一种空间相机碳纤维bipod支撑装置及空间相机装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种空间相机碳纤维bipod支撑装置及空间相机装置，空间相机碳纤维bipod支撑装置包括上基座、下基座、碳纤维杆，下基座为两个，每个下基座上铰接一根碳纤维杆，碳纤维杆上端铰接在上基座上；碳纤维杆呈筒状，碳纤维杆的侧壁包括多组复合铺层，每组复合铺层包括复合层叠粘接的阻尼铺层和碳纤维铺层。本发明专利技术采用碳纤维杆，可通过调整碳纤维杆的铺层材料、铺层厚度、层叠方式等，可实现碳纤维杆的刚度和阻尼调节，从而适应不同相机载荷的要求；碳纤维bipod支撑装置能降低相机载荷的整体振动频率，以相机载荷整体振动的方式吸收大部分振动能量，从而降低作用在相机自身薄弱部位的振动能量，提升相机载荷抗振动环境适应能力。提升相机载荷抗振动环境适应能力。提升相机载荷抗振动环境适应能力。

【技术实现步骤摘要】
一种空间相机碳纤维bipod支撑装置及空间相机装置


[0001]本专利技术涉及航天遥感
，具体涉及一种空间相机碳纤维bipod支撑装置及空间相机装置。

技术介绍

[0002]随着航天遥感技术的发展，遥感相机应用越来越普遍，随着相机分辨率的提升，对相机安装条件的要求也越来越高。目前主要存在两个问题，第一，受设计、加工、装配等限制，卫星平台的相机安装面的平面度难以满足高分辨率相机的要求；第二，随着相机越来越复杂，相机对振动环境的耐受能力也逐渐降低。
[0003]针对上述问题，目前空间相机开始使用3点式bipod减振装置进行支撑，常见的包括金属柔性支腿和金属阻尼桁架。金属柔性支腿能够实现相机的应力卸载和变形解耦，但是柔性支腿在发射主动段容易引起结构失稳，存在安全隐患，所以往往会采用发射时的锁紧设计、入轨后解锁的设计支撑，但是附加的一套解锁装置成本高且重量大，增加了一笔额外的发射费用，代价很大。金属阻尼桁架在相机发射阶段可以有效隔振，也可以实现相机的解耦安装要求，但是现有阻尼桁架的组装工艺复杂，往往需要多次注胶，生产工艺复杂、生产周期长，不适宜大范围推广。

技术实现思路

[0004]本专利技术为了解决现有技术存在技术问题的一种或几种，提供了一种空间相机碳纤维bipod支撑装置及空间相机装置。
[0005]本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种空间相机碳纤维bipod支撑装置，包括上基座、下基座、碳纤维杆，所述下基座为两个，每个所述下基座上铰接有一根所述碳纤维杆，所述碳纤维杆的上端铰接在所述上基座上；所述碳纤维杆呈筒状，所述碳纤维杆的侧壁包括多组复合铺层，每组复合铺层包括复合层叠粘接的阻尼铺层和碳纤维铺层。
[0006]本专利技术的有益效果是：在有较高尺寸稳定性要求的结构设计中，为避免外部变形对高稳定结构尺寸稳定性的影响，高稳定结构与外部航天器结构之间必须是变形解耦的，一般要求高稳定结构是静定的，这种静定的安装方式被称为运动学安装。本专利技术的空间相机碳纤维bipod支撑装置，为相机载荷提供了静定的安装方式，其运动学支撑原理为经典的Hexapod支撑，主要解决空间相机的安装解耦和耐发射振动环境两个问题。本专利技术的空间相机碳纤维bipod支撑装置采用碳纤维杆，可通过调整碳纤维杆的铺层材料、铺层厚度、层叠方式等，可以实现碳纤维杆的刚度和阻尼调节，从而适应不同的相机载荷的要求；碳纤维bipod支撑装置能够降低相机载荷的整体振动频率，以相机载荷整体振动的方式吸收大部分的振动能量，从而降低作用在相机自身薄弱部位的振动能量，提升相机载荷的抗振动环境适应能力。
[0007]在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。
[0008]进一步，所述碳纤维杆的侧壁由所述碳纤维杆的侧壁外表面至侧壁内表面，每组
复合铺层中阻尼铺层和碳纤维铺层的铺设顺序为：+45
°
碳纤维铺层、阻尼铺层、
‑
45
°
碳纤维铺层、0
°
碳纤维铺层、阻尼铺层、
‑
90
°
碳纤维铺层。
[0009]采用上述进一步方案的有益效果是：采用不同铺设方向的碳纤维铺层与阻尼铺层结构，能够快速衰减振动相应，能有效降低相机载荷在主动发射段的动力学响应。
[0010]进一步，所述碳纤维杆的侧壁包括四组复合铺层。
[0011]采用上述进一步方案的有益效果是：采用四组复合铺层，能够进一步降低相机载荷的整体振动频率。
[0012]进一步，每组复合铺层中，碳纤维铺层的厚度为0.125mm，阻尼铺层的厚度为0.125mm。
[0013]进一步，所述碳纤维铺层采用碳纤维材料与氰酸酯无纬布复合而成。
[0014]进一步，所述阻尼铺层采用丁基、丙烯酸酯、聚硫、丁腈和硅橡胶、聚氨酯、聚氯乙烯或环氧树脂制成。
[0015]进一步，所述碳纤维杆的两端分别插接固定有杆接头，所述杆接头呈U型结构，所述上基座和下基座上分别设有铰接板，所述铰接板上设有铰接孔，所述碳纤维杆两端的杆接头分别套接在所述上基座和下基座的铰接板上，并通过铰接杆穿过U型结构的杆接头和铰接孔实现杆接头与铰接板的铰接。
[0016]采用上述进一步方案的有益效果是：采用U型结构的杆接头和铰接板配合，能够实现上下基座与铰接板之间的稳定铰接配合。
[0017]进一步，所述上基座的两端分别设有一个铰接板，每个所述下基座上设有一个铰接板，所述上基座上的铰接板和下基座上的铰接板均位于同一竖直平面；所述铰接杆与所述铰接板上的铰接孔通过轴承或球铰进行铰接。
[0018]采用上述进一步方案的有益效果是：通过设置轴承或球铰，使铰接更加稳定灵活。
[0019]进一步，所述上基座和下基座上下平行布置，所述上基座和下基座上分别设有多个连接通道。
[0020]采用上述进一步方案的有益效果是：可利用上下基座上设置的连接通道实现与相机或其他支撑结构的连接固定。
[0021]一种空间相机装置，包括上述的一种空间相机碳纤维bipod支撑装置，还包括空间相机和支撑板，所述支撑板呈圆形且底部设有三个空间相机碳纤维bipod支撑装置，三个空间相机碳纤维bipod支撑装置沿所述支撑板的周向均匀布置；所述空间相机碳纤维bipod支撑装置的上基座固定在所述支撑板的下表面，所述空间相机固定在所述支撑板的上表面。
[0022]本专利技术的有益效果是：本专利技术的空间相机装置，能够解决空间相机的安装解耦和耐发射振动环境的技术问题，该空间相机装置由三个在圆周内均布的bipod组件组成，形成典型的Hexapod支撑，该支撑系统包络6根杆和12个连接点，其中12个连接点采用球铰方式，通过支杆两端的球铰转动来消除平面度不足和热变形对遥感相机的影响。
附图说明
[0023]图1为本专利技术空间相机碳纤维bipod支撑装置的立体结构示意图；
[0024]图2为本专利技术空间相机碳纤维bipod支撑装置的主视结构示意图；
[0025]图3为图2中D
‑
D的剖视结构示意图；
[0026]图4为本专利技术碳纤维杆的剖视结构示意图；
[0027]图5为本专利技术空间相机装置的仰视结构示意图；
[0028]图6为本专利技术的试验例所用结构的示意图；
[0029]图7为本专利技术X向正弦振动的响应曲线；
[0030]图8为本专利技术Y向正弦振动的响应曲线；
[0031]图9为本专利技术Z向正弦振动的响应曲线。
[0032]附图中，各标号所代表的部件列表如下：
[0033]1、上基座；2、下基座；
[0034]3、碳纤维杆；31、+45
°
碳纤维铺层；32、阻尼铺层；33、
‑
45
°
碳纤维铺层；34、0
°
碳纤维铺层；35、
‑
90
°
碳纤维铺层；
[0035]4、杆接头；5、铰接板；6、球本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种空间相机碳纤维bipod支撑装置，其特征在于，包括上基座、下基座、碳纤维杆，所述下基座为两个，每个所述下基座上铰接有一根所述碳纤维杆，所述碳纤维杆的上端铰接在所述上基座上；所述碳纤维杆呈筒状，所述碳纤维杆的侧壁包括多组复合铺层，每组复合铺层包括复合层叠粘接的阻尼铺层和碳纤维铺层。2.根据权利要求1所述一种空间相机碳纤维bipod支撑装置，其特征在于，所述碳纤维杆的侧壁由所述碳纤维杆的侧壁外表面至侧壁内表面，每组复合铺层中阻尼铺层和碳纤维铺层的铺设顺序为：+45
°
碳纤维铺层、阻尼铺层、
‑
45
°
碳纤维铺层、0
°
碳纤维铺层、阻尼铺层、
‑
90
°
碳纤维铺层。3.根据权利要求1所述一种空间相机碳纤维bipod支撑装置，其特征在于，所述碳纤维杆的侧壁包括四组复合铺层。4.根据权利要求1所述一种空间相机碳纤维bipod支撑装置，其特征在于，每组复合铺层中，碳纤维铺层的厚度为0.125mm，阻尼铺层的厚度为0.125mm。5.根据权利要求1所述一种空间相机碳纤维bipod支撑装置，其特征在于，所述碳纤维铺层采用碳纤维材料与氰酸酯无纬布复合而成。6.根据权利要求1所述一种空间相机碳纤维bipod支撑装置，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡宝义，高恩宇，姜秀鹏，阎凯，
申请(专利权)人：北京国宇星空科技有限公司安徽微纳星空科技有限公司海南微纳星空科技有限公司陕西国宇星空科技有限公司，
类型：发明
国别省市：