CN113794820A - 分离式监测相机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了深空探测技术领域的一种分离式监测相机，包括分离装置、拍摄相机以及探测器，探测器上固定设置第一解锁装置，第二解锁装置与拍摄相机固定设置；第二解锁装置包括充气连接杆和固定板，第一解锁装置另一侧与固定板固定设置，充气连接杆折叠设置在拍摄相机与固定板之间；拍摄相机与探测器第一次分离，第二解锁装置与拍摄相机断开连接，充气连接杆从折叠状态展开，拍摄相机通过展开状态的充气连接杆与固定板保持一定距离固定设置；拍摄相机与探测器第二次分离，第一解锁装置与第二解锁装置断开连接，第二解锁装置连接拍摄相机向远离探测器方向移动。本发明具备二次分离的能力，将拍摄相机从探测器上脱落弹开，并保证后续动作的安全运行。

Description

分离式监测相机

技术领域

本发明涉及深空探测技术领域，具体地，涉及一种分离式监测相机。

背景技术

深空探测是国际航天的前沿热点领域。我国自探月工程、天问一号火星探测任务以来，具备一定深空探测的技术基础。在未来，还规划为了相关的木星等行星探测任务。但是由于地球与各大行星之间距离比较远，而且经常需要通过多次行星借力等方式，导致了飞行到目标行星的时间较长，多达几年以上。因此探测器上的活动部件将在空间中经受到长时间的辐射等环境影响，可能导致其无法在预定时间节点进行展开、分离等动作。为保障探测器的安全飞行，采用监测相机对重点部位进行监测，常规的监测相机只能安装在探测器的固定位置上或者采用一次分离的形式，在分离过程中对探测器的全貌进行成像，分离后的成像姿态无法确定且分离后直接远离探测器，进行拍照后便飞离探测器不再具备应用价值。

经现有技术检索发现，中国发明专利公告号为CN103983252B，公开了一种深空探测两器释放分离监视系统，该系统主要由监视相机A、监视相机B及监视相机C组成；其中，监视相机A安装在着陆器顶板上靠近+Y侧和-Z侧，其俯仰角为15°，偏航角为40°；监视相机B安装在着陆器顶板上靠近+Y侧和+Z侧，其俯仰角为15°，偏航角为40°；监视相机C安装在着陆器+Z侧板，相机俯仰角为-15°，偏航角为0°。该专利技术就存在上述相关问题。

经现有技术检索发现，中国发明专利公告号为CN111071484B，公开了一种基于形状记忆聚合物复合材料的空间展开机构及展开方法，展开机构包括合金底座、45°铰链和杆件系统，杆件系统包括多个180°铰链和多根复合材料空心杆件，相邻的两根所述的复合材料空心杆件之间通过一个180°铰链连接，折叠状态下的空间展开机构的多根复合材料空心杆件从下到上平行设置，45°铰链和多个180°铰链均包括合金转换头和由形状记忆聚合物复合材料制成的片层，由形状记忆聚合物复合材料制成的所述片层的两端各通过一个合金转接头与相应位置处的结构连接。但是上述专利存在以下问题：采用多杆展开后对探测器进行拍照，不具备二次分离的能力。

经现有技术检索发现，中国发明专利公布号为CN111697559A，公开了一种空间可分离供电系统，该供电系统主要由充电电源、供电电源、切换装置、连接器和电源中心组成，充电电源、供电电源、切换装置和连接器位于分离机构内；电源中心位于主体机构中，充电电源与切换装置连接，切换装置和连接器、供电电源连接，连接器和电源中心连接。但是上述专利存在以下问题：该机构不具备二次分离的能力，且采用的形式与本发明具有很大差别。

经现有技术检索发现，中国发明专利公布号为CN104545695B，公开了一种空间可分离供电系统，二级尘气分离结构，该结构包括风罩尘筒与螺旋式尘气分离装置，通过旋风罩实现尘气的第一级分离，旋风罩的内部设置有二级旋风筒及位于筒口的螺旋式尘气分离装置，经第一级分离后的尘气在该螺旋式尘气分离装置的引导下，在二级旋风筒内壁形成向筒底旋转的气流，该气流中的灰尘在离心力带动下下旋至筒底并被收集在二级集尘空间中，旋转气流中的空气被负压抽出，实现第二级尘气分离。但是上述专利存在以下问题：该机构的应用领域、采用的分离方法以及相应的结构都不相同。

在上述背景下，本专利提出了一种分离式监测相机，可通过具备二次分离的能力，能够在近端重点区域进行观察以及还可以在一次分离后对探测器的全貌进行拍摄，同时，在完成长期观测的使命后，为防止伸出的监测相机对探测器对探测器大动作产生姿态干扰，具备第二次分离的能力，将监测相机从探测器上脱落弹开，保证后续动作的安全运行。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种分离式监测相机。

根据本发明提供的一种分离式监测相机，包括分离装置、拍摄相机以及探测器，所述分离装置包括第一解锁装置和第二解锁装置，所述第一解锁装置固定设置在所述探测器上，所述第二解锁装置与所述拍摄相机固定设置；

所述第二解锁装置包括充气连接杆和固定板，所述第一解锁装置另一侧与所述固定板固定设置，所述充气连接杆折叠设置在所述拍摄相机与所述固定板之间；

所述拍摄相机与所述探测器第一次分离时，所述第二解锁装置与所述拍摄相机断开连接，所述充气连接杆从折叠状态展开，所述拍摄相机通过展开状态的所述充气连接杆与所述固定板保持一定距离固定设置；

所述拍摄相机与所述探测器第二次分离时，所述第一解锁装置与所述第二解锁装置断开连接，所述第二解锁装置连接所述拍摄相机向远离所述探测器的方向移动。

一些实施方式中，所述第一解锁装置包括第一拔销器和第一分离推杆，所述第一分离推杆的一端固定设置在所述探测器上，所述第一分离推杆的另一端连接设置在所述固定板上，所述第一拔销器固定设置在所述第一分离推杆两侧，所述第一拔销器固定设置在所述探测器上。

一些实施方式中，所述第二解锁装置包括第二拔销器和第二分离推杆，所述第二分离推杆的一端固定设置在所述固定板上，所述第二分离推杆的另一端与所述拍摄相机连接设置，所述第二拔销器固定设置在所述第二分离推杆两侧，所述第二拔销器固定设置在所述固定板上。

一些实施方式中，所述充气连接杆的一端与所述固定板固定连接，所述充气连接杆的另一端与所述拍摄相机连接设置，所述充气连接杆与所述固定板连接的一端设有第一储存盒，所述充气连接杆与所述拍摄相机连接的一端设有第二储存盒。

一些实施方式中，所述第一拔销器上固定设置有螺栓件，所述螺栓件另一端连接设置在所述固定板上，所述第一分离装置内设有弹性件，所述弹性件的端部对应所述固定板设置。

一些实施方式中，所述第二拔销器上固定设置有螺栓件，所述螺栓件另一端连接设置在所述拍摄相机上，所述第二分离装置采用与所述第一分离装置相同的结构设置，所述第二分离装置内设有弹性件，所述弹性件的端部对应所述拍摄相机设置。

一些实施方式中，所述充气连接杆采用柔性覆盖膜作为外表面，所述第一储存盒内存储设置过氧化氢液体，所述第二储存盒内存储设置二氧化锰。

一些实施方式中，所述拍摄相机两侧设有摄像头，所述摄像头朝向所述探测器与所述拍摄相机角度呈30°设置。

一些实施方式中，所述螺栓件采用爆炸螺栓。

一些实施方式中，所述拍摄相机与所述探测器第一次分离前，所述拍摄相机与第二拔销器通过螺栓件固定设置，所述第二分离推杆内的弹性件处于收缩状态；

所述螺栓件断开与所述拍摄相机的连接，所述第二分离推杆上的弹性件将所述拍摄相机向外推，所述充气连接杆从折叠状态展开，所述充气连接杆端部第一储存盒中的过氧化氢液体与所述充气连接杆另一端第二储存盒中的二氧化锰相混合，产生大量气体使得充气连接杆具备一定刚性，使得所述拍摄相机通过展开状态的所述充气连接杆与所述固定板保持一定距离固定设置，所述拍摄相机对所述探测器进行拍摄任务；

所述拍摄相机与所述探测器第二次分离前，所述螺栓件将所述固定板与所述第一拔销器固定设置，所述第一分离推杆上的弹性件处于收缩状态；

所述拍摄相机完成对所述探测器的拍摄任务后，所述拍摄相机通过无线热点器将采集所述探测器发出的信号以及将拍摄的图像发送所述探测器，所述拍摄相机通过所述螺栓件断开与所述固定板的连接，所述第一分离推杆内的弹簧将第二解锁装置和所述拍摄相机抛出，实现全分离。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明通过设置第一解锁装置和第二解锁装置，从而具备二次分离的能力，能够在近端重点区域进行观察并在一次分离后对探测器的全貌进行拍摄，在完成长期观测的使命后，为防止伸出的拍摄相机对探测器大动作产生姿态干扰，具备第二次分离的能力，将拍摄相机从探测器上脱落弹开，保证后续动作的安全运行；

2、本发明通过在拍摄相机和固定板之间设置第二解锁装置，并在第二解锁装置中两端分别设置第一储存盒和第二储存盒，在第一储存盒内存储设置过氧化氢液体，第二储存盒内存储设置二氧化锰，在拍摄相机被推开的过程中，过氧化氢液体与二氧化锰发生混合反应迅速生成气体，使得充气连接杆具备一定的刚性来支撑相机，使得拍摄相机能够远距离对探测器进行拍摄。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明分离式监测相机的收拢状态图；

图2为本发明分离装置的局部放大图；

图3为本发明分离式监测相机的结构示意图；

图4为本发明分离式监测相机充气连接杆的局部放大图；

图5为本发明第一分离推杆的结构示意图；

图6为本发明第一解锁装置的结构示意图；

图7为本发明分离式监测相机的一次分离状态图；

图8为本发明分离式监测相机的二次分离状态图。

附图标记：

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

如图1所示为分离式监测相机的收拢状态图，如图2所示为分离装置的局部放大图，如图3所示为分离式监测相机的结构示意图，如图4所示为分离式监测相机充气连接杆的局部放大图，包括分离装置1、拍摄相机2以及探测器3，拍摄相机2两侧设有摄像头11，摄像头11朝向探测器3与拍摄相机2角度呈30°设置。

分离装置1包括第一解锁装置4和第二解锁装置5，第一解锁装置4固定设置在探测器3上，第二解锁装置5与拍摄相机2固定设置。第二解锁装置5包括充气连接杆53和固定板54，第一解锁装置4另一侧与固定板54固定设置，充气连接杆53折叠设置在拍摄相机2与固定板54之间。

拍摄相机2与探测器3第一次分离时，第二解锁装置5与拍摄相机2断开连接，充气连接杆53从折叠状态展开，拍摄相机2通过展开状态的充气连接杆53与固定板54保持一定距离固定设置。拍摄相机2与探测器3第二次分离时，第一解锁装置4与第二解锁装置5断开连接，第二解锁装置5连接拍摄相机2向远离探测器3的方向移动。

如图6所示为第一解锁装置的结构示意图，第一解锁装置4包括第一拔销器41和第一分离推杆42，如图5所示为第一分离推杆的结构示意图，第一分离推杆42的一端固定设置在探测器3上，第一分离推杆42的另一端连接设置在固定板54上，第一拔销器41固定设置在第一分离推杆42两侧，第一拔销器41固定设置在探测器3上。

第二解锁装置5包括第二拔销器51和第二分离推杆52，第二分离推杆52的一端固定设置在固定板54上，第二分离推杆52的另一端与拍摄相机2连接设置，第二拔销器51固定设置在第二分离推杆52两侧，第二拔销器51固定设置在固定板54上。

充气连接杆53的一端与固定板54固定连接，充气连接杆53的另一端与拍摄相机2连接设置，充气连接杆53与固定板54连接的一端设有第一储存盒531，充气连接杆53与拍摄相机2连接的一端设有第二储存盒532。充气连接杆53采用柔性覆盖膜作为外表面，第一储存盒531内存储设置过氧化氢液体，第二储存盒532内存储设置二氧化锰。

第一拔销器41上固定设置有螺栓件6，螺栓件6另一端连接设置在固定板54上，第一分离装置1内设有弹性件7，弹性件7的端部对应固定板54设置。第二拔销器51上固定设置有螺栓件6，螺栓件6另一端连接设置在拍摄相机2上，第二分离装置1采用与第一分离装置1相同的结构设置，第二分离装置1内设有弹性件7，弹性件7的端部对应拍摄相机2设置。在本实施例中，螺栓件6采用爆炸螺栓。

工作原理：如图7所示为分离式监测相机的一次分离状态图，如图8所示为分离式监测相机的二次分离状态图，拍摄相机2与探测器3第一次分离前，拍摄相机2与第二拔销器51通过螺栓件6固定设置，第二分离推杆52内的弹性件7处于收缩状态。螺栓件6断开与拍摄相机2的连接，第二分离推杆52上的弹性件7将拍摄相机2向外推，充气连接杆53从折叠状态展开，充气连接杆53端部第一储存盒531中的过氧化氢液体与充气连接杆53另一端第二储存盒532中的二氧化锰相混合，产生大量气体使得充气连接杆53具备一定刚性，使得拍摄相机2通过展开状态的充气连接杆53与固定板54保持一定距离固定设置，拍摄相机2对探测器3进行拍摄任务；

拍摄相机2与探测器3第二次分离前，螺栓件6将固定板54与第一拔销器41固定设置，第一分离推杆42上的弹性件7处于收缩状态。拍摄相机2完成对探测器3的拍摄任务后，拍摄相机2通过无线热点器将采集探测器3发出的信号以及将拍摄的图像发送探测器3，拍摄相机2通过螺栓件6断开与固定板54的连接，第一分离推杆42内的弹簧将第二解锁装置5和拍摄相机2抛出，实现全分离。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种分离式监测相机，其特征在于，包括分离装置(1)、拍摄相机(2)以及探测器(3)，所述分离装置(1)包括第一解锁装置(4)和第二解锁装置(5)，所述第一解锁装置(4)固定设置在所述探测器(3)上，所述第二解锁装置(5)与所述拍摄相机(2)固定设置；

所述第二解锁装置(5)包括充气连接杆(53)和固定板(54)，所述第一解锁装置(4)另一侧与所述固定板(54)固定设置，所述充气连接杆(53)折叠设置在所述拍摄相机(2)与所述固定板(54)之间；

所述拍摄相机(2)与所述探测器(3)第一次分离时，所述第二解锁装置(5)与所述拍摄相机(2)断开连接，所述充气连接杆(53)从折叠状态展开，所述拍摄相机(2)通过展开状态的所述充气连接杆(53)与所述固定板(54)保持一定距离固定设置；

所述拍摄相机(2)与所述探测器(3)第二次分离时，所述第一解锁装置(4)与所述第二解锁装置(5)断开连接，所述第二解锁装置(5)连接所述拍摄相机(2)向远离所述探测器(3)的方向移动。

2.根据权利要求1所述的分离式监测相机，其特征在于，所述第一解锁装置(4)包括第一拔销器(41)和第一分离推杆(42)，所述第一分离推杆(42)的一端固定设置在所述探测器(3)上，所述第一分离推杆(42)的另一端连接设置在所述固定板(54)上，所述第一拔销器(41)固定设置在所述第一分离推杆(42)两侧，所述第一拔销器(41)固定设置在所述探测器(3)上。

3.根据权利要求2所述的分离式监测相机，其特征在于，所述第二解锁装置(5)包括第二拔销器(51)和第二分离推杆(52)，所述第二分离推杆(52)的一端固定设置在所述固定板(54)上，所述第二分离推杆(52)的另一端与所述拍摄相机(2)连接设置，所述第二拔销器(51)固定设置在所述第二分离推杆(52)两侧，所述第二拔销器(51)固定设置在所述固定板(54)上。

4.根据权利要求1所述的分离式监测相机，其特征在于，所述充气连接杆(53)的一端与所述固定板(54)固定连接，所述充气连接杆(53)的另一端与所述拍摄相机(2)连接设置，所述充气连接杆(53)与所述固定板(54)连接的一端设有第一储存盒(531)，所述充气连接杆(53)与所述拍摄相机(2)连接的一端设有第二储存盒(532)。

5.根据权利要求3所述的分离式监测相机，其特征在于，所述第一拔销器(41)上固定设置有螺栓件(6)，所述螺栓件(6)另一端连接设置在所述固定板(54)上，所述第一分离装置(1)内设有弹性件(7)，所述弹性件(7)的端部对应所述固定板(54)设置。

6.根据权利要求5所述的分离式监测相机，其特征在于，所述第二拔销器(51)上固定设置有螺栓件(6)，所述螺栓件(6)另一端连接设置在所述拍摄相机(2)上，所述第二分离装置(1)采用与所述第一分离装置(1)相同的结构设置，所述第二分离装置(1)内设有弹性件(7)，所述弹性件(7)的端部对应所述拍摄相机(2)设置。

7.根据权利要求4所述的分离式监测相机，其特征在于，所述充气连接杆(53)采用柔性覆盖膜作为外表面，所述第一储存盒(531)内存储设置过氧化氢液体，所述第二储存盒(532)内存储设置二氧化锰。

8.根据权利要求1所述的分离式监测相机，其特征在于，所述拍摄相机(2)两侧设有摄像头(11)，所述摄像头(11)朝向所述探测器(3)与所述拍摄相机(2)角度呈30°设置。

9.根据权利要求1所述的分离式监测相机，其特征在于，所述螺栓件(6)采用爆炸螺栓。

10.根据权利要求1所述的分离式监测相机，其特征在于，所述拍摄相机(2)与所述探测器(3)第一次分离前，所述拍摄相机(2)与第二拔销器(51)通过螺栓件(6)固定设置，所述第二分离推杆(52)内的弹性件(7)处于收缩状态；

所述螺栓件(6)断开与所述拍摄相机(2)的连接，所述第二分离推杆(52)上的弹性件(7)将所述拍摄相机(2)向外推，所述充气连接杆(53)从折叠状态展开，所述充气连接杆(53)端部第一储存盒(531)中的过氧化氢液体与所述充气连接杆(53)另一端第二储存盒(532)中的二氧化锰相混合，产生大量气体使得充气连接杆(53)具备一定刚性，使得所述拍摄相机(2)通过展开状态的所述充气连接杆(53)与所述固定板(54)保持一定距离固定设置，所述拍摄相机(2)对所述探测器(3)进行拍摄任务；

所述拍摄相机(2)与所述探测器(3)第二次分离前，所述螺栓件(6)将所述固定板(54)与所述第一拔销器(41)固定设置，所述第一分离推杆(42)上的弹性件(7)处于收缩状态；

所述拍摄相机(2)完成对所述探测器(3)的拍摄任务后，所述拍摄相机(2)通过无线热点器将采集所述探测器(3)发出的信号以及将拍摄的图像发送所述探测器(3)，所述拍摄相机(2)通过所述螺栓件(6)断开与所述固定板(54)的连接，所述第一分离推杆(42)内的弹簧将第二解锁装置(5)和所述拍摄相机(2)抛出，实现全分离。

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