用于航天设备上的元件的具有柔性展开臂的支撑装置制造方法及图纸

技术编号:1213127 阅读:197 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术涉及一种装置(D),其用于支撑诸如望远镜之类的航天设备的第一元件(M1)和第二元件(M2)。该装置(D)包括至少两个可展开的柔性臂(O11至O32),其中各个臂都包括第一端(EX1)和第二端(EX2),第一端(EX1)和第二端(EX2)分别固定到第一元件(M1)和第二元件(M2)上,其中各个臂都被设计成具有折叠弯曲的初始位置和展开的最终位置,在上述初始位置和最终位置中,第一元件(M1)分别以第一选定距离和第二选定距离保持远离第二元件(M2),该第二距离大于第一距离。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及运载在卫星上的设备,具体来说,涉及用于支撑这 些设备上的某些元件的装置。其中,"运载在......上的设备"应理解为任何这样的设备其至少部分地固定到至少一个卫星上。特别地,它可以是一种用来执行 太空观测任务并且例如包括一个或多个的太空望远镜的观测仪器, 其可分布在多个卫星上,或者其可以是至少一个雷达天线,或一种 等离子喷射器,甚或一种传感器。此外,"太空观测任务"应理解为包括下述两者从太空中观测 地球的任务和从太空中观测宇宙一部分的任务。
技术介绍
为了执行观测任务, 一些卫星至少包括观测仪器的一部分,例 如一种太空望远镜,诸如Cassegrain、 Gregory、 Korsch、 Ritchey - Chr 6 t ien或Newton等类型。这些望远镜至少包括一种支撑装置,用于保持第一元件以选定 的距离远离第二元件,该第一元件例如一种镜子(可能是主镜(通 常是公知的收集器)),该第二元件例如一种镜子(可能是副镜) 或探测器的一部分,其被安装到成形图像的焦面上。该装置连同被 其支撑的元件一起组成了一种具有设定的几何构造的结构。该结构 的大小使其能够承受由于重力和发射的不同阶段经受的负载(或力) 产生的机械应力,尤其是运载着装有本装置的卫星的火箭起飞时所 经历的负载(或力)而产生的机械应力。一旦任务开始,该结构所必须承受的负载,即使事实上不为零, 但也处于很低的水平。因此在其使用年限期间,该结构被证明是能承受过高负载而设计的,由此导致一种惯量,尤其是一种高于实际 需要的横向惯量。由于该"过高惯量"在轨道上并不能减少,因此限制了望远镜标定点(aim point)的变化速度并因此限制了其获取图 像的时间,尤其是当其被运载在所谓的"轻快的(agile)"卫星上和 /或当需要对"镶嵌图像(mosaic image)"进行编译时(因为仪器的 视场要小于需要观察的视场),这使其处于特别不利的境地。而且,支撑结构的过高设计导致了额外的质量和额外的体积, 这意味着需要使用更大容量的火箭来运载和/或意味着限制了同一 个火箭能发射的卫星的数目。
技术实现思路
因此,本专利技术的一个目的就是要改善这种情况。 为此,本专利技术提出了一种装置,其用于支撑航天设备(例如一种 观测仪器)的第一元件和第二元件,该航天设备运载在至少一个卫 星上,该装置至少包括两个可展开的柔性臂(或简单说,可展开的 臂),每个臂都包括第一端和第二端,第一端和第二端分别固定到 第一元件和第二元件上,且被设计成至少具有一个初始位置(折叠 弯曲)和一个最终位置(展开的),在上述位置中,第一元件分别 以第 一选定距离和第二选定距离保持远离第二元件,其中第二距离 大于第一距离。按照本专利技术的该支撑装置可以具有其他特征,这些特征可以单独 或者结合使用,具体如下-至少三个柔性臂,每个臂都包括第一端和第二端,第一端和第二 端分别固定到第 一元件和第二元件上的不同位置,上述位置的选 择和布置使得各个臂采用各自的初始位置和最终位置,在上述位置中,分别以第一选定距离和第二选定距离来保持第一元件远离 第二元件;>三对臂,当它们处于各自的最终位置时,其中的每一对臂的两个 臂可以组成梯形的两条不平行的边; 这些臂中的每 一 对可以具有相同的长度,则此时相应的梯形(Ti )为等腰梯形; >作为一个备选方案,当三对臂处于各自的最终位置时,其中的每 一对臂的两个臂可以组成三角形的两条边; 这些臂中的每一对可以具有相同的长度,则此时相应的三角形为等腰三角形;-第一框架,第一元件和各个臂的第一端可以固定于其上,使得第 一框架固定到第一元件上;和第二框架,第二元件和各个臂的第 二端可以固定于其上,如此使得第二框架固定到第二元件上;>各个臂的第一端和第二端可通过能够阻止任何程度的运动自由度 的机械连接件和/或固定材料分别固定到第 一框架和第二框架上;>每个臂可以包括第一副臂和第二副臂,该第一副臂包括第一端和 第三端,该第二副臂包括第二端和第四端。在该情况下,可以设 置第三框架,其插入在第一框架和第二框架之间,并且各个第一 副臂的第三端和各个第二副臂的第四端固定于第三框架上; .各个第一副臂的第三端和各个第二副臂的第四端可以通过能够 阻止任何程度的运动自由度的机械连接和/或固定材料分别固定 到第三框架上;-緩冲装置可以用于在各个臂到达它们各自的最终位置时对第二元件的运动进行緩冲; -导向装置可以用于在各个臂从其初始位置(折叠的或盘绕的或巻起的)向它们的最终位置(展开的或解开的或打开的)运动时对第二元件的至少一些运动进行导向,或以其他的形式对展开运动进行动力学上的限制; -运动装置可以用于移动其中至少一个臂的第一端和/或第二端,以控制它的最终位置以及第 一 元件相对于第二元件的位置; -可伸缩的固定装置可以用于在各个臂均静止于它们各自的初始位置时,使第一元件和/或第二元件相对于设备的刚性结构进行固定;-各个柔性臂可以布置成使得当它处于初始位置时,能在至少一个选定的平面上允许至少两个弯曲部; >各个柔性臂例如能够在其处于初始位置时,在同一个平面里允许 至少两个弯曲部;>作为备选方案,各个柔性臂例如能够在其处于初始位置时,在至少两个不同的平面里允许至少两个弯曲部; >各个柔性臂可以由碳纤维制成; -第一元件例如可以是一种镜子,可能是主镜; -第二元件可以是一种副镜或探测器的部分,安装在焦面处。本专利技术同时也提出了 一种观测仪器类型的航天设备,其包括由第 一元件和第二元件构成的至少 一 个组件,该组件由如上文中所述类 型的至少 一个支撑装置所支撑。附图说明通过下面的详细说明和附图,本专利技术的其他特征和优点将会变 得更加明显,其中图1A和1B分别为示意性的(径向)剖视图和俯视图,其图示 了根据本专利技术第一实施例的位于其初始位置(此时各臂都折叠弯曲) 的用于支撑望远镜元件的装置;图2为示意性的侧视图,图示了图1A和图1B所示的第一示例性实施例的位于其最终位置(展开的)的支撑装置;图3为示意性的侧视图,图示了一个"表层蠕动"(reptation) (或"尺蠖"(inchworm))式运动装置的示例性实施例;图4为示意性的透视图,图示了根据本专利技术第二示例性实施例, 位于其最终位置(展开的)的用于支撑望远镜元件的装置;图5为略微有些偏向的示意性俯视图,图示了图4所示第二示 例性实施例的位于其最终位置(展开的)的支撑装置;图6为示意性的局部透视图,图示了将第二镜子固定到第二框 架上的一种方法示例;图7为示意性的侧视图,图示了图4所示第二示例性实施例的 位于其初始位置(此时各臂都折叠弯曲)的支撑装置;图8为示意性的侧视图,图示了图4所示第二示例性实施例的 位于其最终位置(展开的)的支撑装置;图9为示意性的透视图,图示了用于对按照本专利技术的支撑装置 的可展开柔性臂进行固定的 一种方法示例;图IO为示意性的透视图,图示了根据本专利技术第三个实施例的位 于其最终位置(展开的)的用于支撑望远镜元件的装置;和图11为示意性的俯视图,图示了图IO所示第三示例性实施例 的位于其最终位置(展开的)的支撑装置。上述附图不仅可以用于补充本专利技术,根据需要也可以用于解释 本专利技术。具体实施方式本发本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种用于支撑航天设备的第一元件(M1)和第二元件(M2)的装置,其特征在于:所述装置包括至少两个可展开的柔性臂(Oij),各个柔性臂(Oij)包括第一端(EX1)和第二端(EX2),第一端(EX1)和第二端(EX2)分别固定到所述第一元件(M1)和第二元件(M2)上,各个柔性臂(Oij)被设计成至少具有一个折叠弯曲的初始位置和一个展开的最终位置,在所述初始位置和最终位置中,所述第一元件(M1)分别以第一选定距离和第二选定距离保持远离所述第二元件(M2),所述第二选定距离大于第一选定距离。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:J迪皮伊L布朗夏尔F法尔宗
申请(专利权)人:阿尔卡特公司
类型:发明
国别省市:FR[法国]

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