置在同一个圆周平面上，且呈两端对称。本发明的用于空间超宽覆盖高分辨率光学相机的对称辐射式支撑装置，为超宽覆盖高分辨率光学相机的卫星平台与光学相机提供定位减振支撑，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

用于空间超宽覆盖高分辨率光学相机的对称辐射式支撑装置
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超宽覆盖高分辨率光学相机的对称辐射式支撑装置。
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，不同力学环境耦合在一起，其表现形式相当复杂。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，为保证发射过程中相机结构免遭破坏，通常在相机与卫星平台之间增加减振支撑系统，减振支撑系统在卫星平台上的安装布置方式对减振性能具有重要影响，对超宽覆盖高分辨光学相机的影响更加明显。超宽覆盖高分辨率相机属于大型空间相机，在发射阶段一般采用多点支撑的方式(通常支撑点不少于三点)。
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沙巍等于2015年在中国航天科工集团公司第三研究院第八三五八研究所出版的“红外与激光工程”期刊上提出的离轴三反空间相机与卫星平台的优化连接方式。该设计如图1所示，分为空间相机1、卫星平台2、刚性支撑3、三点柔性支撑(包括柔性支撑4、柔性支撑5、以及柔性支撑6)四部分。空间相机采用卧式安装方式，在发射阶段，支撑安装采用五点式，包含三点柔性支撑与两点刚性支撑3，在卫星入轨后，对两个刚性支撑3进行解锁，实现在轨三点柔性支撑。该设计安装方法使相机基频提高从而避免了在发射阶段因低频激励引起相机结构破坏，满足空间相机的支撑设计要求。该种设计支撑方法的缺点是：需要分别单独设计减振柔性支撑结构与刚性支撑结构，对设计带来一定程度困难，并且卫星入轨后对两个刚性支撑采用解锁，解锁时存在一定的冲击，影响高分辨相机的性能。
发明内容
为了克服已有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种用于空间超宽覆盖高分辨率光学相机的对称辐射式支撑装置。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案具体如下：
一种用于空间超宽覆盖高分辨率光学相机的对称辐射式支撑装置，包括：
有效载荷、减振支撑系统以及卫星平台；减振支撑系统的顶端与有效载荷相连，底端与卫星平台连接；
减振支撑系统包括四个减振支撑结构；四个减振支撑结构均匀布置在同一个圆周平面上，且呈两端对称。
在上述技术方案中，所述有效载荷为光学相机。
在上述技术方案中，每个所述减振支撑结构具有三个方向相互垂直的刚度。
在上述技术方案中，每个所述减振支撑结构中设有隔振器，所述隔振器的刚度轴p平行于飞轮坐标系x轴，q沿切线方向，r沿径向。
在上述技术方案中，布置四个减振支撑结构的所述圆周平面位于卫星平台上的有效载荷安装面内，圆心为有效载荷在安装面内的垂直投影，圆周半径介于有效载荷包络半径与包络半径的二分之一之间。
本发明具有以下的有益效果：
本发明的用于空间超宽覆盖高分辨率光学相机的对称辐射式支撑装置，为超宽覆盖高分辨率光学相机的卫星平台与光学相机提供定位减振支撑，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。
本发明的用于空间超宽覆盖高分辨率光学相机的对称辐射式支撑装置，减振支撑系统的耦合刚度为零。此对称辐射布置方式可以实现超宽覆盖高分辨率光学相机减振支撑系统三个平动和三个转动方向的振动解耦，即使卫星平台传递的平动方向的扰动产生的转动扰动经减振支撑系统后为零，转动扰动产生的平动扰动经减振支撑系统后也为零，以达到有效衰减卫星平台传递的恶劣力学环境，避免超宽覆盖高分辨率光学相机结构在火箭发射过程中不受损伤或破坏。
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是已有技术的空间相机支撑方法的原理示意图。
图2是本发明的用于空间超宽覆盖高分辨率光学相机的对称辐射式支撑装置的结构示意图。
图3是本发明的用于空间超宽覆盖高分辨率光学相机的对称辐射式支撑装置中的减振支撑结构的安装示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做以详细说明。
如图2-3所示，一种用于空间超宽覆盖高分辨率光学相机的对称辐射式支撑装置，包括：有效载荷10、减振支撑系统20、卫星平台30，减振支撑系统20包含减振支撑结构21、减振支撑结构22、减振支撑结构23以及减振支撑结构24。有效载荷10通过减振支撑系统20与卫星平台30连接；减振支撑系统20顶端与有效载荷10相连，四个减振支撑结构底端与卫星平台30连接；四个减振支撑结构均匀布置在同一个圆周平面上，且呈两端对称。圆周平面位于卫星平台30上的有效载荷10安装面内，圆心为有效载荷10在安装面内的垂直投影，圆周半径介于有效载荷10包络半径与包络半径二分之一之间。每个减振支撑结构具有三个方向相互垂直的刚度，即沿p轴、q轴、r轴方向的刚度，隔振器的刚度轴p平行于飞轮坐标系x轴，q沿切线方向，r沿径向。
工作原理说明：本发明的用于空间超宽覆盖高分辨率光学相机的对称辐射式支撑装置的耦合刚度化简后为零，可以实现超宽覆盖高分辨率光学相机减振支撑系统三个平动和三个转动方向的振动解耦，即使卫星平台传递的平动方向的扰动产生的转动扰动经减振支撑系统后为零，转动扰动产生的平动扰动经减振支撑系统后也为零。
有效载荷10通过减振支撑系统20与卫星平台30连接；减振支撑系统20顶端与有效载荷10相连，四个减振支撑结构底端与卫星平台30连接；
减振支撑结构21、减振支撑结构22、减振支撑结构23以及减振支撑结构24综合在一起形成整个减振支撑系统20的主要部分。
本发明的用于空间超宽覆盖高分辨率光学相机的对称辐射式支撑装置中，减振支撑结构20安装结构如图3所示，所述有效载荷10为光学相机。装配时，首先把减振支撑结构21、减振支撑结构22、减振支撑结构23以及减振支撑结构24通过螺钉安装在卫星平台30上，然后将光学相机通过螺钉固定在减振支撑结构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 (1)

1.一种用于空间超宽覆盖高分辨率光学相机的对称辐射式支撑装置，包括：
有效载荷(10)、减振支撑系统(20)以及卫星平台(30)；减振支撑系统(20)的顶端与有效载荷(10)相连，底端与卫星平台(30)连接；
减振支撑系统(20)包括四个减振支撑结构(21，22，23，24)；四个减振支撑结构(21，22，23，24)均匀布置在同一个圆周平面上，且呈两端对称；
每个所述减振支撑结构具有三个方向相互垂直的刚度；
其特征在于，每个所述减振支撑结构中设有隔振器，所述隔振器的刚度轴p平行于飞轮坐标系x轴，刚度轴q沿切线方向，刚度轴r沿径向。
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