[发明专利]大型离轴三反空间遥感相机的承力筒式主支撑结构

说明书

大型离轴三反空间遥感相机的承力筒式主支撑结构，涉及空间光学遥感技术领域，解决现有由于光学系统长焦距宽视场的特点造成相机主、三、折叠镜大长宽比，大质量而导致相机镜子组件支撑刚度较低，尺寸包络过大的问题，包括前框架、后框架、主承力筒、桁架杆组件和加强筋组件；主承力筒与前框架以及后框架均采用螺钉连接；桁架杆组件包括两根对称布置的桁架杆，每根桁架杆的上端与前框架定位连接，每根桁架杆的下端与后框架定位连接；加强筋组件下端与主承力筒以及加强筋组件上端与前框架采用钛合金接头连接；本发明的前框架、承力筒、后框架及桁架杆接头均采用平面装配形式，极大降低了装配难度，同时大幅减少了生产周期和制造成本。

技术领域

本发明涉及空间光学遥感技术领域，具体涉及一种大型离轴三反相机的承力筒式主支撑结构。

背景技术

目前，长焦距宽视场的大型离轴三反空间遥感相机要求其主支撑结构质量轻、刚度高、稳定性好。大型离轴三反空间遥感相机多采用桁架杆式的主支撑结构，具有质量重和相机包络尺寸大的弊端，采用承力筒式主支撑结构可以减小相机的包络尺寸同时可以提高相机的轻量化率。承力筒式支撑形式具有包络尺寸小的特点，因此可以采用更小的火箭进行发射，大幅降低发射成本。承力筒式支撑形式的缺点是设计过程困难复杂。但在可预见的将来，承力筒式支撑形式由于其相机包络尺寸小的特点将成为大型离轴三反空间遥感相机主支撑结构的重要发展方面。因此，设计出满足性能要求且便于加工制造的大型离轴三反空间遥感相机的承力筒式主支撑结构，不仅能进一步减轻相机的质量、降低生产成本、缩短研制周期，同时能够弥补国内存在的技术空白，对大型离轴三反空间遥感卫星实现产业化和规模化具有重大推动作用，有利于国内产业转型升级，成为国内外商业卫星市场新的增长点。

在现有技术中，离轴三反空间相机大多采用桁架杆式、框架式和承力筒式主支撑结构。框架式加工难度过大且作为大型空间相机时结构比刚度较小，桁架杆式的尺寸包络过大，装配技术困难，不利于批量化研制。

承力筒式主支撑结构与前后框架都采用平面装配形式，装配工艺简单降低了装配难度，同时采用碳纤维复合材料的主承力筒结构相比于金属合金材料的承力筒具有高比刚度、高比强度以及热膨胀系数可设计的优点，在空间相机的主支撑结构设计中得到广泛应用。

发明内容

本发明为解决现有由于光学系统长焦距宽视场的特点造成相机主、三、折叠镜大长宽比，大质量而导致相机镜子组件支撑刚度较低，尺寸包络过大的问题，提供一种大型离轴三反空间遥感相机的承力筒式主支撑结构。

大型离轴三反空间遥感相机的承力筒式主支撑结构，包括前框架、后框架、主承力筒、桁架杆组件和加强筋组件；

所述主承力筒与前框架以及后框架均采用螺钉连接；桁架杆组件包括两根对称布置的桁架杆，每根桁架杆的上端与前框架定位连接，每根桁架杆的下端与后框架定位连接；加强筋组件下端与主承力筒以及加强筋组件上端与前框架采用钛合金接头连接；

所述前框架包括一体成型的前框架上面板、前框架下面板、前框架洞口框和前框架外框；所述前框架上面板设置次镜安装面和折叠镜安装面；前框架下面板设置桁架杆上接头安装面、加强筋接头安装面和前框架承力筒安装面；

所述后框架包括一体成型的后框架上面板、后框架洞口框、后框架下面板和后框架外框；所述后框架上面板设置桁架杆下接头安装面和后框架承力筒安装面；后框架下面板设置主镜安装面、三镜安装面和支腿安装面；所述主承力筒包括一体成型铸造的筒体、加强方管、光阑、承力筒下安装面以及承力筒上安装面；所述加强方管固定在主承力筒内部两侧。

本发明的有益效果：

本发明承力筒式主支撑结构，采用承力筒式的主支撑结构应用于长焦距、宽视场的大型离轴三反空间相机，采用筒式的主支撑构型极大减小整机包络，大幅降低发射成本。同时主承力筒、桁架杆、加强筋等部件均采用碳纤维复合材料，相比于传统的金属材料可以大幅降低质量，且具有热稳定性好的优点。