一种适用于多通道高光谱红外相机的结构系统技术方案

本发明专利技术涉及航天光学遥感仪器设备技术领域，所要解决的技术问题是提供一种适用于多通道高光谱红外相机的结构系统，包括底架子系统、支撑架子系统以及光学基准板子系统，所述支撑架子系统安装在底架子系统上，所述光学基准板子系统包括分别位于两侧的边侧光学基准板以及位于中间的中间光学基准板，所述边侧光学基准板和中间光学基准板分别与支撑架子系统固定并竖直安装在底架子系统上，所述边侧光学基准板设有镜室安装孔和光校孔，所述中间光学基准板设有镜室安装孔、光校孔以及光线通过孔。本发明专利技术结构更为紧凑、光机集成度更高，并且具有较好轻量化效果，为具有光学通道多的新型多通道高光谱红外相机的应用提供了有效可行的实施方案。的实施方案。的实施方案。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于多通道高光谱红外相机的结构系统


[0001]本专利技术涉及航天光学遥感仪器设备
，更具体地，涉及一种适用于多通道高光谱红外相机的结构系统。

技术介绍

[0002]目前，温室气体减排已成为全球各国关注的焦点，而星载红外相机系统则是监测温室气体的重要一环。随着对温室气体种类、组分、全球分布观测要求的提高，空间红外相机朝着连续高精度、高光谱分辨率、高空间分辨率和高采样率观测方向发展。由于空间红外相机的观测通道越来越多，光学元件数量多且尺寸大，低温光学范围大，使得红外相机的结构更加复杂。
[0003]传统高光谱空间红外相机基本采用单一的平板结构作为光学基准，结构相对简单。平板结构设计存在较大冗余，光机集成度相对较低，仅适用于光学通道数较少的红外相机，光学通道数多会使平板结构的尺寸和重量很大。因此，当前常用的平板结构作为光学基准已不适用于具有连续高精度、高光谱分辨率、高空间分辨率的多通道红外相机。在红外相机重量和外形包络尺寸的约束下，设计满足结构力学、热力学以及光学要求，并且适用于多通道高光谱红外相机的结构系统是一个较大的挑战。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在至少在一定程度上解决上述技术问题。
[0005]本专利技术的目的是提供一种适用于连续高精度、高光谱分辨率、高空间分辨率和高采样率观测的多通道高光谱红外相机，并且满足结构力学、热力学、光学以及轻量化、结构紧凑等设计要求的结构系统。
[0006]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种适用于多通道高光谱红外相机的结构系统，包括底架子系统、支撑架子系统以及光学基准板子系统，所述支撑架子系统安装在底架子系统上，所述光学基准板子系统包括分别位于两侧的边侧光学基准板以及位于中间的中间光学基准板，所述边侧光学基准板和中间光学基准板分别与支撑架子系统固定并竖直安装在底架子系统上，所述边侧光学基准板设有镜室安装孔和光校孔，所述中间光学基准板设有镜室安装孔、光校孔以及光线通过孔。
[0007]本专利技术的结构系统包括底架子系统、支架子系统以及光学基准板子系统，红外相机的光学镜片与镜室组装成组装件并分别安装在边侧光学基准板和中间光学基准板的镜室安装孔上，边侧光学基准板之间的光线从中间光学基准板的光线通过孔传递。边侧光学基准板可以安装至少一个通道的光学镜片，中间光学基准板在其两侧共可安装至少两个通道的光学镜片。红外相机的其他零部件，如电子箱、温控系统、制冷系统可以分别安装于底架子系统和支架子系统上，指向系统则可以安装在支架子系统上。光校后，可用遮光板对本专利技术的结构系统进行封闭。
[0008]本专利技术基于竖直安装的边侧光学基准板和中间光学基准板，通过整体的结构系统
进行光学基准传递，实现高刚度、高强度以及结构轻量化设计，解决了传统单一平板结构系统作为光学基准无法适用于连续高精度、高光谱分辨率、高空间分辨率和高采样率观测的多通道高光谱红外相机并且同时满足结构力学、热力学、光学以及轻量化、结构紧凑等设计要求的问题，结构更为紧凑、光机集成度更高，并且具有较好轻量化效果，为具有光学通道多、镜片数量多但外包络尺寸小型化、质量轻量化要求苛刻的新型多通道高光谱红外相机的应用提供了有效可行的实施方案。
[0009]在一个实施方式中，所述底架子系统包括主骨架，所述主骨架包括至少两根横梁以及与横梁垂直设置的多个竖梁，所述横梁与竖梁之间形成多个矩形镂空。主骨架的结构简单紧凑，能够同时满足高刚度和高强度要求并且具有较好的轻量化效果。
[0010]在一个实施方式中，所述底架子系统包括加强杆，所述加强杆呈对角线设于矩形镂空。加强杆用于进一步提高底架子系统的整体刚度和强度，确保使用长久性。
[0011]在一个实施方式中，所述底架子系统包括连接加强件，所述横梁和竖梁为中空结构，所述连接加强件分别设于横梁和竖梁内，所述连接加强件的截面尺寸分别与所在位置的横梁或竖梁的截面尺寸相匹配。连接加强件分别设置于横梁和竖梁设置孔的位置，其上设置对应尺寸的孔，用于提高孔连接的强度和刚度。
[0012]在一个实施方式中，所述支撑架子系统包括前端支架、边侧支杆以及后端支杆，所述边侧光学基准板的两端及所述中间光学基准板的两端分别由前端支架和后端支杆固定，所述边侧光学基准板的一侧由边侧支杆固定。支撑架子系统主要用于将边侧光学基准板和中间光学基准板竖直固定，并且用于红外相机的其他零部件的安装。
[0013]在一个实施方式中，所述边侧光学基准板包括边围板、基准板以及加强板，所述基准板由边围板包围，所述加强板竖直设置在基准板上并将基准板分割成多个子基准板，所述基准板设有所述镜室安装孔和光校孔。加强板用于提高基准板的整体刚度和强度，红外相机的光学镜片与镜室组装成组装件并安装在基准板的镜室安装孔上。
[0014]在一个实施方式中，所述中间光学基准板包括边围板、基准板以及加强板，所述基准板由边围板包围，所述加强板竖直设置在基准板上并将基准板分割成多个子基准板，所述基准板设有所述镜室安装孔、光校孔以及光线通过孔。加强板用于提高基准板的整体刚度和强度，红外相机的光学镜片与镜室组装成组装件并安装在基准板的镜室安装孔上。
[0015]在一个优选实施方式中，所述底架子系统的部分或全部结构采用碳纤维复合材料制成。底架子系统的部分或全部结构可以采用碳纤维复合材料一体成型制成，也可以通过胶粘或者螺栓等连接方式组装而成。
[0016]在一个优选实施方式中，所述支撑架子系统的部分或全部结构采用碳纤维复合材料制成。支撑架子系统的部分或全部结构可以采用碳纤维复合材料一体成型制成，也可以通过胶粘或者螺栓等连接方式组装而成。
[0017]在一个优选实施方式中，所述光学基准板子系统的部分或全部结构采用铝基碳化硅制成。光学基准板子系统的部分或全部结构可以采用铝基碳化硅一体成型制成。
[0018]本专利技术的有益效果是：本专利技术基于竖直安装的边侧光学基准板和中间光学基准板，通过整体的结构系统进行光学基准传递，并且采用多种结构材料相结合的方式，实现高刚度、高强度以及结构轻量化设计，使得整个结构系统模态频率高于100Hz、重量低于50kg、光学基准板最大应力小于160MPa，解决了传统单一平板结构系统作为光学基准无法适用于
连续高精度、高光谱分辨率、高空间分辨率和高采样率观测的多通道高光谱红外相机并且同时满足结构力学、热力学、光学以及轻量化、结构紧凑等设计要求的问题，结构更为紧凑、光机集成度更高，并且具有较好轻量化效果，为具有光学通道多、镜片数量多但外包络尺寸小型化、质量轻量化要求苛刻的新型多通道高光谱红外相机的应用提供了有效可行的实施方案。
附图说明
[0019]图1是本专利技术实施例1的立体结构示意图。
[0020]图2是本专利技术实施例1中底架子系统的平面结构示意图。
[0021]图3是本专利技术实施例1中底架子系统的立体结构示意图。
[0022]图4是本专利技术实施例1中连接加强件的立体结构示意图。
[0023]图5是本专利技术实施例1中支撑本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于多通道高光谱红外相机的结构系统，其特征在于，包括底架子系统、支撑架子系统以及光学基准板子系统，所述支撑架子系统安装在底架子系统上，所述光学基准板子系统包括分别位于两侧的边侧光学基准板以及位于中间的中间光学基准板，所述边侧光学基准板和中间光学基准板分别与支撑架子系统固定并竖直安装在底架子系统上，所述边侧光学基准板设有镜室安装孔和光校孔，所述中间光学基准板设有镜室安装孔、光校孔以及光线通过孔。2.根据权利要求1所述的适用于多通道高光谱红外相机的结构系统，其特征在于，所述底架子系统包括主骨架，所述主骨架包括至少两根横梁以及与横梁垂直设置的多个竖梁，所述横梁与竖梁之间形成多个矩形镂空。3.根据权利要求2所述的适用于多通道高光谱红外相机的结构系统，其特征在于，所述底架子系统包括加强杆，所述加强杆呈对角线设于矩形镂空。4.根据权利要求2所述的适用于多通道高光谱红外相机的结构系统，其特征在于，所述底架子系统包括连接加强件，所述横梁和竖梁为中空结构，所述连接加强件分别设于横梁和竖梁内，所述连接加强件的截面尺寸分别与所在位置的横梁或竖梁的截面尺寸相匹配。5.根据权利要求1所述的适用于多通道高光谱红外相机的结构系统，其特征在于，所述支撑架子系统包括前端支架、边...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁雷，王增伟，雷松涛，杨溢，成龙，
申请(专利权)人：中国科学院上海技术物理研究所，
类型：发明
国别省市：