【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及空间光学相机，尤其涉及一种大口径长焦距同轴空间相机碳纤维主支撑结构。
技术介绍
1、在大口径长焦距同轴光学相机的次镜支撑结构设计中，为了降低光学性能对温度的敏感性要求，近零膨胀的碳纤维是常被采用的一种材料。
2、现有碳纤维支撑结构主要有筒式和桁架杆式两种，筒式结构成型复杂，成型材料选用高性能的碳纤维成本过于昂贵，采用低性能碳纤维材料很难达到较好的设计结果；筒式结构一般为薄壁结构，壁太薄稳定性差，壁过厚不利于轻量化。
3、桁架杆式结构工艺简单，制造成本低，可以选用高性能的碳纤维材料提高结构刚度，但单一桁架杆对杂散光的抑制效果差，为了控制多余杂散光进入系统内影响成像性能，桁架杆的外围多增加一较长的遮光罩，分离的遮光罩对抑制次镜的重力变形起反作用。
技术实现思路
1、本专利技术为解决上述问题，提供一种大口径长焦距同轴空间相机碳纤维主支撑结构，通过采用高性能碳纤维材料的桁架杆和采用低性能碳纤材料的碳纤筒共同完成对次镜结构的支撑，并通过合理铺层设计保证支撑结构近零膨胀，提升了大口径长焦距空间相机对不同温度有的适应能力。
2、本专利技术提供的大口径长焦距同轴空间相机碳纤维主支撑结构，包括中心环、上筒、中筒、支撑架和底筒；其中，上筒、中筒、支撑架和底筒采用碳纤维结构；中心环连接在上筒中，用于放置外部空间相机；上筒与底筒通过支撑架连接；中筒为薄壁正锥形筒，包覆支撑架，并与上筒和底筒相连。
3、进一步的，上筒包括内圈、外圈、支撑件和不少于
4、进一步的，支撑架包括不少于6根的薄壁桁架杆，且每根薄壁桁架杆的两端通过钛合金接头分别与外圈和底筒相连；每根薄壁桁架杆的两端交错，并通过钛合金接头与相邻的薄壁桁架杆相连，使支撑架为与中筒的形状一致的锥形结构。
5、进一步的，薄壁桁架杆的数量满足6+6n（n=1,2,3，……）。
6、进一步的，中筒的两端分别与外圈和底筒相连；中筒的壁厚为0.8mm-1.5mm，并在中筒的内壁布设有与中筒的壁厚一致的筋格。
7、进一步的，底筒为薄壁筒，并在底筒的内部分布有与底筒的壁厚一致的筋格；在底筒的内部沿圆周方向均匀嵌设有用于安装支撑架的镶嵌件，且镶嵌件的位置与底筒的支点对应。
8、进一步的，中心环和镶嵌件采用高体分铝基碳化硅材料。
9、进一步的，中筒与支撑架的温度膨胀系数小于0.5×10-6/k。
10、与现有技术相比，本专利技术能够取得如下有益效果：
11、本专利技术采用高性能碳纤维材料的桁架杆和采用低性能碳纤材料的碳纤筒共同完成对次镜结构的支撑，既节约了成本，又实现了结构的高刚度；同时通过铺层合理设计保证支撑结构近零膨胀的设计，能够使大口径长焦距空间相机对温度有较好的适应性。
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1.一种大口径长焦距同轴空间相机碳纤维主支撑结构，其特征在于，包括中心环、上筒、中筒、支撑架和底筒；其中，所述上筒、中筒、所述支撑架和所述底筒采用碳纤维结构；
2.根据权利要求1的所述的大口径长焦距同轴空间相机碳纤维主支撑结构，其特征在于，所述上筒包括内圈、外圈、支撑件和不少于3个的支板；
3.根据权利要求2的所述的大口径长焦距同轴空间相机碳纤维主支撑结构，其特征在于，所述支撑架包括不少于6根的薄壁桁架杆，且每根薄壁桁架杆的两端通过钛合金接头分别与所述外圈和所述底筒相连；每根薄壁桁架杆的两端交错，并通过所述钛合金接头与相邻的薄壁桁架杆相连，使所述支撑架为与所述中筒的形状一致的锥形结构。
4.根据权利要求3的所述的大口径长焦距同轴空间相机碳纤维主支撑结构，其特征在于，所述薄壁桁架杆的数量满足6+6n（n=1,2,3，……）。
5.根据权利要求1的所述的大口径长焦距同轴空间相机碳纤维主支撑结构，其特征在于，所述中筒的两端分别与所述外圈和所述底筒相连；所述中筒的壁厚为0.8mm-1.5mm，并在所述中筒的内壁布设有与所述中筒的壁厚一致的筋
6.根据权利要求1的所述的大口径长焦距同轴空间相机碳纤维主支撑结构，其特征在于，所述底筒为薄壁筒，并在所述底筒的内部分布有与所述底筒的壁厚一致的筋格；在所述底筒的内部沿圆周方向均匀嵌设有用于安装所述支撑架的镶嵌件，且所述镶嵌件的位置与所述底筒的支点对应。
7.根据权利要求6的所述的大口径长焦距同轴空间相机碳纤维主支撑结构，其特征在于，所述中心环和所述镶嵌件采用高体分铝基碳化硅材料。
8.根据权利要求1的所述的大口径长焦距同轴空间相机碳纤维主支撑结构，其特征在于，所述中筒与所述支撑架的温度膨胀系数小于0.5×10-6/k。
...【技术特征摘要】
1.一种大口径长焦距同轴空间相机碳纤维主支撑结构，其特征在于，包括中心环、上筒、中筒、支撑架和底筒；其中，所述上筒、中筒、所述支撑架和所述底筒采用碳纤维结构；
2.根据权利要求1的所述的大口径长焦距同轴空间相机碳纤维主支撑结构，其特征在于，所述上筒包括内圈、外圈、支撑件和不少于3个的支板；
3.根据权利要求2的所述的大口径长焦距同轴空间相机碳纤维主支撑结构，其特征在于，所述支撑架包括不少于6根的薄壁桁架杆，且每根薄壁桁架杆的两端通过钛合金接头分别与所述外圈和所述底筒相连；每根薄壁桁架杆的两端交错，并通过所述钛合金接头与相邻的薄壁桁架杆相连，使所述支撑架为与所述中筒的形状一致的锥形结构。
4.根据权利要求3的所述的大口径长焦距同轴空间相机碳纤维主支撑结构，其特征在于，所述薄壁桁架杆的数量满足6+6n（n=1,2,3，……）。
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【专利技术属性】
技术研发人员：刘晓丰，贾真，陈哲，冯凯，刘林鹤，刘旭，
申请(专利权)人：长春国宇光学科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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