CN114415446A - 一种带多层光栅的大收纳比可折展薄膜遮光罩 - Google Patents

一种带多层光栅的大收纳比可折展薄膜遮光罩 Download PDF

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李劲东
林秋红
白江波
刘天伟
卜广宇
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Beihang University
Beijing Institute of Spacecraft System Engineering
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Beihang University
Beijing Institute of Spacecraft System Engineering
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    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B11/00—Filters or other obturators specially adapted for photographic purposes
    • G03B11/04—Hoods or caps for eliminating unwanted light from lenses, viewfinders or focusing aids
    • G03B11/045—Lens hoods or shields

Abstract

本发明提供一种带多层光栅的大收纳比可折展薄膜遮光罩，由弹簧、圆环形光栅板和薄膜构成。使用m个弹簧通过机械铰链或者胶接方式将在空间中同轴的n个圆环形光栅板连接形成薄膜支撑架，薄膜通过机械铰链或者胶接环设在薄膜支撑架外周，薄膜支撑架对薄膜起支撑作用。在本发明的带多层光栅的大收纳比可折展薄膜遮光罩两端沿着轴向施加压缩载荷，实现薄膜遮光罩折叠功能，撤去外部压缩载荷，利用弹簧储存的应变能迅速恢复至初始构型，实现薄膜遮光罩展开功能。本发明结构简单、成本低、质量小、刚度大、可靠性高，综合性能优异，因此，本发明有非常好的工程应用价值。

Description

一种带多层光栅的大收纳比可折展薄膜遮光罩
技术领域
本发明提供一种带多层光栅的大收纳比可折展薄膜遮光罩，属于载人航天领域。
背景技术
空间光学相机需要遮光罩来实现相机温度控制和杂散光的抑制的功能。遮光罩能隔绝空间光学相机在观测时接收到的大密度热流，保持空间光学相机结构的热稳定性，同时利用表面材料特性，最大限度地吸收进入遮光罩内部的杂散光，保证较高的成像信噪比，对光学系统提高成像对比度、改善成像质量具有重要意义。目前，常规的遮光罩采取固定式结构，不能折叠压缩，造成遮光罩体积大，重量大等问题，因此，可展开式遮光罩具有良好的应用前景。现有的可展开式遮光罩技术主要包括机构展开式和充气展开式。机构展开式遮光罩一般采用机械铰链作为展开单元，使用电机提供驱动力，但驱动机构的展开单元多，可靠性低，容易出现故障，需要外部提供展开驱动力。充气展开式遮光罩以充气作为展开动力，对遮光罩的展开单元充气，充气展开式遮光罩质量轻、压缩比高，但充气展开式展开精度较低，展开时需要高压气源提供驱动力，必须配套控制阀门等装置，增加了系统的复杂程度。已有遮光罩的解决方案，难以实现结构简单且小型化。因此，本发明提供一种带多层光栅的大收纳比可折展薄膜遮光罩，具有结构简单、质量小、成本低、刚度大、可靠性高等优点，且便于实施。
发明内容
1、目的：本发明的目的在于提供一种带多层光栅的大收纳比可折展薄膜遮光罩，以解决现有的遮光罩存在体积大、重量大、结构复杂且精度较低等问题。
2、技术方案：本发明一种带多层光栅的大收纳比可折展薄膜遮光罩，由弹簧、圆环形光栅板和薄膜构成。弹簧具有大变形能力，在弹簧两端施加压缩载荷时，弹簧将发生大变形，储存应变能。圆环形光栅板具有抑制空间杂散光的作用，圆环形光栅板进行内圈倒角处理，可以根据需要调整倒角的角度。将m个弹簧以同轴的方式摆放，并且保证m个弹簧的一端的端点都处于同一水平面内。使用m个弹簧通过机械铰链或者胶接方式将在空间中同轴的n个圆环形光栅板连接形成薄膜支撑架。设置m≥2并且n≥2，以便弹簧和圆环形光栅板连接形成的薄膜支撑架具有稳定的结构。薄膜支撑架具有大变形能力，当在薄膜支撑架两端施加压缩载荷时，薄膜支撑架将发生大变形，弹簧储存应变能。薄膜通过机械铰链或者胶接方式环设在薄膜支撑架外周，薄膜支撑架对薄膜起支撑作用。薄膜不透光，具有优异的力学性能、热稳定性以及透波功能。在本发明的带多层光栅的大收纳比可折展薄膜遮光罩两端沿着轴向施加压缩载荷，实现薄膜遮光罩折叠功能，撤去外部压缩载荷，利用弹簧储存的应变能迅速恢复至初始构型，实现薄膜遮光罩展开功能。
附图说明
图1是弹簧的示意图。
图2是压缩状态下弹簧的示意图。
图3是圆环形光栅板的示意图。
图4是m个弹簧以共轴方式摆放示意图。
图5是弹簧和圆环形光栅板连接形成的薄膜支撑架示意图。
图6是压缩状态下弹簧和圆环形光栅板连接形成的薄膜支撑架示意图。
图7是带多层光栅的大收纳比可折展薄膜遮光罩示意图。
图1中：1.弹簧。
图2中：F为压缩载荷。
图3中：2.圆环形光栅板，3.内圈倒角。
图5中：4.弹簧与圆环形光栅板连接点。
图7中：5.薄膜。
具体实施方式
下面结合附图和实施实例对本发明做出进一步的说明。
本发明一种带多层光栅的大收纳比可折展薄膜遮光罩，由弹簧1、圆环形光栅板2和薄膜5构成。弹簧1具有大变形能力，在弹簧1两端施加压缩载荷时，弹簧1将发生大变形，储存应变能(如图1和图2所示)。圆环形光栅板2具有抑制空间杂散光的作用，圆环形光栅板2进行内圈倒角3处理(如图3所示)，可以根据需要调整倒角的角度。将m个弹簧1以同轴的方式摆放，并且保证m个弹簧1的一端的端点都处于同一水平面内(如图4所示)。使用m个弹簧1通过机械铰链或者胶接方式将在空间中同轴的n个圆环形光栅板2连接形成薄膜支撑架(如图5所示)。设置m≥2并且n≥2，以便弹簧1和圆环形光栅2板连接形成的薄膜支撑架具有稳定的结构。薄膜支撑架具有大变形能力，当在薄膜支撑架两端施加压缩载荷时，薄膜支撑架将发生大变形，弹簧1储存应变能(如图6所示)。薄膜5通过机械铰链或者胶接方式环设在薄膜支撑架外周，薄膜支撑架对薄膜5起支撑作用(如图7所示)。薄膜5不透光，具有优异的力学性能、热稳定性以及透波功能。在本发明的带多层光栅的大收纳比可折展薄膜遮光罩两端沿着轴向施加压缩载荷，实现薄膜遮光罩折叠功能，撤去外部压缩载荷，利用弹簧储存的应变能迅速恢复至初始构型，实现薄膜遮光罩展开功能。

Claims (1)

1.一种带多层光栅的大收纳比可折展薄膜遮光罩，其特征在于：由弹簧、圆环形光栅板和薄膜构成；弹簧具有大变形能力，在弹簧两端施加压缩载荷时，弹簧将发生大变形，储存应变能；圆环形光栅板具有抑制空间杂散光的作用，圆环形光栅板进行内圈倒角处理，可以根据需要调整倒角的角度；将m个弹簧以同轴的方式摆放，并且保证m个弹簧的一端的端点都处于同一水平面内；使用m个弹簧通过机械铰链或者胶接方式将在空间中同轴的n个圆环形光栅板连接形成薄膜支撑架；设置m≥2并且n≥2，以便弹簧和圆环形光栅板连接形成的薄膜支撑架具有稳定的结构；薄膜支撑架具有大变形能力，当在薄膜支撑架两端施加压缩载荷时，薄膜支撑架将发生大变形，弹簧储存应变能；薄膜通过机械铰链或者胶接方式环设在薄膜支撑架外周，薄膜支撑架对薄膜起支撑作用；薄膜不透光，具有优异的力学性能、热稳定性以及透波功能；在本发明的带多层光栅的大收纳比可折展薄膜遮光罩两端沿着轴向施加压缩载荷，实现薄膜遮光罩折叠功能，撤去外部压缩载荷，利用弹簧储存的应变能迅速恢复至初始构型，实现薄膜遮光罩展开功能。
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