用于光学遥感仪器的扫描机构制造技术

本专利公开了一种用于光学遥感仪器的扫描机构。包括扫描镜组件、扫描机构支架、驱动轴组件、游动轴组件、薄膜支撑、支架挡光罩、轴挡光罩和锁定器保护罩；所述的扫描镜组件包括扫描镜、胶接衬套、柔性支撑及扫描镜支架；所述的游动轴组件包括游动半轴、成对角接触球轴承、轴承座、转接法兰、电磁锁定器、轴承锁紧螺母和迷宫密封圈；所述的驱动轴组件包括驱动半轴、成对角接触球轴承、轴承座、驱动电机、电机外壳、磁屏蔽罩、圆感应同步器、同步器保护罩、轴承锁紧螺母和迷宫密封圈。本专利的优点在于：扫描速率快、效率高；扫描探测视场大；扫描精度高；温度适应性好；结构简单，采用直接驱动，避免使用结构复杂的减速机构，提高了可靠性。

Scanning mechanism for optical remote sensing instruments

This patent discloses a scanning mechanism for optical remote sensing instruments. Including the scanning mirror assembly, scanning mechanism frame and a driving shaft assembly, winding shaft assembly, brace retaining film mask, mask and axle gear lock protection cover; scanning mirror assembly comprises a scanning mirror, adhesive lining, flexible support and scanning mirror bracket; moving shaft assembly comprises a floating axle shaft and the angular contact ball bearing, bearing seat, connecting flange, electromagnetic lock, Zhou Chengsuo nut and labyrinth seal ring; the drive shaft assembly comprises a drive axle and angular contact ball bearing, a bearing seat, a driving motor, motor shell, magnetic shield, inductosyn, synchronizer protective cover bearing lock nut and labyrinth seal. The advantage of the patent is that the scanning speed is fast and the efficiency is high. The scanning and detecting field is large, the scanning accuracy is high, the temperature adaptability is good, the structure is simple, and the direct drive is adopted to avoid using the complex structure of the decelerating mechanism, which improves the reliability.

【技术实现步骤摘要】
用于光学遥感仪器的扫描机构
本专利涉及航空航天光学遥感仪器的运动机构
，特别是涉及一种用于光学遥感仪器的扫描机构。
技术介绍
随着航天业发展，空间光学遥感仪器的扫描机构由于可以扩大观测视场，应用越来越广泛。现有的扫描机构采用面阵探测器加双轴扫描方式，其扫描周期长、探测效率不高。风云二号气象卫星对地每60分钟成像一次，新一代的风云四号气象卫星也需要15分钟成像一次。风云二号扫描辐射计的扫描机构有一套减速机构，其结构复杂，装配难度较大。专利号申请公布号CN103592760A提出“一种大视场高精度光学扫描机构”，根据其权利要求书第3和4节描述可知：其结构中设计了齿轮减速机构，减速器的总减速比为40:1，增加了加工及装配难度。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的不足，本专利提供了一种用于光学遥感仪器的扫描机构，可实现对地快速扫描成像。一种用于光学遥感仪器的扫描机构，本专利所采用的技术方案是：该扫描机构包括扫描镜组件2、扫描机构支架4、驱动轴组件3、游动轴组件1、薄膜支撑5、支架挡光罩6、轴挡光罩7和锁定器保护罩8；所述的扫描镜组件2包括扫描镜21、胶接衬套22、柔性支撑23及扫描镜支架24，扫描镜21支撑方式采用背部支撑，扫描镜21与胶接衬套22通过光学胶粘接，柔性支撑23通过螺钉与胶接衬套22连接，扫描镜支架24通过螺钉与柔性支撑23连接；所述的游动轴组件1包括游动半轴11、成对角接触球轴承13、轴承座12、转接法兰14、电磁锁定器15、轴承锁紧螺母16和迷宫密封圈17，迷宫密封圈17分别安装的成对角接触球轴承13的两端，并用轴承锁紧螺母16锁紧来实现轴承预紧；所述的驱动轴组件3包括驱动半轴36、成对角接触球轴承13、轴承座12、驱动电机35、电机外壳34、磁屏蔽罩33、圆感应同步器32、同步器保护罩31、轴承锁紧螺母16和迷宫密封圈17，迷宫密封圈17分别安装的成对角接触球轴承13的两端，并用轴承锁紧螺母16锁紧来实现轴承预紧；所述的支架挡光罩6为铝合金制成，其外表面喷白漆内表面镀金，与扫描机构支架4隔热安装；所述的轴挡光罩7为铝合金制成，表面镀金，与扫描镜支架24隔热安装；所述的扫描镜21采用碳化硅材料；所述的胶接衬套22采用线胀系数与碳化硅匹配的殷钢材料；所述的磁屏蔽罩33采用纯铁或软磁合金；所述的扫描机构支架4和扫描镜支架24均采用碳纤维复合材料制成；所述的驱动电机35为直流无刷力矩电机；所述的驱动轴组件3的轴承座12通过M5螺钉与扫描机构支架4固定连接；所述的游动轴组件1的轴承座12先通过M5螺钉与薄膜支撑5内侧连接，然后薄膜支撑5的外侧再通过M5螺钉与扫描机构支架4固定连接；所述的扫描镜支架24的两端通过M5螺钉分别与驱动半轴36和游动半轴11连接构成旋转轴，并通过轴承实现转动带动负载扫描镜21旋转扫描；所述的扫描机构支架4安装有机械限位，游动轴组件1安装有电气限位。所述的驱动半轴36和游动半轴11的中空内孔贴加热片，实施主动温控。本专利的有益效果是：1、扫描速率快、效率高，可实现快速扫描成像；2、扫描视场大，扫描镜口径可做大，实现大视场扫描；3、扫描精度高，采用直接驱动方式扫描精度可优于1角秒；4、温度适应性好，轴系被挡光罩遮挡，避免太阳光直射，且中空轴内孔贴加热片实施主动温控，使轴系处于良好的温度场；5、结构简单，采用直接驱动，避免使用结构复杂的谐波减速器或者齿轮减速机构，提高了可靠性。附图说明图1为扫描机构结构图；图中，1是游动轴组件，2是扫描镜组件，3是驱动轴组件，4是扫描机构支架，5是薄膜支撑，6是支架挡光罩，7是轴挡光罩；图2为扫描机构的剖视图；图中，21是扫描镜，22是胶接衬套，23是柔性支撑，24是扫描镜支架；图3是游动轴组件图；其中，11是游动半轴，12是轴承座，13是成对角接触球轴承，14是转接法兰，15是电磁锁定器，16是轴承锁紧螺母，17是迷宫密封圈；图4为驱动轴组件图；其中，31是同步器保护罩，32是圆感应同步器，33是磁屏蔽罩，34是电机外壳，35是驱动电机，12是轴承座，13是成对角接触球轴承，36是驱动半轴，16是轴承锁紧螺母，17是迷宫密封圈。具体实施方式下面结合附图对本专利的实施例作详细说明，本实施例在以本专利技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利的保护范围不限于下述的实施例。如图1所示，本实施例的扫描机构整体结构由扫描镜组件2、扫描机构支架4、驱动轴组件3、游动轴组件1、薄膜支撑5、支架挡光罩6、轴挡光罩7和锁定器保护罩8组成；如图2所示，所述的扫描镜组件2包括扫描镜21、胶接衬套22、柔性支撑23及扫描镜支架24，扫描镜21支撑方式采用背部支撑，扫描镜21与胶接衬套22通过光学胶粘接，柔性支撑23通过螺钉与胶接衬套22连接，扫描镜支架24通过螺钉与柔性支撑23连接；如图3所示，所述的游动轴组件1包括游动半轴11、成对角接触球轴承13、轴承座12、转接法兰14、电磁锁定器15、轴承锁紧螺母16和迷宫密封圈17，迷宫密封圈17分别安装的成对角接触球轴承13的两端，并用轴承锁紧螺母16锁紧来实现轴承预紧；如图4所示，所述的驱动轴组件3包括驱动半轴36、成对角接触球轴承13、轴承座12、驱动电机35、电机外壳34、磁屏蔽罩33、圆感应同步器32、同步器保护罩31、轴承锁紧螺母16和迷宫密封圈17，迷宫密封圈17分别安装的成对角接触球轴承13的两端，并用轴承锁紧螺母16锁紧来实现轴承预紧；所述的驱动轴组件3的轴承座12通过M5螺钉与扫描机构支架4固定连接；所述的游动轴组件1的轴承座12先通过M5螺钉与薄膜支撑5内侧连接，然后薄膜支撑5的外侧再通过M5螺钉与扫描机构支架4固定连接；所述的扫描镜支架24的两端通过M5螺钉分别与驱动半轴36和游动半轴11连接构成旋转轴，并通过轴承实现转动带动负载扫描镜21旋转扫描。根据本专利制作的扫描机构通过了随卫星总体的力学试验、热真空试验等环境试验的考核，性能满足要求。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于光学遥感仪器的扫描机构，包括扫描镜组件(2)、扫描机构支架(4)、驱动轴组件(3)、游动轴组件(1)、薄膜支撑(5)、支架挡光罩(6)、轴挡光罩(7)和锁定器保护罩(8)，其特征在于：所述的扫描镜组件(2)包括扫描镜(21)、胶接衬套(22)、柔性支撑(23)及扫描镜支架(24)，扫描镜(21)支撑方式采用背部支撑，扫描镜(21)与胶接衬套(22)通过光学胶粘接，柔性支撑(23)通过螺钉与胶接衬套(22)连接，扫描镜支架(24)通过螺钉与柔性支撑(23)连接；所述的游动轴组件(1)包括游动半轴(11)、成对角接触球轴承(13)、轴承座(12)、转接法兰(14)、电磁锁定器(15)、轴承锁紧螺母(16)和迷宫密封圈(17)，迷宫密封圈(17)分别安装的成对角接触球轴承(13)的两端，并用轴承锁紧螺母(16)锁紧来实现轴承预紧；所述的驱动轴组件(3)包括驱动半轴(36)、成对角接触球轴承(13)、轴承座(12)、驱动电机(35)、电机外壳(34)、磁屏蔽罩(33)、圆感应同步器(32)、同步器保护罩(31)、轴承锁紧螺母(16)和迷宫密封圈(17)，迷宫密封圈(17)分别安装的成对角接触球轴承(13)的两端，并用轴承锁紧螺母(16)锁紧来实现轴承预紧；所述的支架挡光罩(6)为铝合金制成，其外表面喷白漆内表面镀金，与扫描机构支架(4)隔热安装；所述的轴挡光罩(7)为铝合金制成，表面镀金，与扫描镜支架(24)隔热安装；所述的扫描镜(21)采用碳化硅材料；所述的胶接衬套(22)采用线胀系数与碳化硅匹配的殷钢材料；所述的磁屏蔽罩(33)采用纯铁或软磁合金；所述的扫描机构支架(4)和扫描镜支架(24)均采用碳纤维复合材料制成；所述的驱动电机(35)为直流无刷力矩电机；所述的驱动轴组件(3)的轴承座(12)通过M5螺钉与扫描机构支架(4)固定连接；所述的游动轴组件(1)的轴承座(12)先通过M5螺钉与薄膜支撑(5)内侧连接，然后薄膜支撑(5)的外侧再通过M5螺钉与扫描机构支架(4)固定连接；所述的扫描镜支架(24)的两端通过M5螺钉分别与驱动半轴(36)和游动半轴(11)连接构成旋转轴，并通过轴承实现转动带动负载扫描镜(21)旋转扫描；所述的扫描机构支架(4)安装有机械限位，所述的游动轴组件(1)安装有电气限位。...

【技术特征摘要】
1.一种用于光学遥感仪器的扫描机构，包括扫描镜组件(2)、扫描机构支架(4)、驱动轴组件(3)、游动轴组件(1)、薄膜支撑(5)、支架挡光罩(6)、轴挡光罩(7)和锁定器保护罩(8)，其特征在于：所述的扫描镜组件(2)包括扫描镜(21)、胶接衬套(22)、柔性支撑(23)及扫描镜支架(24)，扫描镜(21)支撑方式采用背部支撑，扫描镜(21)与胶接衬套(22)通过光学胶粘接，柔性支撑(23)通过螺钉与胶接衬套(22)连接，扫描镜支架(24)通过螺钉与柔性支撑(23)连接；所述的游动轴组件(1)包括游动半轴(11)、成对角接触球轴承(13)、轴承座(12)、转接法兰(14)、电磁锁定器(15)、轴承锁紧螺母(16)和迷宫密封圈(17)，迷宫密封圈(17)分别安装的成对角接触球轴承(13)的两端，并用轴承锁紧螺母(16)锁紧来实现轴承预紧；所述的驱动轴组件(3)包括驱动半轴(36)、成对角接触球轴承(13)、轴承座(12)、驱动电机(35)、电机外壳(34)、磁屏蔽罩(33)、圆感应同步器(32)、同步器保护罩(31)、轴承锁紧螺母(16)和迷宫密封圈(17)，迷宫密封圈(17)分别安装的成对角接触球轴承(13)的两端，并用轴承锁...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓容，袁海涛，胡亭亮，孙胜利，
申请(专利权)人：中国科学院上海技术物理研究所，
类型：新型
国别省市：上海,31