[发明专利]空间可伸缩桁架式二元光学相机及其在轨工作方法

权利要求书

1.空间可伸缩桁架式二元光学相机，其特征在于：它包括分块式可展开光学主镜(1)、球铰(2)和支撑臂(3)；

分块式可展开光学主镜(1)包括2N个分块子镜，其中：N为正整数，且N≥3；每个分块子镜包括子块支撑框架(9)、微调器(10)、镜片支撑板(11)和镜片(14)，镜片(14)安装在镜片支撑板(11)上，镜片支撑板(11)通过微调器(10)嵌装入子块支撑框架(9)；相邻两个分块子镜之间安装有弹簧铰链驱动器(12)和锁定器(13)；

支撑臂(3)包括多个架构式可折展单元(4)、拉索(5)、控速索(6)、底座(7)和驱动控制器(8)；架构式可折展单元(4)包括两个三角框架(15)、三个上折叠臂(16)、三个下折叠臂(18)和三个弹簧铰链(17)；上折叠臂(16)和下折叠臂(18)通过弹簧铰链(17)相连接行成三个支撑杆，两个三角框架(15)通过三个支撑杆相连接，两个三角框架(15)平行设置；

架构式可折展单元(4)固定在底座(7)上，驱动控制器(8)安装在底座(7)内；拉索(5)和控速索(6)均安装在每个架构式可折展单元(4)的两个三角框架(15)之间；

分块式可展开光学主镜(1)通过三个球铰(2)安装在支撑臂(3)的顶端；底座(7)通过法兰盘安装在卫星星体上。

2.根据权利要求1所述的空间可伸缩桁架式二元光学相机，其特征在于：两个三角框架(15)还安装有六根斜拉索(19)。

3.基于权利要求1所述空间可伸缩桁架式二元光学相机的在轨工作方法，其特征在于：其在轨工作方法包括四种工作模式，分别为：发射收拢模式、支撑臂展开模式、在轨运行模式和在轨收拢模式；

发射收拢模式：发射状态时，支撑臂(3)和分块式可展开光学主镜(1)均为折叠模式；

支撑臂展开模式：入轨后，驱动控制器(8)驱动电机正转，拉索(5)和控速索(6)释放，支撑臂(3)在弹簧铰链(17)的驱动下展开，展开到位后锁定刚化，将折叠状态的分块式可展开光学主镜(1)送到指定位置；

在轨运行模式：支撑臂(3)展开到位后，锁定器(13)解锁，分块式可展开光学主镜(1)在弹簧铰链驱动器(12)的弹性势能作用下展开，展开到位后，锁定器(13)锁定刚化，支撑臂(3)和分块式可展开光学主镜(1)均为展开模式；

在轨收拢模式：驱动控制器(8)驱动电机反转，拉索(5)拉动支撑臂(3)中第一个架构式可折展单元(4)中弹簧铰链(17)的一对滚轮(20)，产生作用在滚轮(20)的弯矩，并在横杆(22)的弯折作用下使弹簧铰链(17)沿滚轮(20)转动，从而使弹簧铰链(17)弯折解锁，并在控速索(6)的作用下向内侧折叠，第一个架构式可折展单元(4)收拢，其他架构式可折展单元(4)在拉索(5)和控速索(6)的作用下依次收拢，支撑臂(3)收拢完成。

4.根据权利要求3所述的空间可伸缩桁架式二元光学相机的在轨工作方法，其特征在于：所述分块式可展开光学主镜(1)折叠模式为：2N个分块子镜中每一对分块子镜状态相同，均平行紧密贴合，N对分块子镜围成锥形。

5.根据权利要求3所述的空间可伸缩桁架式二元光学相机的在轨工作方法，其特征在于：所述分块式可展开光学主镜(1)的展开模式为：2N个分块子镜围成圆形平面。

6.根据权利要求3所述的空间可伸缩桁架式二元光学相机的在轨工作方法，其特征在于：所述支撑臂(3)折叠模式为：弹簧铰链(17)折叠收拢并锁定，上折叠臂(16)和下折叠臂(18)向内侧折叠收拢，三角框架(15)平行靠拢，在控速索(6)的作用下，支撑臂(3)折叠到最小体积状态。