CN111756980A - 一种具有折叠能力的新型卫星遥感相机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有折叠能力的新型卫星遥感相机。该相机中，主反射镜位于主反射镜固定板上，副反射镜位于副反射镜支架上，折叠机构的一端连接主反射镜固定板，另一端连接副反射镜支架；透镜组安装于主反射镜中部，透镜组用于对透射光进行校正，成像电子系统和温度控制系统安装在透镜组后部；透镜组遮光罩包裹于透镜组外侧，柔性主遮光罩包裹于折叠机构外侧，柔性主遮光罩用于在折叠机构展开时形成筒状遮光结构，释放结构安装在主反射镜固定板上，释放结构用于固定和释放折叠机构。本发明能够降低卫星遥感相机的体积和重量，进而降低卫星遥感相机的制造成本。

Description

一种具有折叠能力的新型卫星遥感相机
技术领域
本发明涉及卫星遥感相机设计领域，特别是涉及一种具有折叠能力的新型卫星遥感相机。
背景技术
随着电子信息的进步，卫星普遍正往小型化微型化发展，从之前几吨的卫星发展到相同性能的几十甚至几公斤重量的卫星。然而遥感卫星受限于远距离高分辨率成像要求，光学成像系统体积庞大，因为遥感卫星，尤其是高分辨率遥感卫星，体积和重量居高不下，导致发射成本和卫星制造成本高昂，严重限制商业应用和发展。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有折叠能力的新型卫星遥感相机，能够降低卫星遥感相机的体积和重量，进而降低卫星遥感相机的制造成本。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种具有折叠能力的新型卫星遥感相机，包括：折叠机构、柔性主遮光罩、透镜组、透镜组遮光罩，主反射镜、主反射镜固定板、成像电子系统、温度控制系统、释放机构、副反射镜和副反射镜支架；
所述主反射镜位于所述主反射镜固定板上，所述副反射镜位于所述副反射镜支架上，所述折叠机构的一端连接所述主反射镜固定板，另一端连接所述副反射镜支架；所述透镜组安装于所述主反射镜中部，所述透镜组用于对透射光进行校正，所述成像电子系统和所述温度控制系统安装在所述透镜组后部；所述透镜组遮光罩包裹于所述透镜组外侧，所述柔性主遮光罩包裹于所述折叠机构外侧，所述柔性主遮光罩用于在所述折叠机构展开时形成筒状遮光结构，所述释放结构安装在所述主反射镜固定板上，所述释放结构用于固定和释放所述折叠机构。
可选地，所述折叠机构含有弹性部件，在所述释放机构释放后，所述折叠机构依靠所述弹性部件进行伸展到设定位置并固定住。
可选地，所述柔性主遮光罩通过数个固定点与所述折叠机构进行固定，从而在所述折叠机构在收拢状态时，所述柔性主遮光罩一起折叠收拢，当所述折叠机构在伸展后，所述柔性主遮光罩跟随伸展，形成筒状遮光结构，达到遮挡侧面阳光照射而影响成像质量，同时也避免阳光直接照射在折叠机构上导致受热变形而影响光学结构精度。
可选地，所述成像电子系统包含成像传感器，所述成像传感器采用CMOS光学传感器、CCD光学传感器、长波热红外传感器、中波红外传感器或短波传感器。
可选地，所述释放机构包括释放机械部分和电子控制部分，所述释放机械部分用于在所述折叠机构处于折叠状态时对所述折叠机构进行固定，防止所述折叠机构展开，当所述电子控制部分接收到释放指令，启动释放所述释放机械部分，使所述折叠机构通过所述弹性部件进行展开至设定位置。
可选地，所述主反射镜固定板采用框架结构。
可选地，所述主反射镜采用碳化硅材质。
可选地，所述柔性主遮光罩采用聚酰亚胺薄膜和气凝胶薄膜。
可选地，在所述副反射镜、折叠机构、主反射镜、透镜组遮光罩内侧和成像电子系统上布设温度控制点。
可选地，所述温度控制系统为闭环温度控制系统，所述闭环温度控制系统包含多个温度传感器、加热片和控制模块，所述温度传感器和所述加热片设置在所述温度控制点上，通过所述控制模块，设置各所述温度控制点的温度控制范围，温度过低时通过所述加热片进行加热。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明提供一种具有折叠能力的新型卫星遥感相机，实现了反射式遥感相机副镜的前后伸缩和遮光罩的折叠，在卫星发射入轨进行任务前，相机处于折叠状态，从而缩小卫星体积，减小卫星成本和发射重量，当卫星进入轨道后，相机展开至正常状态，达到常规卫星相机的体积，实现相同的遥感能力。使卫星相机体积在入轨前减小到目前的1/7，并能适配于微纳卫星和立方星，从而极大降低发射成本和卫星制造成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明卫星遥感相机的主遮光罩内部(半展开状态)的结构图；，半展开状态
图2为本发明卫星遥感相机带主遮光罩外部(全展开状态)的结构图；
图3为本发明卫星遥感相机折叠状态的结构图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种具有折叠能力的新型卫星遥感相机，能够降低卫星遥感相机的体积和重量，进而降低卫星遥感相机的制造成本。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1-3所示，一种具有折叠能力的新型卫星遥感相机包括：折叠机构1、柔性主遮光罩2、透镜组3、透镜组遮光罩10、主反射镜4、主反射镜固定板11、成像电子系统5、温度控制系统6、释放机构7、副反射镜9和副反射镜支架12。
主反射镜4位于主反射镜固定板11上，副反射镜9位于副反射镜支架12上，折叠机构1的一端连接主反射镜固定板11，另一端连接副反射镜支架12；透镜组3安装于主反射镜4中部，透镜组3用于对透射光进行校正，成像电子系统5和温度控制系统6安装在透镜组3后部；透镜组遮光罩10包裹于透镜组3外侧，柔性主遮光罩2包裹于折叠机构1外侧，柔性主遮光罩2用于在折叠机构1展开时形成筒状遮光结构，释放结构安装在主反射镜固定板11上，释放结构用于固定和释放折叠机构1。
根据不同的遥感相机口径和焦距，带副镜的折叠结构有多种设计，如下例图仅为其中一种设计。折叠机构1含有弹性部件8，在释放机构释放后，折叠机构1依靠弹性部件8进行伸展到设定位置并固定住。
柔性主遮光罩2通过数个固定点与折叠机构1进行固定，从而在折叠机构1在收拢状态时，柔性主遮光罩2一起折叠收拢，当折叠机构1在伸展后，柔性主遮光罩2跟随伸展，形成筒状遮光结构，达到遮挡侧面阳光照射而影响成像质量，同时也避免阳光直接照射在折叠机构1上导致受热变形而影响光学结构精度。
成像电子系统5包含成像传感器，成像传感器包括但不限于CMOS光学传感器、CCD光学传感器、长波热红外传感器、中波红外传感器或短波传感器。
释放机构7包括释放机械部分和电子控制部分，释放机械部分用于在折叠机构1处于折叠状态时对折叠机构1进行固定，防止折叠机构1展开，当电子控制部分接收到释放指令，启动释放释放机械部分，使折叠机构1通过弹性部件进行展开至设定位置。该释放机构7同时具有折叠机构折叠状态检测功能。
通过中间的折叠机构1，可以将副反射镜9进行折叠收拢至主反射镜4处，从而缩小遥感相机体积。折叠机构1有多种折叠形式。折叠机构1底端通过释放机构7固定在主反射镜固定板11的侧边，释放机构7固定在副反射镜支架12上，使折叠机构1折叠处在收缩状态，如图3。折叠机构1分多种形式，其目的均为将副反射镜9折叠收缩或伸展。
透镜组3由多组透镜成，并在外侧包裹透镜组遮光罩10包裹来支撑并保护透镜组3。透镜组3置于主反射镜4的中间，光线经过透镜组3折射后进入主反射镜4后部中间的成像电子系统5中。
在副反射镜9、折叠机构1、主反射镜4、透镜组遮光罩10内侧、成像电子系统5上布设温度控制点。温度控制系统6为闭环温度控制系统，闭环温度控制系统包含多个温度传感器、加热片和控制模块，温度传感器和加热片设置在温度控制点上，通过控制模块，设置各温度控制点的温度控制范围，温度过低时通过加热片进行加热。
成像电子系统5和温度控制系统6采用一体化设计。
作为一种优选的实施方式，柔性主遮光罩2与折叠机构1通过固定点进行固定，并可随折叠结构进行伸展。
作为一种优选的实施方式，主反射镜固定板11采用框架结构以减轻重量。主反射镜4采用碳化硅材质以减轻重量。柔性主遮光罩2采用聚酰亚胺薄膜和气凝胶薄膜。
本发明提供一种具有折叠能力的新型卫星遥感相机，实现了反射式遥感相机副镜的前后伸缩和遮光罩的折叠，在卫星发射入轨进行任务前，相机处于折叠状态，从而缩小卫星体积，减小卫星成本和发射重量，当卫星进入轨道后，相机展开至正常状态，达到常规卫星相机的体积，实现相同的遥感能力。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的装置及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种具有折叠能力的新型卫星遥感相机，其特征在于，包括：折叠机构、柔性主遮光罩、透镜组、透镜组遮光罩，主反射镜、主反射镜固定板、成像电子系统、温度控制系统、释放机构、副反射镜和副反射镜支架；
所述主反射镜位于所述主反射镜固定板上，所述副反射镜位于所述副反射镜支架上，所述折叠机构的一端连接所述主反射镜固定板，另一端连接所述副反射镜支架；所述透镜组安装于所述主反射镜中部，所述透镜组用于对透射光进行校正，所述成像电子系统和所述温度控制系统安装在所述透镜组后部；所述透镜组遮光罩包裹于所述透镜组外侧，所述柔性主遮光罩包裹于所述折叠机构外侧，所述柔性主遮光罩用于在所述折叠机构展开时形成筒状遮光结构，所述释放结构安装在所述主反射镜固定板上，所述释放结构用于固定和释放所述折叠机构。
2.根据权利要求1所述的具有折叠能力的新型卫星遥感相机，其特征在于，所述折叠机构含有弹性部件，在所述释放机构释放后，所述折叠机构依靠所述弹性部件进行伸展到设定位置并固定住。
3.根据权利要求1所述的具有折叠能力的新型卫星遥感相机，其特征在于，所述柔性主遮光罩通过数个固定点与所述折叠机构进行固定，从而在所述折叠机构在收拢状态时，所述柔性主遮光罩一起折叠收拢，当所述折叠机构在伸展后，所述柔性主遮光罩跟随伸展，形成筒状遮光结构，达到遮挡侧面阳光照射而影响成像质量，同时也避免阳光直接照射在折叠机构上导致受热变形而影响光学结构精度。
4.根据权利要求1所述的具有折叠能力的新型卫星遥感相机，其特征在于，所述成像电子系统包含成像传感器，所述成像传感器采用CMOS光学传感器、CCD光学传感器、长波热红外传感器、中波红外传感器或短波传感器。
5.根据权利要求1所述的具有折叠能力的新型卫星遥感相机，其特征在于，所述释放机构包括释放机械部分和电子控制部分，所述释放机械部分用于在所述折叠机构处于折叠状态时对所述折叠机构进行固定，防止所述折叠机构展开，当所述电子控制部分接收到释放指令，启动释放所述释放机械部分，使所述折叠机构通过所述弹性部件进行展开至设定位置。
6.根据权利要求1所述的具有折叠能力的新型卫星遥感相机，其特征在于，所述主反射镜固定板采用框架结构。
7.根据权利要求1所述的具有折叠能力的新型卫星遥感相机，其特征在于，所述主反射镜采用碳化硅材质。
8.根据权利要求1所述的具有折叠能力的新型卫星遥感相机，其特征在于，所述柔性主遮光罩采用聚酰亚胺薄膜和气凝胶薄膜。
9.根据权利要求1所述的具有折叠能力的新型卫星遥感相机，其特征在于，在所述副反射镜、折叠机构、主反射镜、透镜组遮光罩内侧和成像电子系统上布设温度控制点。
10.根据权利要求9所述的具有折叠能力的新型卫星遥感相机，其特征在于，所述温度控制系统为闭环温度控制系统，所述闭环温度控制系统包含多个温度传感器、加热片和控制模块，所述温度传感器和所述加热片设置在所述温度控制点上，通过所述控制模块，设置各所述温度控制点的温度控制范围，温度过低时通过所述加热片进行加热。
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