[发明专利]一种准零膨胀空间光学遥感器支撑结构及方法

权利要求书

1.一种准零膨胀空间光学遥感器支撑结构，包括底部支撑框与顶部支撑框；

其特征在于：

还包括底部接头(8)、顶部接头(9)及位于底部接头(8)与顶部接头(9)之间的n层支撑桁架杆单元；其中n大于等于1；当n大于1时，还包括设置在相邻两层支撑桁架杆单元之间的n-1个环状横梁(16)；

所述顶部接头(9)包括顶部接头安装座(15)与固定在顶部接头安装座(15)上的两个细颈连接件(13)；所述顶部接头安装座(15)固定在顶部支撑框(2)和/或环状横梁(16)上；所述细颈连接件(13)包括大端部(131)及小端部(132)，小端部(132)与顶部接头安装座(15)固连；

所述底部接头(8)包括接头端(81)与底部接头安装面(82)，两个接头端(81)固定在一个底部接头安装面(82)上，底部接头安装面(82)固定在底部支撑框(1)上；

顶部接头(9)与底部接头(8)在水平投影面上呈交错布置，周向相位角均匀分布，径向位置一致；

每层支撑桁架杆单元包括m个支撑桁架杆(3)，其中m为大于等于6的偶数；

当n等于1时，一个支撑桁架杆的两端通过细颈连接件(13)的大端部(131)、底部接头(8)的接头端(81)分别与顶部支撑框(2)及底部支撑框(1)连接；当n大于1时，第一层支撑桁架杆单元(17)中的支撑桁架杆(3)的两端通过细颈连接件(13)的大端部(131)、底部接头(8)的接头端(81)分别与环状横梁(16)及底部支撑框(1)连接；第二层支撑桁架杆单元(18)至第n层支撑桁架杆单元(19)中的支撑桁架杆(3)的两端均通过细颈连接件(13)的大端部(131)固定在相邻两个环状横梁(16)之间或顶部支撑框(2)与环状横梁(16)之间；

各层支撑桁架杆单元中相邻支撑桁架杆(3)与底部支撑框(1)、顶部支撑框(2)或环状横梁(16)形成三角构型；

所述底部支撑框(1)、底部接头(8)和顶部接头安装座(15)均采用碳纤维增强SiC陶瓷复合材料，所述顶部支撑框(2)、环状横梁(16)和支撑桁架杆(3)均采用碳纤维/环氧树脂复合材料，所述细颈连接件(13)采用低膨胀铁镍合金；

顶部支撑框(2)或环状横梁(16)与支撑桁架杆(3)的线膨胀系数满足以下关系：

其中，为顶部支撑框(2)或环状横梁(16)的线膨胀系数设计值，R为顶部支撑框(2)或环状横梁的半径，θ为相邻两个顶部接头(9)与顶部支撑框或环状横梁的中心连线的夹角，ΔT₁为顶部支撑框或环状横梁(16)的温度变化范围；l为顶部接头安装座(15)与底部接头安装面(82)沿支撑桁架杆(3)方向的总长度；l_c为支撑桁架杆(3)的长度，为支撑桁架杆(3)的线胀系数设计值；l_j为顶部接头安装座(15)沿支撑桁架杆方向的长度与底部接头(8)沿支撑桁架杆方向的长度之和；碳纤维增强SiC陶瓷复合材料的线胀系数；l_i细颈连接件的长度，为铁镍合金的线胀系数；ΔT₂为支撑桁架杆、底部接头、顶部接头的温度变化范围。

2.根据权利要求1所述的准零膨胀空间光学遥感器支撑结构，其特征在于：细颈连接件(13)还包括与细颈连接件(13)大端部一体设置的圆柱状连接件(14)；

细颈连接件(13)的大端部(131)为圆锥体形状，小端部(132)为圆柱形状，小端部(132)的直径与大端部(131)锥部的直径相等，且小端部(132)与大端部(131)的锥部一体设置；

所述圆柱状连接件(14)设置在大端部端面(133)。

3.根据权利要求2所述的准零膨胀空间光学遥感器支撑结构，其特征在于：所述支撑桁架杆(3)为空心杆，其两端分别与圆柱状连接件(14)的圆周面和/或底部接头(8)的接头端(81)胶接。

4.根据权利要求3所述的准零膨胀空间光学遥感器支撑结构，其特征在于：所述顶部接头安装座(15)包括座体(11)及对称设置在座体上的两个过渡件(12)，过渡件(12)的上表面与支撑桁架杆(3)轴线垂直设置，细颈连接件(13)的小端部(132)通过法兰(134)固定在过渡件(12)的上表面。