[实用新型]空间观测光学遥感器特大口径可展开主镜精密锁定装置

说明书

技术领域

本技术属于空间光学精密展开机构领域，特别是一种实现精密锁定的空间观测光学遥感器特大口径可展开主镜锁定装置。

背景技术

随着空间相机技术的快速发展和需求的不断提高，对空间相机分辨率的要求越来越高，而提高分辨率的基本途径是增大光学系统的口径。空间观测光学遥感器特大口径(≥4m)主镜如采用传统的整体式大口径光学系统，考虑能量和传递函数等的要求，光学系统口径很大，焦距很长(≥35m)，主镜很重(18,000kg)。若采用传统的减重方法轻量化，主镜仍将超过5,000kg，整个相机重量预计将达到15,000kg。特大口径的光学系统采用传统的方法无论从反射镜材料、结构、支撑、制造工艺和检测方法都难以实现，相机的体积和质量也将导致发射极为困难，而且在空间失重和地面自重状态下光学元件面形的差异也将更加严重，其对成像质量的影响制约了相机性能的进一步提高。

空间观测光学遥感器特大口径主镜采用可展开主镜，可展开主镜由一些较小尺寸的分块镜组成，系统折叠后发射，入轨后经过解锁、展开、锁定，按设计方式展开“拼接”成一个共相位主镜。为了满足光学成像要求，展开机构必须具有高展开精度(微米量级)、足够的刚度和稳定性(纳米量级)，空间精密展开机构是空间可展开光学系统的重要组成部分，也是其关键和基础，主镜展开机构的精度和稳定性直接影响和决定着镜子主动控制系统的复杂性和成本，锁定机构对于展开定位精度和展开后稳定性的影响最大。因此锁定机构是实现上述系统的关键技术。

国外对这方面的研究刚开始，国内还未有这方面的研究。国外研究的锁定装置其定位和锁紧是一体的，一般是通过定位销的形式或通过精密螺栓的方式实现定位和锁紧。但这些方式对定位销或精密螺栓的加工要求极高，制造难度大，很难实现较高的定位精度，锁紧力较难改变和较难测量；同时对动载荷扰动的敏感度较大，设计良好的锁定机构重复精度和稳定性精度也只是在微米量级，较高精度要求一体化的锁定机构在空间环境下易发生冷焊现象，因此很难满足光学遥感器特大口径可展开主镜精密锁定机构的要求。

实用新型内容

本实用新型的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种分别实现定位和锁紧的锁定装置，实现光学遥感器特大口径可展开主镜的锁定，满足结构简单、高精度定位和高稳定锁紧的要求。

本实用新型的技术解决方案是：空间观测光学遥感器特大口径可展开主镜精密锁定装置，包括定位装置和锁紧装置；定位装置由限制三个自由度的A组定位块、限制两个自由度的B组定位块和限制一个自由度的C组定位块组成；A组定位块由固定在主镜中间镜支撑结构上的母定位块A_母和固定在主镜分块镜支撑结构上的子定位块A_子组成；B组定位块由固定在主镜中间镜支撑结构上的母定位块B_母和固定在主镜分块镜支撑结构上的子定位块B_子组成；C组定位块由固定在主镜中间镜支撑结构上的母定位块C_母和固定在主镜分块镜支撑结构上的子定位块C_子组成。锁紧装置由固定弹簧螺母、前基座、弹簧、锁紧螺母、后基座、推力轴承、锁紧螺栓、减速器和步进电机组成；步进电机、减速器、推力轴承、后基座、锁紧螺栓固定在主镜中间镜支撑结构上，减速器后端连接步进电机，前端与后基座和锁紧螺栓连接，推力轴承的外径与后基座连接，内径与锁紧螺栓连接；锁紧螺母、前基座、弹簧和固定弹簧螺母固定在主镜分块镜支撑结构上，锁紧螺母位于前基座内，锁紧螺母前端通过固定弹簧螺母压紧弹簧。

A_子为一球台，中心开有连接孔。A_母为一与A_子的球台相配合的凹槽，凹槽内表面为三个均布的斜面，凹槽底面中心开有连接孔。斜面与底面成45°；B_子为一球台，中心开有连接孔。B_母为一与B_子的球台相配合的凹槽，凹槽内表面为两个均布的斜面，凹槽底面中心开有连接孔。斜面与底面成45°；C_子为一后端带有螺纹的球头。C_母为一后端带有螺纹的平面。

定位装置还可以包括限制一个自由度的D组定位块，D组定位块由固定在主镜中间镜支撑结构上的母定位块D_母和固定在主镜分块镜支撑结构上的子定位块D_子组成。

锁定装置的数量大于2。