[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

摘要

空间可伸缩桁架式二元光学相机及其在轨工作方法，属于航天中的空间可重复展开领域，本发明为解决现有空间可折展构架式支撑臂的结构复杂、质量大，存在难以重复折展的问题。本发明所述空间可伸缩桁架式二元光学相机的分块式可展开光学主镜通过三个球铰安装在支撑臂上；支撑臂包括多个架构式可折展单元。其在轨工作方法为发射时，支撑臂和分块式可展开光学主镜均为折叠模式，光学相机为发射收拢模式；入轨后，切换到支撑臂展开模式，支撑臂展开；支撑臂展开到位后，切换到在轨运行模式，分块式可展开光学主镜展开；切换到在轨收拢模式时，支撑臂折叠，分块式可展开光学主镜展开。本发明用于大口径空间相机。

主权项

基于空间可伸缩桁架式二元光学相机的在轨工作方法，所述空间可伸缩桁架式二元光学相机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)相连接形成三个支撑杆，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；所述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；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。