[发明专利]一种基于运动学支撑的光学平台装置

说明书

一种基于运动学支撑的光学平台装置，包括平台主体及固定安装于所述平台主体的载荷平台安装面上的前端支撑腿、后端第一支撑腿和第二支撑腿，三个所述支撑腿呈三角形排布，所述后端第一支撑腿和第二支撑腿关于平台主体呈左右轴对称设置，所述第一柔性铰链C与所述第二柔性铰链D分别为在每个支撑腿的长度方向和宽度方向各设有一个双圆弧柔性铰链，所述双圆弧柔性铰链为两个背对背的弧形结构，其余部分为空隙，在第一柔性铰链C与第二柔性铰链D的截面上，铰链位置的两侧均为圆弧；所述第三柔性铰链E由在每个支撑腿的宽度方向设有按高度均匀分布的八个直圆柔性铰链组成，在第三柔性铰链E的截面上，铰链位置的一侧为圆弧，另一侧为直线。

技术领域

本发明涉及空间遥感应用技术领域，特别是涉及一种基于运动学支撑的光学平台装置。

背景技术

受重力变化、温度变化、发射力学环境和空间辐射环境等影响，空间光学平台结构从地面到外太空的过程中，可能产生不可预期的变形，这种变形的量级可能超出光学允差，影响光学仪器性能。因此，对光学元件采取适当的隔离措施，以减少潜在的应力变形非常必要。常用的方法是采用运动学支撑对光学元件进行静定安装。

空间刚体共有六个运动自由度，即分别沿空间正交坐标系三轴的平移和旋转。空间刚体的每个运动自由度都恰好被限制时，称为完全约束。如果任何一个运动自由度被多次约束，刚体将会因额外约束产生应力和变形。运动学支撑即是约束不超过六个运动自由度的支撑方式。光学平台或元件采用运动学支撑时，支撑结构可以通过自身变形释放力热环境变化引起的应力，从而不对光学平台或元件的形状产生影响。

国内外高精度航天光学组件基本都采用专用的运动学设计，以此降低环境变化对结构形状的影响。但对基于运动学设计的高稳定性光学平台结构缺少成熟稳定的技术解决方案。

发明内容

鉴于此，有必要提供一种适用于通用光学平台支撑的结构方案，解决上述问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种力热稳定性好、空间环境适应性强的光学平台装置，本发明采用如下技术方案：

一种基于运动学支撑的光学平台装置，包括平台主体及固定安装于所述平台主体的载荷平台安装面上的前端支撑腿、后端第一支撑腿和后端第二支撑腿，其特征在于：所述三个支撑腿呈三角形排布，所述后端第一支撑腿和所述后端第二支撑腿关于平台主体呈左右轴对称设置，每个支撑腿都具有三处柔性结构，所述三处柔性结构分别为第一柔性铰链C、第二柔性铰链D和第三柔性铰链E，所述第一柔性铰链C与所述第二柔性铰链D分别为在每个支撑腿的长度方向和宽度方向各设有一个双圆弧柔性铰链，所述双圆弧柔性铰链为两个背对背的弧形结构，其余部分为空隙，在第一柔性铰链C与第二柔性铰链D的截面上，铰链位置的两侧均为圆弧；所述第三柔性铰链E由在每个支撑腿的宽度方向设有按高度均匀分布的八个直圆柔性铰链组成,在第三柔性铰链E的截面上，每个直圆铰链位置的一侧为圆弧，另一侧为直线。

优选地，包括第一螺钉、第三螺钉、下层箱盖、上层箱盖和光学仪器，分别使用所述第一螺钉和所述第三螺钉将下层箱盖和所述上层箱盖安装于所述平台主体下方和上方，所述平台主体的上下安装面上安装有光学仪器。

优选地，还包括第四螺钉、第二螺钉和第五螺钉，所述第四螺钉、所述第二螺钉和所述第五螺钉分别将所述前端支撑腿、所述后端第一支撑腿和所述后端第二支撑腿安装与所述平台主体的载荷平台安装面上。

优选地，所述前端支撑腿、所述后端第一支撑腿和所述后端第二支撑腿的下端安装面上分别粘接前端垫片、后端第一垫片和后端第二垫片。

优选地，所述前端垫片、所述后端第一垫片和所述后端第二垫片采用隔热材料。