本发明专利技术提出一种主镜和次镜之间的支撑结构,属于空间遥感相机光机结构的技术领域,这种结构我们称为中心筒,中心筒的一端连接次镜、另一端中穿过主镜的中心孔与相机主支撑结构连接;中心筒包括依次连接的次镜连接环、支撑杆、圆筒部、支撑环,次镜连接环用于连接次镜,支撑杆沿着次镜连接环轴线方向延伸、并连接次镜连接环和圆筒部,支撑环穿过主镜的中心孔与相机主支撑结构连接。这种结构简化了结构形式,将支撑结构与热控结构和消杂光结构有机结合。将解决主次镜之间支撑结构对温度梯度要求高、尺寸较大、重量重、占用热控资源多、消杂光难的技术问题。光难的技术问题。光难的技术问题。
【技术实现步骤摘要】
一种主镜和次镜之间的支撑结构
[0001]本专利技术属于空间遥感相机光机结构的
使用本结构装置可以有效减小主镜和次镜之间结构的连接重量,达到消杂光、超轻量化设计和超稳定性设计的目标。
技术介绍
[0002]空间光学相机一般采用三反消像差光学系统,光线先入射到主镜11后反射到次镜12上后再反射至三镜。经过三镜反射后汇聚到焦面。空间遥感相机主镜11和次镜12之间的位置精度和温度稳定性要求非常高。传统的遥感相机主镜11和次镜12之间一般采用一个直径大于主镜11直径的结构筒1,在结构筒1的外边通过径向支撑三杆13连接次镜12,如图1所示。
[0003]采用结构筒和径向支撑三杆的支撑结构形式,可以最大限度减小对入射光线的遮拦,同时为了保证主次镜之间位置的温度稳定性。一般对结构筒和径向支撑三杆进行精密控温。这种结构形式虽然可以减小遮拦,但主次之间的支撑结构尺寸空间大,重量大,且需要的热控资源较多,主次镜之间支撑结构温度梯度较大,结构不稳定。若对次镜三杆通过外部增加热管和热控多层,三杆支撑结构的外形尺寸将成倍变大,同时光学遮拦也变大
技术实现思路
[0004]本专利技术解决的技术问题是:克服现有技术的不足,提供了一种主镜和次镜之间的支撑结构,简化结构形式,将支撑结构与热控结构有机结合。将解决主次镜之间支撑结构稳定性要高、尺寸较大、重量重、占用热控资源多的技术问题。
[0005]本专利技术的技术解决方案是:
[0006]一种主镜和次镜之间的支撑结构,包括中心筒,中心筒的一端连接次镜、另一端中穿过主镜的中心孔与相机主支撑结构连接;
[0007]中心筒包括依次连接的次镜连接环、支撑杆、圆筒部、支撑环,次镜连接环用于连接次镜,支撑杆沿着次镜连接环轴线方向延伸、并连接次镜连接环和圆筒部,支撑环穿过主镜的中心孔与相机主支撑结构连接。
[0008]所述支撑杆设置三个,三个支撑杆在支撑环圆周方向成120
°
均布。
[0009]所述支撑杆、次镜连接环、圆筒部和支撑环内部均设有连通的毛细槽道,毛细槽道内部灌液氨、并对毛细槽道的端部进行封闭。
[0010]所述毛细槽道沿着圆筒部的轴向方向分布。
[0011]所述圆筒部内壁连接有光栏,光栏为圆环形,用于遮挡视场外的杂散光。
[0012]所述次镜连接环包括圆环部和锥筒部,锥筒部的小直径端与圆环部的外侧边缘连接,锥筒部的大直径端位于圆环部朝向圆筒部的一侧。支撑杆的一端连接于圆环部和锥筒部朝向圆筒部的一侧,支撑杆的另一端连接于圆筒部的外壁,且沿着靠近支撑环的方向,支撑杆的端部外侧逐渐靠近圆筒部的外表面。
[0013]所述中心筒通过一体3D打印成型。
[0014]所述中心筒材质为SiC、invar、铝合金、或钛合金。
[0015]所述中心筒的支撑杆形成回转体的最大外径为D3,圆筒部的外径为D2,圆筒部到次镜连接环之间的距离为L,支撑杆的厚度为t,D3、D2、L和t满足下列关系
[0016]t≤μπr/3
[0017]。
[0018]所述圆筒部的内径为D1,D1应大于次镜反射回去的光锥最大半径,D2应不遮挡经主镜反射到达次镜的光线。
[0019]综上所述,本申请至少包括以下有益技术效果:
[0020]本专利技术将简化主次镜之间支撑结构形式,实现的支撑结构和热控结构的有机结合,降低结构重量,降低热控设计功耗。在空间光学遥感器主次之间的连接中有广泛应用。
附图说明
[0021]图1为
技术介绍
中传统的支撑的结构示意图;
[0022]图2为本申请实施例中的中心筒的结构示意图,其中图2a为中心筒的外观图,图2b为中心筒的剖视图;
[0023]图3为中心筒的结构图;
[0024]图4为中心筒的主要尺寸的确定;
[0025]图5为中心筒设计参数。
[0026]附图标记说明:1、结构筒;11、主镜;12、次镜;13;径向支撑三杆;
[0027]2、次镜连接环;21、圆环部;22、锥筒部;3、支撑杆;31、毛细槽道;4、圆筒部;41、光栏;5、支撑环;6、相机主支撑结构。
具体实施方式
[0028]下面结合附图和具体实施例对本申请作进一步详细的描述:
[0029]本申请实施例公开一种主镜和次镜之间的支撑结构,如图2a所示,包括中心筒,主镜11和次镜12之间采用中心筒支撑,中心筒穿过主镜11中心孔与相机主支撑结构6连接。
[0030]中心筒结构形式如下图2a和b所示,中心筒包括次镜连接环2、支撑杆3、圆筒部4、支撑环5。中心筒的各部分通过一体3D打印成型。次镜连接环2用于与次镜12连接,为次镜12提供支撑,支撑杆3连接于次镜连接环2于圆筒部4之间,支撑杆3沿着次镜连接环2的轴向延伸,支撑环5连接于圆筒部4远离次镜连接环2的一端,支撑环5穿过主镜11中心孔与相机主支撑结构6连接。支撑杆3设置三个,三个支撑杆3连接支撑环5和次镜连接环2。三个支撑杆3在支撑环5圆周方向成120
°
均布。中心筒采用一体打印成型,在支撑杆3、次镜连接环2、圆筒部4和支撑环5内部均打印出连通的毛细槽道31,且毛细槽道31沿着圆筒部4的轴向方向分布,毛细槽道31内部灌液氨、并对毛细槽道31的端部进行封闭,得到毛细管道。当中心筒不同位置有温度偏差时,内部的毛细管道将开始工作,让中心筒温度保持在同一个温度水平。圆筒部4内壁连接有光栏41,光栏41为圆环形,用于遮挡视场外的杂散光。
[0031]相对于传统的前镜筒和次镜12三杆支撑方案,径向支撑三杆13遮挡光线在光线入射主镜11之前,而本申请的中心筒遮挡从主镜11往次镜12汇聚的光线。遮挡的位置在光线
经过主镜11反射后。中心筒一般采用SiC或invar或铝合金或钛合金等。中心筒将热管通过3D打印的方式预埋在支撑结构内部,减小了支撑结构热控的尺寸和重量,降低了支撑结构的温度梯度,实现支撑结构较好的热稳定性。
[0032]通过上述结构,中心筒的主要功能如下:1)为次镜12提供支撑;2)保持主次镜12之间的热稳定性;3)消除视场外的杂散光。
[0033]次镜连接环2包括圆环部21和锥筒部22,锥筒部的小直径端与圆环部的外侧边缘连接,锥筒部的大直径端位于圆环部朝向圆筒部4的一侧。支撑杆3的一端连接于圆环部和锥筒部朝向圆筒部4的一侧,支撑杆3的另一端连接于圆筒部4的外壁,且沿着靠近支撑环5的方向,支撑杆3的端部外侧逐渐靠近圆筒部4的外表面。次镜连接环2的设置,提高了支撑杆3与次镜连接环2之间连接的稳定性。
[0034]主次镜12之间的支撑结构主要有以下创新:
[0035]1)次镜12支撑结构(中心筒)通过主镜11中心孔与相机主结构连接并实现对次镜12结构的支撑和固定。结构尺寸小、形式简单、重量轻、频率高,结构刚度好。
[0036]2)次镜12支撑结构(中心筒)内部通过3D打印预埋热管,实现热管与支撑结构的有机结合。节省了热控元件的重量本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种主镜和次镜之间的支撑结构,其特征在于:包括中心筒,中心筒的一端连接次镜(12)、另一端中穿过主镜(11)的中心孔与相机主支撑结构(6)连接;中心筒包括依次连接的次镜连接环(2)、支撑杆(3)、圆筒部(4)、支撑环(5),次镜连接环(2)用于连接次镜(12),支撑杆(3)沿着次镜连接环(2)轴线方向延伸、并连接次镜连接环(2)和圆筒部(4),支撑环(5)穿过主镜(11)的中心孔与相机主支撑结构(6)连接。2.根据权利要求1所述的一种主镜和次镜之间的支撑结构,其特征在于:所述支撑杆(3)设置三个,三个支撑杆(3)在支撑环(5)圆周方向成120
°
均布。3.根据权利要求1所述的一种主镜和次镜之间的支撑结构,其特征在于:所述支撑杆(3)、次镜连接环(2)、圆筒部(4)和支撑环(5)内部均设有连通的毛细槽道(31),毛细槽道(31)内部灌液氨、并对毛细槽道(31)的端部进行封闭。4.根据权利要求3所述的一种主镜和次镜之间的支撑结构,其特征在于:所述毛细槽道(31)沿着圆筒部(4)的轴向方向分布。5.根据权利要求1所述的一种主镜和次镜之间的支撑结构,其特征在于:所述圆筒部(4)内壁连接有光栏(41),光栏(41)为圆环形,用于遮挡视场外的杂散光。6....
【专利技术属性】
技术研发人员:周小华,刘涌,王芸,王小勇,
申请(专利权)人:北京空间机电研究所,
类型:发明
国别省市:
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