一种可展开立方星望远镜制造技术

本发明专利技术涉及一种可展开立方星望远镜，目的是解决大口径空间望远镜体积和质量过大，而立方星平台搭载的空间望远镜分辨率不高的技术问题。包括同轴设置的立方星平台、光学组件和遮光罩组件以及固定装置；光学组件包括主镜组件和次镜组件；次镜组件包括设置在立方星平台上的基座、设置在基座上的次镜展开机构，以及与次镜展开机构连接的次镜本体；主镜组件包括N个子镜和对应连接于各自子镜的子镜展开调节机构；子镜展开调节机构沿立方星平台周向均布设置；遮光罩组件包括遮光罩薄膜和M组可延展式遮光罩支架，遮光罩支架延展前安装在立方星平台内，且延展后形成一个包覆次镜组件、主镜组件和立方星平台的遮光空间；遮光罩薄膜设置在遮光罩支架上。在遮光罩支架上。在遮光罩支架上。

【技术实现步骤摘要】
一种可展开立方星望远镜


[0001]本专利技术涉及一种空间望远镜，具体涉及一种可展开立方星望远镜。

技术介绍

[0002]随着科技的进步，高分辨率卫星遥感图像逐渐被应用于天文、军事、农业、地质等领域，这些领域对卫星观测图像的分辨率都有着很高的要求。受到衍射极限的限制，空间望远镜为了实现图像的高分辨率，其上光学系统需设计较大口径，造成卫星质量和体积过大、发射成本过高，并且研制周期长。为解决搭载大口径空间望远镜造成卫星质量和体积过大这一问题，目前主流的研究思路是基于微纳卫星平台的空间望远镜，其中研究较多的是立方星平台，立方星平台体积小、质量轻、制造周期短、成本低，近年来获得了快速发展。但是由于受到立方星平台尺寸限制，其上搭载的空间望远镜口径较小，从而限制了空间望远镜的分辨率。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是解决大口径空间望远镜体积和质量过大，而立方星平台受尺寸限制搭载的空间望远镜分辨率不高的技术问题，提出一种可展开立方星望远镜，其减小了体积和质量，降低了发射成本，实现了高分辨率成像。
[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术提供的技术方案如下。
[0005]一种可展开立方星望远镜，其特殊之处在于：包括同轴设置的立方星平台、光学组件和遮光罩组件以及固定装置；光学组件包括主镜组件和次镜组件；
[0006]所述次镜组件包括同轴设置在立方星平台上的基座、设置在基座上的次镜展开机构，以及与次镜展开机构连接的次镜本体；
[0007]所述主镜组件包括N个子镜和对应连接于各自子镜的子镜展开调节机构；子镜展开调节机构沿立方星平台周向均布设置；N≥4；
[0008]所述遮光罩组件包括遮光罩薄膜和M组可沿立方星平台径向延展的遮光罩支架，所述遮光罩支架延展前安装在立方星平台内，且延展后形成一个遮光空间；所述主镜组件、次镜组件和立方星平台位于所述遮光空间内；所述遮光罩薄膜折叠设置在延展前的遮光罩支架上，且随着遮光罩支架的延展而包覆在遮光罩支架上；M≥4；
[0009]所述固定装置包括光学组件固定装置和遮光罩组件固定装置；望远镜固定装置用于固定折叠状态的主镜组件和折叠状态的次镜组件，所述遮光罩组件固定装置用于固定折叠状态的遮光罩支架。
[0010]进一步地，所述次镜本体包括次镜座和设置在次镜座内的次镜；所述次镜展开机构包括支架和第一带状弹簧，第一带状弹簧至少为四个，支架数量与第一带状弹簧相同且均布于次镜座周向外壁，第一带状弹簧一端沿周向均匀连接在基座上，另一端固连对应的支架；四个带状弹簧使次镜的自由度过定位，实现自动锁定，同时提高了刚度，使得次镜更稳定。
[0011]进一步地，所述子镜连接端的两侧延伸出平行的两条连接臂，连接臂底部设置有位置传感器，至少一条连接臂上设置有延长臂；
[0012]所述子镜展开调节机构包括第一旋转轴、第一柔性连接件、第二柔性连接件和三个压电促动器，第一旋转轴固连于两条连接臂之间，第一柔性连接件套装在第一旋转轴上，第一旋转轴上设置有第一扭簧，第一扭簧的一端扭转臂固连子镜，另一端扭转臂固连第一柔性连接件，所述第一扭簧为自然状态时，子镜处于展开状态；所述三个压电促动器包括第一压电促动器、第二压电促动器和第三压电促动器，均安装在立方星平台上，第一柔性连接件的下表面固连第一压电促动器和第二压电促动器的输出端，第二柔性连接件一端固连第一压电促动器的输出端，另一端用于在展开状态与延长臂连接；第一扭簧实现了子镜的自动展开，压电促动器实现了子镜的微调。
[0013]进一步地，所述每组遮光罩支架包括平行设置的两个延展支架，每个延展支架包括径向支撑杆和轴向支撑杆；
[0014]所述径向支撑杆包括安装底座、第一径向支撑杆、第二径向支撑杆、第三径向支撑杆以及伸展弹簧，所述安装底座设置于立方星平台内部的底面上；
[0015]安装底座上设置有第二旋转轴，第一径向支撑杆首端套装在第二旋转轴上，第二旋转轴还设置有第二扭簧，第二扭簧自然状态时，使得第一径向支撑杆平行于立方星平台内部的底面；第三支撑杆的末端与轴向支撑杆铰接；
[0016]所述第一径向支撑杆、第二径向支撑杆、第三径向支撑杆在展开状态依次连接；
[0017]所述第二径向支撑杆、第三径向支撑杆在收缩状态依次可滑动套装在第一径向支撑杆内，所述伸展弹簧一端固连于安装底座，另一端固连第三径向支撑杆的末端，伸展弹簧用于展开依次套装的第三径向支撑杆、第二径向支撑杆、第一径向支撑杆；
[0018]所述第二径向支撑杆与第一径向支撑杆之间、第二径向支撑杆与第三径向支撑杆之间分别设置有第一限位装置和第二限位装置，用于展开后的限位固定；径向支撑杆和轴向支撑杆实现了遮光罩支架的径向展开和轴向展开。
[0019]进一步地，所述第一限位装置和第二限位装置结构相同，均包括定位销和连接定位销的顶升弹簧；
[0020]所述第一定位装置中，顶升弹簧的一端固连在第二径向支撑杆的首端内壁上，所述第二径向支撑杆的首端对应定位销位置设置有径向的第一通孔，所述定位销径向探出第一通孔，所述第一径向支撑杆末端对应第一通孔设置有第一定位孔，定位销在展开状态位于第一定位孔内；
[0021]所述第二定位装置中，顶升弹簧的一端固连在第三径向支撑杆的首端内壁上，所述第三径向支撑杆的首端对应定位销位置设置有径向的第二通孔，所述定位销径向探出第二通孔，第二径向支撑杆的末端对应第二通孔设置有第二定位孔，定位销在展开状态位于第二定位孔内。
[0022]进一步地，所述轴向支撑杆在展开状态垂直于径向支撑杆，轴向支撑杆包括弹性铰链、第一轴向杆，以及依次连接的多组折叠单元；所述第一轴向杆的一端通过弹性铰链与第三径向支撑杆的末端铰接，第一轴向杆的另一端连接第一组折叠单元；
[0023]所述折叠单元包括依次连接的第二带状弹簧和第二轴向杆，第一组折叠单元的第二带状弹簧与第一轴向杆的另一端连接；最后一组折叠单元的第二轴向杆与遮光罩薄膜的
顶端连接；第一轴向杆的一端通过弹性铰链与遮光罩薄膜的底端连接。
[0024]进一步地，所述光学组件固定装置包括固定支架和锁紧释放装置，固定支架包括4个横支架，4个横支架通过4个锁紧释放装置围成矩形，用于将N个子镜固定；至少1个横支架上设有纵支架，纵支架一端固连横支架，另一端悬空，横支架与子镜背面卡扣配合，纵支架限制次镜展开；
[0025]所述遮光罩组件固定装置有多个，遮光罩组件固定装置为带有锁紧释放装置的环形带状装置，通过锁紧释放装置首尾连接；每组遮光罩支架的轴向支撑杆折叠后分别由遮光罩组件固定装置固定；径向支撑杆垂直于立方星平台内部的底面后，由遮光罩组件固定装置固定；相对的两组遮光罩支架的轴向支撑杆由遮光罩组件固定装置固定；所述锁紧释放装置为利用热形变自动开锁的装置。
[0026]进一步地，所述锁紧释放装置包括装置外壳、分离螺栓和形状记忆合金，装置外壳内设置可沿装置外壳内壁位移的移动套筒，移动套筒内设置分瓣螺母，分瓣螺母外周面设有环形凸台，移动套筒内壁设置有与环形凸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可展开立方星望远镜，其特征在于：包括同轴设置的立方星平台(4)、光学组件和遮光罩组件(3)以及固定装置；光学组件包括主镜组件和次镜组件(2)；所述次镜组件(2)包括同轴设置在立方星平台(4)上的基座、设置在基座上的次镜展开机构，以及与次镜展开机构连接的次镜本体；所述主镜组件包括N个子镜(1)和对应连接于各自子镜(1)的子镜展开调节机构；子镜展开调节机构沿立方星平台周向均布设置；N≥4；所述遮光罩组件(3)包括遮光罩薄膜和M组可沿立方星平台(4)径向延展的遮光罩支架，所述遮光罩支架延展前安装在立方星平台(4)内，且延展后形成一个遮光空间；所述主镜组件、次镜组件(2)和立方星平台(4)位于所述遮光空间内；所述遮光罩薄膜折叠设置在延展前的遮光罩支架上，且随着遮光罩支架的延展而包覆在遮光罩支架上；M≥4；所述固定装置包括光学组件固定装置和遮光罩组件固定装置；望远镜固定装置用于固定折叠状态的主镜组件和折叠状态的次镜组件(2)，所述遮光罩组件固定装置用于固定折叠状态的遮光罩支架。2.根据权利要求1所述一种可展开立方星望远镜，其特征在于：所述次镜本体包括次镜座(222)和设置在次镜座(222)内的次镜(221)；所述次镜展开机构包括支架(211)和第一带状弹簧(212)，第一带状弹簧(212)至少为四个，支架(211)数量与第一带状弹簧(212)相同且均布于次镜座(222)周向外壁，第一带状弹簧(212)一端沿周向均匀连接在基座上，另一端固连对应的支架(211)。3.根据权利要求2所述一种可展开立方星望远镜，其特征在于：所述子镜(1)连接端的两侧延伸出平行的两条连接臂，连接臂底部设置有位置传感器，至少一条连接臂上设置有延长臂(124)；所述子镜展开调节机构包括第一旋转轴(132)、第一柔性连接件(121)、第二柔性连接件(122)和三个压电促动器，第一旋转轴(132)固连于两条连接臂之间，第一柔性连接件(121)套装在第一旋转轴(132)上，第一旋转轴(132)上设置有第一扭簧(131)，第一扭簧(131)的一端扭转臂固连子镜(1)，另一端扭转臂固连第一柔性连接件(121)，所述第一扭簧(131)为自然状态时，子镜(1)处于展开状态；所述三个压电促动器包括第一压电促动器(126)、第二压电促动器(123)和第三压电促动器(125)，均安装在立方星平台(4)上，第一柔性连接件(121)的下表面固连第一压电促动器(123)和第二压电促动器(125)的输出端，第二柔性连接件(122)一端固连第一压电促动器(126)的输出端，另一端用于在展开状态与延长臂(124)连接。4.根据权利要求3所述一种可展开立方星望远镜，其特征在于：所述每组遮光罩支架包括平行设置的两个延展支架，每个延展支架包括径向支撑杆和轴向支撑杆；所述径向支撑杆包括安装底座、第一径向支撑杆(301)、第二径向支撑杆(302)、第三径向支撑杆(303)以及伸展弹簧(311)，所述安装底座设置于立方星平台(4)内部的底面上；安装底座上设置有第二旋转轴(313)，第一径向支撑杆(301)首端套装在第二旋转轴(313)上，第二旋转轴(313)还设置有第二扭簧(314)，第二扭簧(314)自然状态时，使得第一径向支撑杆(301)平行于立方星平台(4)内部的底面；第三支撑杆(303)的末端与轴向支撑杆铰接；
所述第一径向支撑杆(301)、第二径向支撑杆(302)、第三径向支撑杆(303)在展开状态依次连接；所述第二径向支撑杆(302)、第三径向支撑杆(303)在收缩状态依次可滑动套装在第一径向支撑杆(301)内，所述伸展弹簧(311)一端固连于安装底座，另一端固连第三径向支撑杆(303)的末端，伸展弹簧(311)用于展开依次套装的第三径向支撑杆(303)、第二径向支撑杆(302)、第一径向支撑杆(301)；所述第二径向支撑杆(302)与第一径向支撑杆(301)之间、第二径向支撑杆(302)与第三径向支撑杆(303)之间分别设置有第一限位装置和第二限位装置，用于展开后的限位固定。5.根据权利要求4所述一种可展开立方星望远镜，其特征在于：所述第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：李创，戴昊斌，胡斌，李亮亮，尹泽渊，
申请(专利权)人：中国科学院西安光学精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：