中小型離軸三反空間相機桁架式主支撐結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于航空航天技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于中小型離軸三反空間相機的桁架式主支撐結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中，離軸三反空間相機一般采用框架式主支撐結(jié)構(gòu)和桁架式主支撐結(jié)構(gòu)；框架式主支撐結(jié)構(gòu)比剛度低，加工工藝要求高。桁架式主支撐結(jié)構(gòu)采用靈活組裝元件方法，降低了制造加工難度，同時克服了框架式結(jié)構(gòu)比剛度低的缺點，已成為發(fā)展較快的一種空間結(jié)構(gòu)形式。另外，采用金屬合金材料的桁架結(jié)構(gòu)在重量控制和加工方面難度都很大，碳纖維材料由于具有比剛度、比強度高，熱膨脹系數(shù)小的特點，在空間相機主支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計中得到了廣泛地應(yīng)用。
[0003]“光電工程”期刊2014年12月第41卷第12期公開了一篇名稱為大型離軸空間相機桁架支撐結(jié)構(gòu)的設(shè)計的技術(shù)方案；該結(jié)構(gòu)通過設(shè)計中間安裝基板，使用雙層桁架結(jié)構(gòu)來縮短單桿的長度，在提高支桿一階頻率的同時增大了桁架桿的布置空間，對大型離軸三反光機系統(tǒng)很適用。與大型離軸空間相機主支撐結(jié)構(gòu)不同，在中小型離軸空間相機桁架式主支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中支桿一般不再是結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)。中小型離軸空間相機桁架式主支撐結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)緊湊，桁架桿布置空間狹小，結(jié)構(gòu)件加工裝調(diào)難度較大，往往不僅需要固定次鏡組件，而且需要固定折疊鏡組件，同時需要避免主支撐結(jié)構(gòu)遮攔光線，并滿足系統(tǒng)嚴格的精度和質(zhì)量要求。中小型離軸三反光機系統(tǒng)桁架式主支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計難度較大，已公開的大型離軸空間相機桁架支撐結(jié)構(gòu)不能滿足該類光學(xué)系統(tǒng)的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提出一種中小型離軸三反空間相機桁架式主支撐結(jié)構(gòu)，解決現(xiàn)有技術(shù)存在的中小型離軸空間相機支撐結(jié)構(gòu)不能滿足光學(xué)系統(tǒng)要求的問題。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的中小型離軸三反空間相機桁架式主支撐結(jié)構(gòu)包括主三鏡安裝基板、折疊鏡安裝基板、次鏡安裝基板、折疊鏡桁架組件和次鏡桁架組件；
[0006]所述折疊鏡安裝基板和次鏡安裝基板分別通過折疊鏡桁架組件和次鏡桁架組件與所述主三鏡安裝基板定位連接；
[0007]所述折疊鏡桁架組件包括六根桁架桿、上接頭和下接頭；六根桁架桿上端通過上接頭與所述折疊鏡安裝基板定位連接，下端通過下接頭與所述主三鏡安裝基板定位連接；所述折疊鏡桁架組件俯視呈“C”形布局；
[0008]所述次鏡桁架組件包括六根桁架桿、上接頭和下接頭；六根桁架桿上端通過上接頭與所述次鏡安裝基板定位連接，下端通過下接頭與所述主三鏡安裝基板定位連接；所述次鏡桁架組件俯視呈“非”形布局。
[0009]所述折疊鏡桁架組件的六根桁架桿上端通過三個上接頭與折疊鏡安裝基板下端面固定連接，折疊鏡通過柔性結(jié)構(gòu)與折疊鏡安裝基板上端面固定連接，三個上接頭在折疊鏡安裝基板下端面的固定位置與柔性結(jié)構(gòu)在折疊鏡安裝基板上端面的固定位置相對應(yīng)，相鄰兩根桁架桿共用一個上接頭；所述六根桁架桿下端通過四個下接頭與所述主三鏡安裝基板定位連接，中間的四根桁架桿中相鄰的兩個共用一個下接頭。
[0010]折疊鏡桁架組件中，同一個上接頭處的兩根桁架桿組成的平面與所述主三鏡安裝基板表面垂直，不同上接頭處的桁架桿組成的平面彼此之間平行或垂直。
[0011]折疊鏡桁架組件中共用同一上接頭的兩個桁架桿關(guān)于該上接頭對稱面對稱；六根桁架桿整體對稱分布。
[0012]所述折疊鏡安裝基板在與上接頭連接處對應(yīng)位置設(shè)置有沉頭孔。
[0013]所述次鏡桁架組件的六個下接頭成兩排在主三鏡安裝基板上對稱分布，六個下接頭分別與一個桁架桿下端連接，每排下接頭中兩端的兩個下接頭共用一個上接頭與所述次鏡安裝基板定位連接，兩排下接頭中中間的兩個下接頭共用一個上接頭與所述次鏡安裝基板定位連接。
[0014]次鏡桁架組件中，同一個上接頭處的兩根桁架桿關(guān)于該上接頭的對稱面對稱；六根桁架桿整體對稱分布。
[0015]上接頭或下接頭設(shè)計有與所在側(cè)面呈90°的圓柱形法蘭接口。
[0016]所述桁架桿與上接頭或下接頭的圓柱形法蘭接口之間采用膠接方式連接。
[0017]所述桁架桿為碳纖維空心圓柱桿。
[0018]本發(fā)明的有益效果為:本發(fā)明的中小型離軸三反空間相機桁架式主支撐結(jié)構(gòu)在整體結(jié)構(gòu)上采用了碳纖維復(fù)合材料桁架桿結(jié)合鈦合金安裝基板。次鏡桁架組件通過上接頭與次鏡安裝基板定位連接，折疊鏡桁架組件通過上接頭與折疊鏡安裝基板定位連接，主鏡和三鏡分別通過柔性結(jié)構(gòu)與主三鏡安裝基板定位連接。相機次鏡安裝基板和折疊鏡安裝基板分別通過次鏡桁架組件和折疊鏡桁架組件與主三鏡安裝基板定位連接。次鏡組件支撐結(jié)構(gòu)中，六根桁架桿通過三個上接頭與次鏡安裝基板下端面固定連接，三個上接頭在次鏡安裝基板下端面的固定位置與柔性結(jié)構(gòu)在次鏡安裝基板上端面的安裝位置相對應(yīng)。折疊鏡組件支撐結(jié)構(gòu)中，六根桁架桿通過三個上接頭與折疊鏡安裝基板下端面固定連接，三個上接頭在折疊鏡安裝基板下端面的固定位置與柔性結(jié)構(gòu)在折疊鏡安裝基板上端面的安裝位置相對應(yīng)。
[0019]本發(fā)明的中小型離軸三反空間相機桁架式主支撐結(jié)構(gòu)對次鏡安裝基板和折疊鏡安裝基板進行了高精度固定。將次鏡安裝基板和折疊鏡安裝基板分別通過次鏡桁架組件和折疊鏡桁架組件與主三鏡安裝基板定位連接，可以避免次鏡和折疊鏡間誤差的耦合，同時降低結(jié)構(gòu)的裝調(diào)難度。該相機主支撐結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)緊湊，狹小空間內(nèi)桁架桿布局合理，滿足了系統(tǒng)的遮攔比要求。此外，碳纖維桁架式結(jié)構(gòu)的使用大大降低了相機主支撐結(jié)構(gòu)的重量。該空間相機主支撐結(jié)構(gòu)加工難度低，剛度、精度高，質(zhì)量輕，有利于桁架式主支撐結(jié)構(gòu)在中小型離軸三反相機中的應(yīng)用。
【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明的中小型離軸三反空間相機桁架式主支撐結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2為本發(fā)明的中小型離軸三反空間相機桁架式主支撐結(jié)構(gòu)俯視圖；
[0022]圖3為本發(fā)明的中小型離軸三反空間相機桁架式主支撐結(jié)構(gòu)的折疊鏡桁架組件結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖4為本發(fā)明的中小型離軸三反空間相機桁架式主支撐結(jié)構(gòu)的折疊鏡安裝基板結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖5為本發(fā)明的中小型離軸三反空間相機桁架式主支撐結(jié)構(gòu)的上接頭結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖6為本發(fā)明的中小型離軸三反空間相機桁架式主支撐結(jié)構(gòu)的桁架桿結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖7為本發(fā)明的中小型離軸三反空間相機桁架式主支撐結(jié)構(gòu)的桁架桿和上接頭套接結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]其中:1、主三鏡安裝基板，2、折疊鏡桁架組件下接頭A，3、折疊鏡桁架組件下接頭B，4、折疊鏡桁架組件桁架桿A!，5、折疊鏡桁架組件桁架桿B!，6、折疊鏡桁架組件桁架桿Απ，7、折疊鏡桁架組件上接頭B，8、折疊鏡桁架組件上接頭A!，9、折疊鏡安裝基板，10、次鏡桁架組件上接頭B，11、次鏡桁架組件上接頭A:，12、次鏡安裝基板，13、次鏡桁架組件上接頭Απ，14、折疊鏡桁架組件上接頭Απ，15、折疊鏡桁架組件桁架桿Am，16、折疊鏡桁架組件桁架桿Aw，17、折疊鏡桁架組件桁架桿Βπ，18、折疊鏡桁架組件下接頭C，19、折疊鏡桁架組件下接頭D，20、次鏡桁架組件下接頭Α:，21、次鏡桁架組件桁架桿A:，22、次鏡桁架組件下接頭C，23、次鏡桁架組件桁架桿B!，24、次鏡桁架組件下接頭B!，25、次鏡桁架組件桁架桿Απ，26、次鏡桁架組件下接頭Απ，27、次鏡桁架組件桁架桿Am，28、次鏡桁架組件下接頭D，29、次鏡桁架組件桁架桿Βπ，30、次鏡桁架組件下接頭Βπ，31、次鏡桁架組件桁架桿。
【具體實施方式】
[0028]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施方式作進一步說明。
[0029]本發(fā)明的中小型離軸三反空間相機桁架式主支撐結(jié)構(gòu)包括主三鏡安裝基板1、折疊鏡安裝基板9、次鏡安裝基板12、折疊鏡桁架組件和次鏡桁架組件；
[0030]所述折疊鏡安裝基板9和次鏡安裝基板12分別通過折疊鏡桁架組件和次鏡桁架組件與所述主三鏡安裝基板1定位連接；
[0031]所述折疊鏡桁架組件包括六根桁架桿、上接頭和下接頭；六根桁架桿上端通過上接頭與所述折疊鏡安裝基板9定位連接，下端通過下接頭與所述主三鏡安裝基板1定位連接；所述折疊鏡桁架組件俯視呈“C”形布局；
[0032]所述次鏡桁架組件包括六根桁架桿、上接頭和下接頭；六根桁架桿上端通過上接頭與所述次鏡安裝基板12定位連接，下端通過下接頭與所述主三鏡安裝基板1定位連接；所述次鏡桁架組件俯視呈“非”形布局。
[0033]所述折疊鏡桁架組件的六根桁架桿上端通過三個上接頭與折疊鏡安裝基板9下端面固定連接，折疊鏡通過柔性結(jié)構(gòu)與折疊鏡安裝基板9上端面固定連接，柔性結(jié)構(gòu)通過折疊鏡組件墊片與所述折疊鏡安裝基板9固定連接，三個上接頭在折疊鏡安裝基板9下端面的固定位置與柔性結(jié)構(gòu)在折疊鏡安裝基板9上端面的固定位置相對應(yīng)，相鄰兩根桁架桿共用一個上接頭；所述六根桁架桿下端通過四個下接頭與所述主三鏡安裝基板1定位連接，中間的四根桁架桿相鄰的兩個共用一個下接頭。
[0034]折疊鏡桁架組件中，同一個上接頭處的兩根桁架桿組成的平面與所述主三鏡安裝基板1表面垂直，不同上接頭處的桁架桿組成的平面彼此之間平行或垂直。
[0035]折疊鏡桁架組件中共用同一上接頭的兩個桁架桿關(guān)于該上接頭對稱面對稱；六根桁架桿整體對稱分布。
[0036]所述折疊鏡安裝基板9在與上接頭連接位置處對應(yīng)位置設(shè)置有沉頭孔；將折疊鏡組件墊片的安裝位置和折疊鏡桁架組件中的上接頭安裝位置在空間上分離開。
[0037]所述次鏡桁架組件的六個下接頭成兩排在主三鏡安裝基板1上對稱分布，六個下接頭分別與一個桁架桿下端連接，每排下接頭中兩端的兩個下接頭共用一個上接頭與所述次鏡安裝基板12定位連接，兩排下接頭中中間的兩個下接頭共用一個上接頭與所述次鏡安裝基板12定位連接。
[0038]次鏡桁架組件中，同一個上接