一种空间可折叠拼接光学支撑机构制造技术

本发明专利技术涉及航天技术领域。技术方案是：一种空间可折叠拼接光学支撑机构，其特征在于：该装置包括依次连接的支撑第一正六边形镜面的第一框架部分、对第二正六边形镜面和第三正六边形镜面进行移动操作的中部盒形部分以及支撑第四正六边形镜面的第二框架部分；所述第一框架部分包括通过第一纵杆固定在两个第一横杆上的第一正六边形镜面、每个第一横杆的两端对称铰接着用于对框架进行展开的两个第一旋转固定机构以及对展开后的框架进行固定的第一伸缩电机；所述中部盒形部分包括支撑底板、定位在支撑底板上的第二正六边形镜面运动装置与第三正六边形运动装置。该装置在发射时打包收缩，当到达太空后四个子镜面拼接成一个大镜面，提高空间利用率。

A space folding and splicing optical support mechanism

The invention relates to the field of aerospace technology. The technical scheme is that a space foldable splicing optical support mechanism is characterized in that the device comprises a first frame part supporting the first regular hexagonal mirror, a middle box part moving the second regular hexagonal mirror and the third regular hexagonal mirror and a middle box part supporting the fourth regular hexagonal mirror. The first frame part comprises a first regular hexagonal mirror fixed on two first transverse bars by a first longitudinal bar, two first rotating fixing mechanisms at both ends of each first transverse bar symmetrically hinged for deploying the frame, and a first telescopic motor for fixing the expanded frame. The middle box-shaped part comprises a supporting base plate, a second regular hexagon mirror motion device positioned on the supporting base plate and a third regular hexagon motion device. The device packs and shrinks during launch, and when it reaches space, the four sub-mirrors are spliced into a large mirror to improve space utilization.

【技术实现步骤摘要】
一种空间可折叠拼接光学支撑机构
本专利技术涉及航天
，尤其是一种空间可折叠拼接光学支撑机构。
技术介绍
为推动人类对行星、恒星和星系的科学认识，深入探测宇宙，需要尺寸越来越大的天文望远镜以获得更大的聚光能力和角分辨率。地面上由于重力等因素导致镜面的变形使得单片反射镜的尺寸受到限制，因此拼接式组装镜面应运而生；但这些地面上的天文望远镜始终存在致命的弱点，如受到光线在大气中变形并被部分吸收的影响，以及固定在旋转地球上不能移动的限制等，它们的使用功能受到的影响不容小觑。而基于太空的可折叠天文望远镜可以避免这些缺点。
技术实现思路
本专利技术的目的是根据上述
技术介绍
，提供一种空间可折叠拼接光学支撑机构，该装置能实现发射时打包收缩，当到达太空后四个子镜面可以拼接成一个大镜面，提高空间利用率。本专利技术的技术方案是：一种空间可折叠拼接光学支撑机构，其特征在于：该装置包括依次连接的支撑第一正六边形镜面的第一框架部分、对第二正六边形镜面和第三正六边形镜面进行移动操作的中部盒形部分以及支撑第四正六边形镜面的第二框架部分；所述第一框架部分包括通过第一纵杆固定在两个第一横杆上的第一正六边形镜面、每个第一横杆的两端对称铰接着用于对框架进行展开的两个第一旋转固定机构以及对展开后的框架进行固定的第一伸缩电机；每个第一旋转固定机构包括通过第二销轴铰接的第一连接块与第二连接块、第一连接块与第一杆的一端固结、第二连接块的顶端带有弯钩且与第二杆的一端固结、固定在中部盒形部分的支撑底板上且电机轴与第二杆的另一端固结以实现驱动的第二旋转电机以及制作在第一旋转固定机构中的卡扣；所述中部盒形部分包括支撑底板、定位在支撑底板上的第二正六边形镜面运动装置与第三正六边形运动装置；所述第二正六边形镜面运动装置包括通过由导轨块与长杆导轨组成的导轨副可水平移动地定位在支撑底板上的第二正六边形镜面；所述第二正六边形镜面固定在两根支撑杆上，每个支撑杆的两端分别固定在一导轨块上，与导轨块配合的两个长杆导轨又分别固定在支撑底板的两侧边沿，另由第一驱动电机驱动导轨块沿着长杆导轨的长度方向滑动；所述第三正六边形运动装置包括两个固定在支撑底板上且相互平行布置的导槽杆、一端插入导槽杆上的滑槽且可滑动地定位在该滑槽中的圆柱杆、通过固定矩形块与圆柱杆另一端连接的第三正六边形镜面以及驱动圆柱杆沿着滑槽滑动的第二驱动电机，驱动力由第三驱动电机的电机轴上的齿轮与导槽杆上的第一齿条啮合产生；所述第二框架部分包括通过第二纵杆定位在两个第二横杆上的第四正六边形镜面、每个第二横杆两端对称铰接着用于对框架进行展开的两个第二旋转固定机构以及对展开后的框架进行固定的第二伸缩电机；所述第二纵杆上固定有上滑轨，与上滑轨滑动配合的下滑轨又与所述第四正六边形镜面固结，另由固定在上滑轨上的第三驱动电机驱使下滑轨沿着上滑轨滑动，驱动力由第三驱动电机的电机轴上的齿轮与固定在下滑轨上的第二齿条啮合产生；所述第二旋转固定机构结构与第一旋转固定机构相同，且与第一旋转固定机构对称于支撑底板布置。每个第一横杆的两端对称铰接着第一旋转固定机构的第一杆；所述第一伸缩电机安装在第二杆上，第一伸缩电机的电机轴穿过第二杆上的通孔后再插入第一横杆上的锁孔进行锁定。所述导轨块可滑动地定位在长杆导轨的凹槽中；长杆导轨上制作有沿着长度方向布置的第三齿条，固定在支撑杆上的电机装有与第三齿条配合的齿轮；以实现带动支撑杆沿着所述的凹槽滑动。所述卡扣包括顶端通过第一销轴可摆动地铰接在第二连接块内其带有伸缩弹簧的两个伸缩杆、固定在两个伸缩杆的底端且可在伸缩杆的带动下进入或退出所述弯钩的滑动销以及施力于所述伸缩杆使得滑动销嵌入所述弯钩内的第一扭簧。所述中部盒形部分通过分布在支撑底板上表面四个角的第二旋转电机输出轴分别与第一旋转固定机构的第二杆固接并实现驱动；第二旋转电机输出轴轴线与第二销轴轴线平行。所述中部盒形部分通过分布在支撑底板下表面四个角的第二旋转电机输出轴分别与第二旋转固定机构的第二杆固接并实现驱动。所述支撑底板为矩形，并布有两个凹槽，以用于避免第二框架部分中的第一杆和第二杆运动发生干涉。第二旋转固定机构中的第二伸缩电机，设置方式与工作原理与第一伸缩电机相同；所述第二横杆与第一横杆结构相同；所述二纵杆与第一纵杆结构相同；所述第二伸缩电机与第一伸缩电机结构相同。第二销轴、第一销轴以及滑动销的轴线相互平行，且与第一杆及第二杆的长度方向垂直；所述滑动销的两端还分别往外延伸，穿插在第二杆的凹槽处。所述两个导槽杆间的距离等于正六边形内接圆的半径；所述第四正六边形镜面背面一侧有凹槽，为之后的配合腾出空间。本专利技术的有益效果是：本专利技术可极大减少发射所需要的空间；大大提高空间反射镜镜面直径尺寸。附图说明图1是本专利技术的立体结构示意图。图2是本专利技术的第一框架部分的立体结构示意图。图3是本专利技术的第一旋转固定机构的立体结构示意图之一。图4是本专利技术的第一旋转固定机构的立体结构示意图之二。图5是本专利技术的第一连接块的立体结构示意图。图6是本专利技术的第二连接块的立体结构示意图。图7是本专利技术的第一纵杆的立体结构示意图。图8是本专利技术的中部盒形部分的收缩状态的立体机构示意图。图9是本专利技术的中部盒形部分的展开状态的立体机构示意图。图10是本专利技术的底板的立体结构示意图。图11是本专利技术的中部盒形部分的立体结构示意图之一(只带有第二正六边形镜面)。图12是本专利技术的长杆导轨与导轨块配合关系的立体放大结构示意图。图13是本专利技术的中部盒形部分的立体结构示意图之二(只带有第三正六边形镜面)。图14是本专利技术的中部盒形部分的立体结构示意图之三(只带有第三正六边形镜面)。图15是本专利技术的导槽杆的立体结构示意图。图16是本专利技术的第二框架部分的立体结构示意图。图17是本专利技术的第四正六边形镜面的立体结构示意图。图18～22是本专利技术的第一旋转固定机构各部件的逐步展开过程示意图。图23～26是本专利技术的中部盒形部分各部件的逐步展开过程示意图。图27～34是本专利技术的逐步展开过程示意图。具体实施方式以下结合附图所示实施例，对本专利技术作进一步说明，但本专利技术并不局限于以下实施例。图1所示的空间可折叠拼接光学支撑机构，包括依次连接的支撑第一正六边形镜面的第一框架部分1、对第二正六边形镜面和第三正六边形镜面进行移动操作的中部盒形部分2以及支撑第四正六边形镜面的第二框架部分3；一、第一框架部分如图2所示，所述第一框架部分中，第一正六边形镜面1-5通过第一纵杆1-3固定在两个第一横杆1-2上，每个第一横杆两端分别通过铰接对称布置着一个第一旋转固定机构1-1以用于对框架的展开，第一伸缩电机1-4用于展开后的框架进行固定；如图3、图4所示，所述第一旋转固定机构中包括：第一销轴1-1-1、第一扭簧1-1-2、伸缩弹簧1-1-3、伸缩杆1-1-4、滑动销1-1-5、第一连接块1-1-9、第二销轴1-1-7、第二扭簧1-1-8、第二连接块1-1-6、第一杆1-1-10、第二杆1-1-11；其中：第一连接块与第一杆的一端固结，顶端带有弯钩的第二连接块则与第二杆的一端固结，第一连接块与第二连接块通过第二销轴铰接；第一连接块与第二连接块之间还设有卡扣结构，该卡扣结构中：两个伸缩杆的顶端通过第一销轴可摆动地铰接在第一连接块上并且位于弯钩的两侧；每本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种空间可折叠拼接光学支撑机构，其特征在于：该装置包括依次连接的支撑第一正六边形镜面的第一框架部分(1)、对第二正六边形镜面和第三正六边形镜面进行移动操作的中部盒形部分(2)以及支撑第四正六边形镜面的第二框架部分(3)；所述第一框架部分包括通过第一纵杆(1‑3)固定在两个第一横杆(1‑2)上的第一正六边形镜面(1‑5)、每个第一横杆的两端对称铰接着用于对框架进行展开的两个第一旋转固定机构(1‑1)以及对展开后的框架进行固定的第一伸缩电机(1‑4)；每个第一旋转固定机构包括通过第二销轴(1‑1‑7)铰接的第一连接块(1‑1‑9)与第二连接块(1‑1‑6)、第一连接块与第一杆(1‑1‑10)的一端固结、第二连接块的顶端带有弯钩且与第二杆(1‑1‑11)的一端固结、固定在中部盒形部分的支撑底板(2‑6)上且电机轴与第二杆的另一端固结以实现驱动的第二旋转电机(2‑5)以及制作在第一旋转固定机构中的卡扣；所述中部盒形部分包括支撑底板(2‑6)、定位在支撑底板上的第二正六边形镜面运动装置(2‑1)与第三正六边形运动装置(2‑2)；所述第二正六边形镜面运动装置包括通过由导轨块(2‑1‑4)与长杆导轨(2‑1‑3)组成的导轨副可水平移动地定位在支撑底板上的第二正六边形镜面(2‑1‑1)；所述第二正六边形镜面固定在两根支撑杆(2‑1‑2)上，每个支撑杆的两端分别固定在一导轨块上，与导轨块配合的两个长杆导轨又分别固定在支撑底板的两侧边沿，另由第一驱动电机(2‑1‑5)驱动导轨块沿着长杆导轨的长度方向滑动；所述第三正六边形运动装置包括两个固定在支撑底板上且相互平行布置的导槽杆(2‑2‑4)、一端插入导槽杆上的滑槽且可滑动地定位在该滑槽中的圆柱杆(2‑2‑3)、通过固定矩形块(2‑2‑2)与圆柱杆另一端连接的第三正六边形镜面(2‑2‑1)以及驱动圆柱杆沿着滑槽滑动的第二驱动电机(2‑2‑5)，驱动力由第三驱动电机(3‑8)的电机轴上的齿轮与导槽杆上的第一齿条(2‑2‑6)啮合产生；所述第二框架部分包括通过第二纵杆(3‑3)定位在两个第二横杆(3‑1)上的第四正六边形镜面(3‑7)、每个第二横杆(3‑2)两端对称铰接着用于对框架进行展开的两个第二旋转固定机构以及对展开后的框架进行固定的第二伸缩电机(3‑4)；所述第二纵杆上固定有上滑轨(3‑5)，与上滑轨滑动配合的下滑轨(3‑6)又与所述第四正六边形镜面固结，另由固定在上滑轨上的第三驱动电机驱使下滑轨沿着上滑轨滑动，驱动力由第三驱动电机的电机轴上的齿轮与固定在下滑轨上的第二齿条(3‑9)啮合产生；所述第二旋转固定机构结构与第一旋转固定机构相同，且与第一旋转固定机构对称于支撑底板布置。...

【技术特征摘要】
1.一种空间可折叠拼接光学支撑机构，其特征在于：该装置包括依次连接的支撑第一正六边形镜面的第一框架部分(1)、对第二正六边形镜面和第三正六边形镜面进行移动操作的中部盒形部分(2)以及支撑第四正六边形镜面的第二框架部分(3)；所述第一框架部分包括通过第一纵杆(1-3)固定在两个第一横杆(1-2)上的第一正六边形镜面(1-5)、每个第一横杆的两端对称铰接着用于对框架进行展开的两个第一旋转固定机构(1-1)以及对展开后的框架进行固定的第一伸缩电机(1-4)；每个第一旋转固定机构包括通过第二销轴(1-1-7)铰接的第一连接块(1-1-9)与第二连接块(1-1-6)、第一连接块与第一杆(1-1-10)的一端固结、第二连接块的顶端带有弯钩且与第二杆(1-1-11)的一端固结、固定在中部盒形部分的支撑底板(2-6)上且电机轴与第二杆的另一端固结以实现驱动的第二旋转电机(2-5)以及制作在第一旋转固定机构中的卡扣；所述中部盒形部分包括支撑底板(2-6)、定位在支撑底板上的第二正六边形镜面运动装置(2-1)与第三正六边形运动装置(2-2)；所述第二正六边形镜面运动装置包括通过由导轨块(2-1-4)与长杆导轨(2-1-3)组成的导轨副可水平移动地定位在支撑底板上的第二正六边形镜面(2-1-1)；所述第二正六边形镜面固定在两根支撑杆(2-1-2)上，每个支撑杆的两端分别固定在一导轨块上，与导轨块配合的两个长杆导轨又分别固定在支撑底板的两侧边沿，另由第一驱动电机(2-1-5)驱动导轨块沿着长杆导轨的长度方向滑动；所述第三正六边形运动装置包括两个固定在支撑底板上且相互平行布置的导槽杆(2-2-4)、一端插入导槽杆上的滑槽且可滑动地定位在该滑槽中的圆柱杆(2-2-3)、通过固定矩形块(2-2-2)与圆柱杆另一端连接的第三正六边形镜面(2-2-1)以及驱动圆柱杆沿着滑槽滑动的第二驱动电机(2-2-5)，驱动力由第三驱动电机(3-8)的电机轴上的齿轮与导槽杆上的第一齿条(2-2-6)啮合产生；所述第二框架部分包括通过第二纵杆(3-3)定位在两个第二横杆(3-1)上的第四正六边形镜面(3-7)、每个第二横杆(3-2)两端对称铰接着用于对框架进行展开的两个第二旋转固定机构以及对展开后的框架进行固定的第二伸缩电机(3-4)；所述第二纵杆上固定有上滑轨(3-5)，与上滑轨滑动配合的下滑轨(3-6)又与所述第四正六边形镜面固结，另由固定在上滑轨上的第三驱动电机驱使下滑轨沿着上滑轨滑动，驱动力由第三驱动电机的电机轴上的齿...

【专利技术属性】
技术研发人员：严博，马洪业，赵晨雪，郑文广，
申请(专利权)人：浙江理工大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33