[发明专利]一种空间长寿命高精度旋转望远扫描机构

说明书

一种空间长寿命高精度旋转望远扫描机构，属于精密机械技术领域。本发明选用高精度光电编码器作为角度传感器，通过力矩电机直接驱动镜头组件进行360°连续单向匀速旋转，同一转轴上的光电编码器对旋转角度进行测量并反馈给控制系统，通过控制系统的闭环控制，提高了转动速度均匀性，解决了空间遥感器扫描分辨率低与大视场的矛盾。

技术领域

本发明涉及一种空间长寿命高精度旋转望远扫描机构，属于精密机械技术领域，可用于空间光学遥感扫描型相机长寿命高精度应用领域。

背景技术

目前由于探测器规模的限制，大视场成像，多探测通道一体化相机只有采用光机扫描成像方式实现。而大视场扫描成像主要选用四种方式：45°旋转反射扫描、摆镜摆动扫描、双面镜扫描和望远镜整体旋转扫描。45°旋转反射扫描需要消除像旋，杂光偏振抑制难度大。摆镜扫描幅宽小，全口径、全光路定标难度大。双面镜旋转扫描引入外杂光，偏振大。相比其他三种，望远镜整体旋转具备无像旋，杂散光小、偏振小的优点，并且能够在扫描目标范围外加入定标源、有利于在飞行中进行全口径全光路定标。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种空间长寿命高精度旋转望远扫描机构，通过力矩电机直接驱动镜头组件进行360°连续单向旋转，同时扫描转轴上的光电编码器对旋转角度进行测量并反馈给扫描控制器来完成高精度伺服控制，从而解决了空间相机扫描分辨率低与大视场的矛盾。

本发明的技术解决方案是：一种空间长寿命高精度旋转望远扫描机构，包括镜头组件、扫描支撑框架、扫描主轴组件、辅助支撑组件和火工锁定装置；

所述的镜头组件的一端与扫描主轴组件连接，另一端与辅助支撑组件连接；

所述扫描支撑框架位于扫描主轴组件和辅助支撑组件之间，用于支撑扫描主轴组件和辅助支撑组件；

所述扫描主轴组件用于配合伺服控制实现旋转望远扫描机构的驱动工作，确保镜头组件按照指令要求实现高精度匀速扫描成像；

所述辅助支撑组件通过深沟球轴承用于实现大跨距镜头组件的辅助支撑；

所述火工锁定装置与镜头组件固定，两个火工锁定装置径向对置安装。

进一步地，所述扫描主轴组件包括扫描主轴、力矩电机、电机座、配对角接触球轴承、轴承座、光电编码器、光电编码器保护外壳、光电编码器座、连接法兰、轴承内圈密封挡盖、轴承外圈密封挡盖；

所述轴承座为安装基座；

所述扫描主轴为中空结构；内部安装滑环组件，将镜头组件的加温和测温信号引出；

所述力矩电机的转子通过螺钉固定在扫描主轴上，其定子通过螺钉固定在电机座上；

配对角接触球轴承分别通过轴承内圈密封挡盖、轴承外圈密封挡盖实现轴承的预紧和密封；

所述光电编码器的读数头固定在光电编码器座上，玻璃光栅通过胶粘固定在扫描主轴上；光电编码器的电路板集成安装在光电编码器座上，并通过两个读数头备份提高可靠性；

所述光电编码器保护外壳用来保护光电编码器电路板。

进一步地，所述扫描主轴为中空结构；内部安装滑环组件，将镜头组件的加温和测温信号引出。

进一步地，所述电机座采用的材料为铝基碳化硅，外表面喷黑漆。

进一步地，所述辅助支撑组件包括辅助支撑转轴、深沟球轴承、辅助支撑轴座和一组轴承密封挡盖；所述辅助支撑转轴与镜头组件通过螺钉连接；

所述深沟球轴承支撑辅助支撑转轴，深沟球轴承通过一组轴承密封挡盖实现密封。

进一步地，所述光电编码器读数头的安装采用双读数头备份。