[发明专利]一种空间光电敏感器的立方镜快速装调装置及其装调方法

说明书

本发明公开了一种空间光电敏感器的立方镜快速装调装置及其装调方法，包括立方镜、调整座、机壳、螺钉和工装；工装与机壳固定连接，机壳上安装有用于装调立方镜的调整座，机壳上设有用于安装螺钉的螺孔，螺钉穿设在螺孔中并与调整座配合调节立方镜的旋转角度。本发明通过调整座、机壳和锥端紧定螺钉的配合，提高了空间敏感器立方镜坐标系和机械坐标系的校准速度，弥补了传统的空间敏感器立方镜坐标系和机械坐标系校准效率较低的缺陷；通过利用光电自准直仪和平面反射镜测量，实现了同步进行测量和调整，克服了传统的空间敏感器立方镜坐标系和机械坐标系校准精度较差的难题。

技术领域

本发明涉及一种空间光电敏感器的立方镜快速装调装置及其装调方法，属于空间光电敏感器的光机装调和测量技术领域。

背景技术

空间光电敏感器产品，如星敏感器、太阳敏感器等，多用于航天器的姿态测量。产品一般定义三个坐标系，分别是测量坐标系、机械坐标系和立方镜坐标系。在实际应用中，为了将敏感器输出的姿态信息转换至航天器的坐标系下，首先需要建立测量坐标系和立方镜坐标系的转换关系；然后在航天器装配过程中，对敏感器进行精测，即建立航天器坐标系与立方镜坐标系的转换关系；最终得到敏感器测量坐标系和航天器坐标系的转换矩阵。从已公开的文献看，主要研究均集中在立方镜坐标系与测量坐标系，或两立方镜坐标系之间的标定上，如魏新国等在《光学精密工程》(2009，174:849-953)上发表论文《太阳敏感器测量坐标系与立方镜坐标系转换矩阵的标定》，王智等在《光学精密工程》(2012，201:96-101)上发表论文《测绘相机立方镜与星敏立方镜转换矩阵的标定》，对相关方法进行说明。

从工程测量的实施情况看，空间敏感器立方镜坐标系和机械坐标系的校准同样具有重要作用，当两者偏差较大时，将造成整星精测不便，对产品反复拆装调整；另一方面，现有立方镜的装调一般采用辅助工装固定、提高配合面加工精度、修研结构零件等方式，存在改进的必要性和优化空间。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，本发明提供了一种空间光电敏感器的立方镜快速装调装置及其装调方法，通过调整座、机壳和锥端紧定螺钉的配合，提高了空间敏感器立方镜坐标系和机械坐标系的校准速度，弥补了传统的空间敏感器立方镜坐标系和机械坐标系校准效率较低的缺陷；通过利用光电自准直仪和平面反射镜测量，实现了同步进行测量和调整，克服了传统的空间敏感器立方镜坐标系和机械坐标系校准精度较差的难题。

本发明的技术解决方案是：

一种空间光电敏感器的立方镜快速装调装置，包括立方镜、调整座、机壳、螺钉和工装；工装与机壳固定连接，机壳上安装有用于装调立方镜的调整座，机壳上设有用于安装螺钉的螺孔，螺钉穿设在螺孔中并与调整座配合调节立方镜的旋转角度。

在上述的一种空间光电敏感器的立方镜快速装调装置中，所述立方镜胶粘在调整座上。

在上述的一种空间光电敏感器的立方镜快速装调装置中，所述调整座采用圆柱体结构，调整座一端设有用于粘接立方镜的圆槽，圆槽中设有用于注胶的通孔，调整座另一端设有用于配合螺钉的十字形双层棱台，十字形双层棱台顶端至调整座端面采用圆弧过渡，调整座与机壳铰接。

在上述的一种空间光电敏感器的立方镜快速装调装置中，所述机壳采用立方体结构，机壳上设有用于安装调整座的球面槽，球面槽中设有用于注胶的环形槽；机壳与工装连接处设有法兰，法兰上分别设有用于定位的圆孔和腰形孔；

定义：机械坐标系MRF的原点位于圆孔轴线与工装端面的交点，机械坐标系的X_M轴方向由圆孔中心远离腰形孔中心，机械坐标系的Z_M轴垂直于工装端面向上，机械坐标系的Y_M轴由右手法则确定；立方镜坐标系ARF的原点位于立方镜的几何中心，X_A、Y_A、Z_A三轴分别与机械坐标系X_M、Y_M、Z_M三轴指向一致。