CN111634444A - 一种卫星载荷相机隔振机构行程保护工装及装配方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种卫星载荷相机隔振机构行程保护工装及装配方法，该保护工装包括：工装底座机构、螺旋升降机构和滑台支撑机构；滑台支撑机构通过工装底座机构两端的光轴与工装底座机构连接；其中，滑台支撑机构可沿光轴上下移动；螺旋升降机构安装在工装底座机构上、位于工装底座机构与滑台支撑机构之间；其中，螺旋升降机构的顶面与滑台支撑机构的底面相接触；螺旋升降机构，用于调整滑台支撑机构在工装底座机构上的高度，以确保滑台支撑机构的上平面与卫星载荷相机隔振机构的上平面之间的距离满足设定距离要求。本发明可在载荷相机与隔振机构对接过程中保护隔振机构有效行程，保证了对接过程平稳精确。

Description

一种卫星载荷相机隔振机构行程保护工装及装配方法
技术领域
本发明属于遥感小卫星隔振机构行程保护技术领域，尤其涉及一种卫星载荷相机隔振机构行程保护工装及装配方法。
背景技术
针对以相机为主要载荷的遥感卫星其隔振机构对载荷相机与卫星平台之间进行微振动被动抑制与主动补偿，从而对卫星平台上控制力矩陀螺等颤振源在轨运转产生的微振动载荷进行隔离和抑制，为载荷相机在轨成像提供良好的颤振动力学环境，是保障在轨姿态机动中成像质量的主要执行机构。
航天器以相机为载荷主体的遥感卫星采用隔振机构属于国内首次采用的技术，卫星在轨运行中通过隔振机构实现抵消卫星平台对相机主体的微振动干扰力，从而实现相机主体在轨姿态的超稳定，因此卫星相机总装过程中相机与隔振机构装配质量的好坏直接影响在轨卫星的成像质量。目前国内针对体积较大的卫星相机通常采用吊装安装的方式，而吊装过程中无法保证吊点绝对过质心，同时吊装的运动控制精度也无法保证，因此存在一定的不稳定性，相机对接过程中可能会存在摇摆和磕碰等情况。
发明内容
本发明的技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种卫星载荷相机隔振机构行程保护工装及装配方法，用于载荷相机与隔振机构对接过程中保护隔振机构有效行程，保证对接过程平稳精确。
为了解决上述技术问题，本发明公开了一种卫星载荷相机隔振机构行程保护工装，包括：工装底座机构、螺旋升降机构和滑台支撑机构；
滑台支撑机构通过工装底座机构两端的光轴与工装底座机构连接；其中，滑台支撑机构可沿光轴上下移动；
螺旋升降机构安装在工装底座机构上、位于工装底座机构与滑台支撑机构之间；其中，螺旋升降机构的顶面与滑台支撑机构的底面相接触；
螺旋升降机构，用于调整滑台支撑机构在工装底座机构上的高度，以确保滑台支撑机构的上平面与卫星载荷相机隔振机构的上平面之间的距离满足设定距离要求。
在上述卫星载荷相机隔振机构行程保护工装中，工装底座机构，包括：工装底座、光轴高度限位螺钉、卧式光轴支座、光轴和工装底座支撑杆；
两个卧式光轴支座分别安装在工装底座的两端；
两个光轴分别通过两个卧式光轴支座竖直安装固定在工装底座的两端；
工装底座的两端侧面分别设置有一限位螺钉孔，两个光轴高度限位螺钉分别安装在两个限位螺钉孔内，用于对两个光轴进行高度限位；
工装底座支撑杆与工装底座对接安装固定。
在上述卫星载荷相机隔振机构行程保护工装中，螺旋升降机构，包括：螺旋升降底座支撑板、螺旋升降支座、螺纹轴和扳手螺母；
螺旋升降底座支撑板通过螺钉与工装底座和工装底座支撑杆连接；
螺旋升降支座设置在螺旋升降底座支撑板上；
螺纹轴设置在螺旋升降支座上；
扳手螺母与螺纹轴采用螺纹连接，实现扳手螺母的高度可调。
在上述卫星载荷相机隔振机构行程保护工装中，工装底座的前侧面设置有螺钉孔Ⅰ，工装底座支撑杆的上侧面设置有螺钉孔Ⅱ；其中，螺旋升降底座支撑板通过螺钉孔Ⅰ和螺钉孔Ⅱ分别与工装底座和工装底座支撑杆采用螺钉连接。
在上述卫星载荷相机隔振机构行程保护工装中，滑台支撑机构，包括：滑台支撑板、直线轴承、分体式滑台支撑板盖板Ⅰ和分体式滑台支撑板盖板Ⅱ；
两个直线轴承分别设置在滑台支撑板的两端；其中，两个直线轴承分别套装在工装底座机构两端的两个光轴上，以使滑台支撑机构可沿光轴上下移动；
分体式滑台支撑板盖板Ⅰ和分体式滑台支撑板盖板Ⅱ采用分体式对接安装在滑台支撑板的上平面中心位置处。
在上述卫星载荷相机隔振机构行程保护工装中，所述设定距离要求为：距离小于5mm。
相应的，本发明还公开了一种卫星载荷相机隔振机构行程保护工装的装配方法，包括：
将工装底座、光轴高度限位螺钉、卧式光轴支座和光轴组装成一个组合体Ⅰ，使卫星载荷相机隔振机构位于组合体Ⅰ的内部中间位置；将工装底座支撑杆通过螺钉连接安装至工装底座上；
将螺旋升降底座支撑板、螺旋升降支座、螺纹轴和扳手螺母组装在一起，得到螺旋升降机构；将螺旋升降机构通过螺旋升降底座支撑板安装至工装底座和工装底座支撑杆上；
拆卸光轴高度限位螺钉，将光轴的高度降至最低，以增加高度方向上的装配空间；
将滑台支撑板和直线轴承组装成一个组合体Ⅱ，通过直线轴承将组合体Ⅱ套装在光轴上；
将两个光轴提高至光轴高度限位螺钉处，并拧紧光轴高度限位螺钉；
将分体式滑台支撑板盖板Ⅰ和分体式滑台支撑板盖板Ⅱ分别安装至滑台支撑板上；
通过扳手螺母调节滑台支撑机构的高度，使滑台支撑机构上平面高于卫星载荷相机隔振机构的顶部支架的上平面5mm。
在上述卫星载荷相机隔振机构行程保护工装的装配方法中，将工装底座、光轴高度限位螺钉、卧式光轴支座和光轴组装成一个组合体Ⅰ，包括：
将两个卧式光轴支座分别安装在工装底座的两端；
将两个光轴分别通过两个卧式光轴支座竖直安装固定在工装底座的两端；
将两个光轴高度限位螺钉分别安装在工装底座的两端侧面的两个限位螺钉孔内；
得到组合体Ⅰ。
在上述卫星载荷相机隔振机构行程保护工装的装配方法中，将螺旋升降底座支撑板、螺旋升降支座、螺纹轴和扳手螺母组装在一起，得到螺旋升降机构，包括：
将扳手螺母、螺纹轴、螺旋升降支座和螺旋升降底座支撑板由上至下依次安装，得到螺旋升降机构。
在上述卫星载荷相机隔振机构行程保护工装的装配方法中，将滑台支撑板和直线轴承组装成一个组合体Ⅱ，包括：
将两个直线轴承分别安装在滑台支撑板的两端，得到组合体Ⅱ。
本发明具有以下优点：
(1)本发明针对以相机为载荷主体的遥感卫星在相机通过吊装方式与隔振动机构进行对接存在不稳定性，导致的无法精确平稳地与隔振机构对接，隔振机构本身具有小距离有效行程的问题，提出了一种卫星载荷相机隔振机构行程保护方案，实现了在载荷相机与隔振机构对接过程中保护隔振机构有效行程，保证了对接过程的平稳性、精确性和安全性。
(2)本发明公开了一种卫星载荷相机隔振机构行程保护方案，解决了相机吊装安装平稳对接的问题，通过保护工装缓冲了相机的不平稳运动，有效的保护了隔振机构的短距离行程。
(3)本发明公开了一种卫星载荷相机隔振机构行程保护方案，充分考虑了卫星上空间狭小、障碍物多的情况，采用模块化设计，将工装设计成可反复拆装的结构形式，解决了在复杂空间安装受限的问题，可适用于星上操作空间狭小的工况。
附图说明
图1是本发明实施例中一种卫星载荷相机隔振机构行程保护工装的结构示意图；
图2是本发明实施例中一种工装底座机构的结构示意图；
图3是本发明实施例中一种工装底座支撑杆的装配示意图；
图4是本发明实施例中一种螺旋升降机构的结构示意图；
图5是本发明实施例中一种滑台支撑机构的结构示意图；
图6是本发明实施例中一种分体式滑台支撑板盖板的安装示意图。
图7是本发明实施例中一种卫星载荷相机隔振机构行程保护工装的装配过程示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明公开的实施方式作进一步详细描述。
如图1，在本实施例中，该卫星载荷相机隔振机构行程保护工装，包括：工装底座机构100、螺旋升降机构200和滑台支撑机构300。其中，滑台支撑机构300通过工装底座机构100两端的光轴104与工装底座机构100连接；其中，滑台支撑机构300可沿光轴104上下移动；螺旋升降机构200安装在工装底座机构100上、位于工装底座机构100与滑台支撑机构300之间；其中，螺旋升降机构200的顶面与滑台支撑机构300的底面相接触；螺旋升降机构200，用于调整滑台支撑机构300在工装底座机构100上的高度，以确保滑台支撑机构300的上平面与卫星载荷相机隔振机构的上平面之间的距离满足设定距离要求。优选的，所述设定距离要求为：距离小于5mm。
在本实施例中，如图2～3，工装底座机构100可以包括：工装底座101、光轴高度限位螺钉102、卧式光轴支座103、光轴104和工装底座支撑杆105。其中，两个卧式光轴支座103分别安装在工装底座101的两端；两个光轴104分别通过两个卧式光轴支座103竖直安装固定在工装底座101的两端；工装底座101的两端侧面分别设置有一限位螺钉孔，两个光轴高度限位螺钉102分别安装在两个限位螺钉孔内，用于对两个光轴104进行高度限位；工装底座支撑杆105与工装底座101对接安装固定。
在本实施例中，如图4，螺旋升降机构200可以包括：螺旋升降底座支撑板201、螺旋升降支座202、螺纹轴203和扳手螺母204。其中，螺旋升降底座支撑板201通过螺钉与工装底座101和工装底座支撑杆105连接；螺旋升降支座202设置在螺旋升降底座支撑板201上；螺纹轴203设置在螺旋升降支座202上；扳手螺母204与螺纹轴203采用螺纹连接，实现扳手螺母204的高度可调。
优选的，如图3，工装底座101的前侧面设置有螺钉孔Ⅰ1011，工装底座支撑杆105的上侧面设置有螺钉孔Ⅱ1051。其中，螺旋升降底座支撑板201通过螺钉孔Ⅰ1011和螺钉孔Ⅱ1051分别与工装底座101和工装底座支撑杆105采用螺钉连接。
在本实施例中，如图5～6，滑台支撑机构300可以包括：滑台支撑板301、直线轴承302、分体式滑台支撑板盖板Ⅰ303和分体式滑台支撑板盖板Ⅱ304。其中，两个直线轴承302分别设置在滑台支撑板301的两端；其中，两个直线轴承302分别套装在工装底座机构100两端的两个光轴104上，以使滑台支撑机构300可沿光轴104上下移动；分体式滑台支撑板盖板Ⅰ303和分体式滑台支撑板盖板Ⅱ304采用分体式对接安装在滑台支撑板301的上平面中心位置处。
在上述实施例的基础上，下面对卫星载荷相机隔振机构行程保护工装的装配方法进行说明。
如图7a～7f，在本实施例中，该卫星载荷相机隔振机构行程保护工装的装配方法包括如下步骤：a)将工装底座101、光轴高度限位螺钉102、卧式光轴支座103和光轴104组装成一个组合体Ⅰ，使卫星载荷相机隔振机构位于组合体Ⅰ的内部中间位置；将工装底座支撑杆105通过螺钉连接安装至工装底座101上。b)将螺旋升降底座支撑板201、螺旋升降支座202、螺纹轴203和扳手螺母204组装在一起，得到螺旋升降机构200；将螺旋升降机构200通过螺旋升降底座支撑板201安装至工装底座101和工装底座支撑杆105上。c)拆卸光轴高度限位螺钉102，将光轴104的高度降至最低，以增加高度方向上的装配空间。d)将滑台支撑板301和直线轴承302组装成一个组合体Ⅱ，通过直线轴承302将组合体Ⅱ套装在光轴104上。e)将两个光轴104提高至光轴高度限位螺钉102处，并拧紧光轴高度限位螺钉102。f)将分体式滑台支撑板盖板Ⅰ303和分体式滑台支撑板盖板Ⅱ304分别安装至滑台支撑板301上。g)通过扳手螺母204调节滑台支撑机构300的高度，使滑台支撑机构300上平面高于卫星载荷相机隔振机构的顶部支架的上平面5mm。
优选的，将工装底座101、光轴高度限位螺钉102、卧式光轴支座103和光轴104组装成一个组合体Ⅰ具体可以包括：将两个卧式光轴支座103分别安装在工装底座101的两端；将两个光轴104分别通过两个卧式光轴支座103竖直安装固定在工装底座101的两端；将两个光轴高度限位螺钉102分别安装在工装底座101的两端侧面的两个限位螺钉孔内；得到组合体Ⅰ。
优选的，将螺旋升降底座支撑板201、螺旋升降支座202、螺纹轴203和扳手螺母204组装在一起，得到螺旋升降机构200具体可以包括：将扳手螺母204、螺纹轴203、螺旋升降支座202和螺旋升降底座支撑板201由上至下依次安装，得到螺旋升降机构200。
优选的，将滑台支撑板301和直线轴承302组装成一个组合体Ⅱ具体可以包括：将两个直线轴承302分别安装在滑台支撑板301的两端，得到组合体Ⅱ。
其中，需要说明的是，在对接完成后，将保护工装按照与安装相反的步骤即可完成拆卸。
综上，本发明针对的保护的对象为具有相机载荷的遥感卫星的隔振机构，为了在安装相机过程中对其短距离行程进行有效保护，工装采用环绕的结构形式(即，隔振机构位于工装内部中间位置)，且工装可反复进行拆装，工装底座两侧底面处具有螺钉孔，可以与卫星平台结构板连接固定，两个光轴分别通过卧式光轴支座与工装底座连接，受限于星上安装空间高度，因此设计了光轴高度限位螺钉，当取下螺钉时，两个光轴的高度可以降低至最低，待工装在星上安装完成后，可以通过拧上螺钉提高光轴的高度，底座和光轴组合体装星后，再将底座支撑杆进行安装，以保证工装的整体刚性和强度；螺纹轴通过螺旋升降支座与螺旋升降底座支撑板进行连接固定，同时作为一个组合体通过螺钉安装至工装底座和工装底座支撑杆上；将装有直线轴承的滑台支撑板安装至降低高度的光轴上，然后通过光轴高度限位螺钉提高光轴高度，最后安装两个分体式滑台支撑板盖板。
卫星相机的安装需要与隔振机构的顶支架安装连接，而隔振机构的顶支架沿轴向的最大行程为±3.5mm，因此在装相机之前，首先将装有分离的滑台支撑板盖板的滑台支撑板组合体上平面高度调节至高于隔振机构的顶支架上平面5mm，相机对接过程中首先与支撑板组合体的上平面接触，当相机下降对接过程中不稳定或存在摆动冲击时首先会与滑台支撑板组合体的上平面接触，从而抵消相机的不稳定运动，避免了与隔振机构支撑架的直接碰撞接触而损坏隔振机构，当相机平稳后，可以微调相机姿态和高度，留出微小间隙后调节工装的滑台支撑板组合体降低高度，最后通过继续缓慢下降相机完成与隔振机构的平稳对接。
本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。
本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域技术人员的公知技术。

Claims (10)

1.一种卫星载荷相机隔振机构行程保护工装，其特征在于，包括：工装底座机构(100)、螺旋升降机构(200)和滑台支撑机构(300)；
滑台支撑机构(300)通过工装底座机构(100)两端的光轴(104)与工装底座机构(100)连接；其中，滑台支撑机构(300)可沿光轴(104)上下移动；
螺旋升降机构(200)安装在工装底座机构(100)上、位于工装底座机构(100)与滑台支撑机构(300)之间；其中，螺旋升降机构(200)的顶面与滑台支撑机构(300)的底面相接触；
螺旋升降机构(200)，用于调整滑台支撑机构(300)在工装底座机构(100)上的高度，以确保滑台支撑机构(300)的上平面与卫星载荷相机隔振机构的上平面之间的距离满足设定距离要求。
2.根据权利要求1所述的卫星载荷相机隔振机构行程保护工装，其特征在于，工装底座机构(100)，包括：工装底座(101)、光轴高度限位螺钉(102)、卧式光轴支座(103)、光轴(104)和工装底座支撑杆(105)；
两个卧式光轴支座(103)分别安装在工装底座(101)的两端；
两个光轴(104)分别通过两个卧式光轴支座(103)竖直安装固定在工装底座(101)的两端；
工装底座(101)的两端侧面分别设置有一限位螺钉孔，两个光轴高度限位螺钉(102)分别安装在两个限位螺钉孔内，用于对两个光轴(104)进行高度限位；
工装底座支撑杆(105)与工装底座(101)对接安装固定。
3.根据权利要求2所述的卫星载荷相机隔振机构行程保护工装，其特征在于，螺旋升降机构(200)，包括：螺旋升降底座支撑板(201)、螺旋升降支座(202)、螺纹轴(203)和扳手螺母(204)；
螺旋升降底座支撑板(201)通过螺钉与工装底座(101)和工装底座支撑杆(105)连接；
螺旋升降支座(202)设置在螺旋升降底座支撑板(201)上；
螺纹轴(203)设置在螺旋升降支座(202)上；
扳手螺母(204)与螺纹轴(203)采用螺纹连接，实现扳手螺母(204)的高度可调。
4.根据权利要求3所述的卫星载荷相机隔振机构行程保护工装，其特征在于，工装底座(101)的前侧面设置有螺钉孔Ⅰ(1011)，工装底座支撑杆(105)的上侧面设置有螺钉孔Ⅱ(1051)；其中，螺旋升降底座支撑板(201)通过螺钉孔Ⅰ(1011)和螺钉孔Ⅱ(1051)分别与工装底座(101)和工装底座支撑杆(105)采用螺钉连接。
5.根据权利要求3所述的卫星载荷相机隔振机构行程保护工装，其特征在于，滑台支撑机构(300)，包括：滑台支撑板(301)、直线轴承(302)、分体式滑台支撑板盖板Ⅰ(303)和分体式滑台支撑板盖板Ⅱ(304)；
两个直线轴承(302)分别设置在滑台支撑板(301)的两端；其中，两个直线轴承(302)分别套装在工装底座机构(100)两端的两个光轴(104)上，以使滑台支撑机构(300)可沿光轴(104)上下移动；
分体式滑台支撑板盖板Ⅰ(303)和分体式滑台支撑板盖板Ⅱ(304)采用分体式对接安装在滑台支撑板(301)的上平面中心位置处。
6.根据权利要求1所述的卫星载荷相机隔振机构行程保护工装，其特征在于，所述设定距离要求为：距离小于5mm。
7.一种卫星载荷相机隔振机构行程保护工装的装配方法，其特征在于，包括：
将工装底座(101)、光轴高度限位螺钉(102)、卧式光轴支座(103)和光轴(104)组装成一个组合体Ⅰ，使卫星载荷相机隔振机构位于组合体Ⅰ的内部中间位置；将工装底座支撑杆(105)通过螺钉连接安装至工装底座(101)上；
将螺旋升降底座支撑板(201)、螺旋升降支座(202)、螺纹轴(203)和扳手螺母(204)组装在一起，得到螺旋升降机构(200)；将螺旋升降机构(200)通过螺旋升降底座支撑板(201)安装至工装底座(101)和工装底座支撑杆(105)上；
拆卸光轴高度限位螺钉(102)，将光轴(104)的高度降至最低，以增加高度方向上的装配空间；
将滑台支撑板(301)和直线轴承(302)组装成一个组合体Ⅱ，通过直线轴承(302)将组合体Ⅱ套装在光轴(104)上；
将两个光轴(104)提高至光轴高度限位螺钉(102)处，并拧紧光轴高度限位螺钉(102)；
将分体式滑台支撑板盖板Ⅰ(303)和分体式滑台支撑板盖板Ⅱ(304)分别安装至滑台支撑板(301)上；
通过扳手螺母(204)调节滑台支撑机构(300)的高度，使滑台支撑机构(300)上平面高于卫星载荷相机隔振机构的顶部支架的上平面5mm。
8.根据权利要求1所述的卫星载荷相机隔振机构行程保护工装的装配方法，其特征在于，将工装底座(101)、光轴高度限位螺钉(102)、卧式光轴支座(103)和光轴(104)组装成一个组合体Ⅰ，包括：
将两个卧式光轴支座(103)分别安装在工装底座(101)的两端；
将两个光轴(104)分别通过两个卧式光轴支座(103)竖直安装固定在工装底座(101)的两端；
将两个光轴高度限位螺钉(102)分别安装在工装底座(101)的两端侧面的两个限位螺钉孔内；
得到组合体Ⅰ。
9.根据权利要求1所述的卫星载荷相机隔振机构行程保护工装的装配方法，其特征在于，将螺旋升降底座支撑板(201)、螺旋升降支座(202)、螺纹轴(203)和扳手螺母(204)组装在一起，得到螺旋升降机构(200)，包括：
将扳手螺母(204)、螺纹轴(203)、螺旋升降支座(202)和螺旋升降底座支撑板(201)由上至下依次安装，得到螺旋升降机构(200)。
10.根据权利要求1所述的卫星载荷相机隔振机构行程保护工装的装配方法，其特征在于，将滑台支撑板(301)和直线轴承(302)组装成一个组合体Ⅱ，包括：
将两个直线轴承(302)分别安装在滑台支撑板(301)的两端，得到组合体Ⅱ。
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