一種應(yīng)用于航天器的大型可展遮光罩機構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種應(yīng)用于航天器的大型可展遮光罩機構(gòu)，主要由直線式展開驅(qū)動組件和級聯(lián)式套筒組件組成。其中，直線式展開驅(qū)動組件的主題輕量化的碳纖維桿組成的平行四邊形機構(gòu)，具有高收納比和較輕的質(zhì)量。三級套筒組件由三層級聯(lián)的套筒串聯(lián)，通過驅(qū)動組件的帶動完成收攏和展開。該遮光罩可為大型光學(xué)載荷提供在軌的遮光作用，結(jié)構(gòu)上大量運用輕量化、低摩阻設(shè)計，具有輕質(zhì)量和高可靠性，是一種在航天器上有較強應(yīng)用價值的空間可展機構(gòu)。
【專利說明】—種應(yīng)用于航天器的大型可展遮光罩機構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請涉及一種應(yīng)用于航天器的大型可展遮光罩機構(gòu)，具體地說，是一種通過直線式展開驅(qū)動組件上、下伸展，帶動三級套筒的展開和收攏，最終實現(xiàn)對大型載荷的遮光的作用。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽時空間光學(xué)系統(tǒng)最主要的雜散光源。一個成型的光學(xué)系統(tǒng)其抑制雜光的能力主要由光學(xué)系統(tǒng)的形式和結(jié)構(gòu)形式?jīng)Q定。光學(xué)系統(tǒng)確定后，對外雜光的抑制主要依靠遮光罩，它可對來自太陽、月亮或反射太陽光的地球的雜散光進行抑制，保證較高的信噪比、保持望遠鏡結(jié)構(gòu)的熱穩(wěn)定性。通過合適的擋光環(huán)設(shè)計，還能減小內(nèi)部的雜散光，以提高成像效果O
[0003]目前中小型的光學(xué)系統(tǒng)主要采用固定式的遮光罩，己經(jīng)有許多遮光罩在空間望遠鏡上得到應(yīng)用，但多數(shù)是不可展的，這種方式由于受到運載的包絡(luò)限制，其尺寸和遮光性能受到限制。因此，對于將來的可展開光學(xué)系統(tǒng)，遮光罩將更多的采用折疊、展開的形式，即:發(fā)射時遮光罩折疊收攏，入軌后再展開。由于遮光罩工作在外太空環(huán)境，維護不便，而且受到發(fā)射力學(xué)環(huán)境影響，遮光罩必須保證有較高的可靠度和較輕的重量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對上述需求，本發(fā)明的目的在于設(shè)計實現(xiàn)了應(yīng)用于航天器的大型可展遮光罩機構(gòu)，通過直線式展開驅(qū)動組件上、下伸展，帶動三級套筒的展開和收攏，最終實現(xiàn)對大型載荷的遮光的作用。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
[0006]一種應(yīng)用于航天器的大型可展遮光罩機構(gòu)，其特征在于:包括直線式展開驅(qū)動組件和級聯(lián)式套筒組件，所述直線式展開驅(qū)動組件可以上、下伸展，帶動外筒運動，運動沿著外筒、中筒和內(nèi)筒的的路徑傳遞，實現(xiàn)整個遮光罩的展開和收攏；每一個所述的級聯(lián)式套筒組件的主承力結(jié)構(gòu)由四根豎梁連接上下圈組成，所述的豎梁由高剛度的碳纖維桿加工，呈90°均布在上圈和下圈的圓周上，保證每個級聯(lián)式套筒都具有剛度。
[0007]每一個級聯(lián)式套筒都是用遮光布將筒圍住，所述的遮光布采用輕量化的多層結(jié)構(gòu)制作，具有良好的遮光隔熱的作用，筒的上下圈之間拉出12根桁條，為遮光布提供支撐的作用，將所述的遮光布的外形約束為筒狀，最終起到很好的遮光的作用。
[0008]所述直線式展開驅(qū)動組件采用菱形框架構(gòu)型，共分為5個大小一致的菱形，另有短臂與下臂構(gòu)成一小菱形，當(dāng)小菱形角點被驅(qū)動時，直線位移放大共由小菱形與大菱形的比例和大菱形的個數(shù)決定。
[0009]當(dāng)小菱形和大菱形邊長比為1:4時，共有5個大菱形，從絲杠組件輸出的直線位移將被放大4X 5倍，實現(xiàn)大距離直線位移輸出。
[0010]所述的直線式展開驅(qū)動組件有兩組，以180°的角度布置在套筒組件的兩側(cè)，保證級聯(lián)式套筒在被驅(qū)動時整體處于受力平衡狀態(tài)，保證驅(qū)動的穩(wěn)定。
[0011]由于采用了以上的技術(shù)方案，使得本發(fā)明具有以下的優(yōu)點:
[0012]1、與傳統(tǒng)的光學(xué)系統(tǒng)相比，本發(fā)明設(shè)計構(gòu)型簡單，具有良好的加工工藝性和裝配工藝性。
[0013]2、本發(fā)明設(shè)計的驅(qū)動組件受電機絲杠的驅(qū)動，整個遮光罩的運動穩(wěn)定可靠。
[0014]3、套筒組件通過高剛度的設(shè)計，使遮光罩在伸展?fàn)顟B(tài)下基頻較高，不會與航天器上的振源耦合。
[0015]4、通過采用復(fù)合材料碳纖維和零件構(gòu)型輕量化設(shè)計，整個機構(gòu)質(zhì)量較輕，符合航天器需求。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明的應(yīng)用于航天器的大型可展遮光罩機構(gòu)的示意圖。
[0017]圖2是本發(fā)明的采用菱形框架構(gòu)型的直線式展開驅(qū)動組件的示意圖。
[0018]圖中，I 一左驅(qū)動組件，II一右驅(qū)動組件，III—內(nèi)筒組件，IV—中筒組件，V—外筒組件，1、外筒下圈，2、外筒上圈，3、外筒豎梁，4、外筒桁條，5、外筒定塊、6、中筒滑塊，7、外筒遮光布，8、外筒連接塊。
【具體實施方式】
[0019]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明。
[0020]如圖1所示，本發(fā)明中的一種應(yīng)用于航天器的大型可展遮光罩機構(gòu)，包括直線式展開驅(qū)動組件和級聯(lián)式套筒組件，所述直線式展開驅(qū)動組件可以上、下伸展，帶動外筒運動，運動沿著外筒、中筒和內(nèi)筒的的路徑傳遞，實現(xiàn)整個遮光罩的展開和收攏；每一個所述的級聯(lián)式套筒組件的主承力結(jié)構(gòu)由四根豎梁連接上下圈組成，所述的豎梁由高剛度的碳纖維桿加工，呈90°均布在上圈和下圈的圓周上，保證每個級聯(lián)式套筒都具有剛度。
[0021]本發(fā)明中的一種應(yīng)用于航天器的大型可展遮光罩機構(gòu)中的直線式展開驅(qū)動組件包括左驅(qū)動組件和右驅(qū)動組件；級聯(lián)式套筒組件由內(nèi)筒組件、中筒組件、外筒組件構(gòu)成，每一個級聯(lián)式套筒，外筒下圈、外筒上圈、外筒豎梁、外筒桁條、外筒定塊、中筒滑塊、外筒遮光布、外筒連接塊構(gòu)成。
[0022]每一個級聯(lián)式套筒都是用遮光布將筒圍住，所述的遮光布采用輕量化的多層結(jié)構(gòu)制作，具有良好的遮光隔熱的作用，筒的上下圈之間拉出12根桁條，為遮光布提供支撐的作用，將所述的遮光布的外形約束為筒狀，最終起到很好的遮光的作用。
[0023]所述的直線式展開驅(qū)動組件有兩組，以180°的角度布置在套筒組件的兩側(cè)，保證級聯(lián)式套筒在被驅(qū)動時整體處于受力平衡狀態(tài)，保證驅(qū)動的穩(wěn)定。
[0024]如圖2所示，所述直線式展開驅(qū)動組件采用菱形框架構(gòu)型，共分為5個大小一致的菱形，另有短臂與下臂構(gòu)成一小菱形，當(dāng)小菱形角點被驅(qū)動時，直線位移放大共由小菱形與大菱形的比例和大菱形的個數(shù)決定。當(dāng)小菱形和大菱形邊長比為1:4時，共有5個大菱形，從絲杠組件輸出的直線位移將被放大4 X 5倍，實現(xiàn)大距離直線位移輸出。
[0025]本發(fā)明的一種應(yīng)用于航天器的大型可展遮光罩機構(gòu)與傳統(tǒng)的光學(xué)系統(tǒng)相比，本設(shè)計構(gòu)型簡單，具有良好的加工工藝性和裝配工藝性；本發(fā)明設(shè)計的驅(qū)動組件受電機絲杠的驅(qū)動，整個遮光罩的運動穩(wěn)定可靠；套筒組件通過高剛度的設(shè)計，使遮光罩在伸展?fàn)顟B(tài)下基頻較高，不會與航天器上的振源耦合；通過采用復(fù)合材料碳纖維和零件構(gòu)型輕量化設(shè)計，整個機構(gòu)質(zhì)量較輕，符合航天器需求。
[0026]盡管本發(fā)明的內(nèi)容已經(jīng)通過上述優(yōu)選實施例作了詳細介紹，但應(yīng)當(dāng)認識到上述的描述不應(yīng)被認為是對本發(fā)明的限制。在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀了上述內(nèi)容后，對于本發(fā)明的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)由所附的權(quán)利要求來限定。
【權(quán)利要求】
1.一種應(yīng)用于航天器的大型可展遮光罩機構(gòu)，其特征在于:包括直線式展開驅(qū)動組件和級聯(lián)式套筒組件，所述直線式展開驅(qū)動組件可以上、下伸展，帶動外筒運動，運動沿著外筒、中筒和內(nèi)筒的的路徑傳遞，實現(xiàn)整個遮光罩的展開和收攏；每一個所述的級聯(lián)式套筒組件的主承力結(jié)構(gòu)由四根豎梁連接上下圈組成，所述的豎梁由高剛度的碳纖維桿加工，呈90°均布在上圈和下圈的圓周上，保證每個級聯(lián)式套筒都具有剛度。
2.如權(quán)利要求1所示的一種應(yīng)用于航天器的大型可展遮光罩機構(gòu)，其特征在于，每一個級聯(lián)式套筒都是用遮光布將筒圍住，所述的遮光布采用輕量化的多層結(jié)構(gòu)制作，具有良好的遮光隔熱的作用，筒的上下圈之間拉出12根桁條，為遮光布提供支撐的作用，將所述的遮光布的外形約束為筒狀，最終起到很好的遮光的作用。
3.如權(quán)利要求1所示的一種應(yīng)用于航天器的大型可展遮光罩機構(gòu)，其特征在于，所述直線式展開驅(qū)動組件采用菱形框架構(gòu)型，共分為5個大小一致的菱形，另有短臂與下臂構(gòu)成一小菱形，當(dāng)小菱形角點被驅(qū)動時，直線位移放大共由小菱形與大菱形的比例和大菱形的個數(shù)決定。
4.如權(quán)利要求3所示的一種應(yīng)用于航天器的大型可展遮光罩機構(gòu)，其特征在于，當(dāng)小菱形和大菱形邊長比為1:4時，共有5個大菱形，從絲杠組件輸出的直線位移將被放大4 X 5倍，實現(xiàn)大距離直線位移輸出。
5.如權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于航天器的大型可展遮光罩機構(gòu)，其特征在于，所述的直線式展開驅(qū)動組件有兩組，以180°的角度布置在套筒組件的兩側(cè)，保證級聯(lián)式套筒在被驅(qū)動時整體處于受力平衡狀態(tài)，保證驅(qū)動的穩(wěn)定。
【文檔編號】B64G1/46GK103693214SQ201310658895
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年12月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月6日
【發(fā)明者】薛景賽, 周徐斌, 王萌, 王智磊, 杜三虎 申請人:上海衛(wèi)星工程研究所