一种中心支撑的碳纤维多功能遥感相机制造技术

本发明专利技术公开了一种中心支撑的碳纤维多功能遥感相机，包括：可见光相机、碳纤维承力塔组件和红外相机，可见光相机和红外相机通过碳纤维承力塔组件同轴连接；其中，所述可见光相机包括：碳纤维第三反射镜组件、碳纤维第四反射镜组件和可见光焦面组件；所述红外相机包括：透镜组件和红外焦面组件，且可见光相机与红外相机共用碳纤维第一反射镜和碳纤维第二反射镜；所述碳纤维承力塔组件的一端和可见光焦面组件分别与碳纤维第一反射镜连接，碳纤维第二反射镜和透镜组件分别与碳纤维承力塔组件的另一端连接，且透镜组件同时与红外焦面组件连接；碳纤维第三反射镜组件与碳纤维承力塔组件连接；碳纤维第四反射镜组件与碳纤维承力塔组件连接。件连接。件连接。

【技术实现步骤摘要】
一种中心支撑的碳纤维多功能遥感相机


[0001]本专利技术涉及空间遥感
，具体涉及一种中心支撑的碳纤维多功能遥感相机。

技术介绍

[0002]碳纤维第一反射镜的比刚度高，热性能和动力学性能优良。因此，可以制成蜂窝型的中空结构，也可以制成薄壁型结构，既可以满足地面需求，也可以满足空间光学遥感相机的轻量化要求。近年来，碳纤维第一反射镜在国际上的光学遥感领域普遍应用。
[0003]现有技术中，碳纤维第一反射镜大多都是薄壁型结构。为了保证相机整体的支撑刚度和稳定性，主镜和第二反射镜之间采用的支撑方式主要是三棱锥形支架形式。三棱锥形支架的顶端和底面分别连接第二反射镜和相机的基板。为了保证支撑刚度，三棱锥形支架的杆件不能做的很长，因此，基板的径向尺寸都较大。这无疑会增加相机的整机重量。因此，为了实现超轻量化设计，需要设计新的支撑方式。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提供了一种中心支撑的碳纤维多功能遥感相机，能够实现遥感相机的超轻量化、多功能设计。
[0005]本专利技术的技术方案为：一种中心支撑的碳纤维多功能遥感相机，包括：可见光相机、碳纤维承力塔组件和红外相机，可见光相机和红外相机通过碳纤维承力塔组件同轴连接；其中，所述可见光相机包括：碳纤维第三反射镜组件、碳纤维第四反射镜组件和可见光焦面组件；所述红外相机包括：透镜组件和红外焦面组件，且可见光相机与红外相机共用碳纤维第一反射镜和碳纤维第二反射镜；
[0006]所述碳纤维承力塔组件的一端和可见光焦面组件分别与碳纤维第一反射镜连接，碳纤维第二反射镜和透镜组件分别与碳纤维承力塔组件的另一端连接，且透镜组件同时与红外焦面组件连接；碳纤维第三反射镜组件与碳纤维承力塔组件连接；碳纤维第四反射镜组件与碳纤维承力塔组件连接。
[0007]优选地，所述碳纤维承力塔组件包括：竖直支架、上端碳纤圆环、主承力结构和下端碳纤圆环；上端碳纤圆环、主承力结构和下端碳纤圆环从上到下依次同轴分布；其中，主承力结构作为碳纤维承力塔组件的中间层，其为圆台状筒体结构，其周向均匀设置三个竖直支架，每个竖直支架为长条状薄片结构，且长度方向与主承力结构的轴向平行，宽度方向沿主承力结构的径向，厚度方向沿主承力结构的周向，三个竖直支架的上端和下端分别与上端碳纤圆环和下端碳纤圆环连接，上端碳纤圆环上留有承力塔二镜接口，下端碳纤圆环上留有承力塔基板接口，主承力结构的小端留有承力塔四镜接口；其中，将竖直支架的上端沿着主承力结构的径向加宽，下端沿着主承力结构的周向加厚。
[0008]优选地，所述碳纤维第四反射镜组件包括：碳纤维第四反射镜和第四反射镜柔性支撑；碳纤维第四反射镜为圆盘形结构，其中心设有通光孔；第四反射镜柔性支撑安装在碳
纤维第四反射镜的轴向一端；
[0009]其中，所述碳纤维第四反射镜包括：第四反射镜面板、轻量化斜筋Ⅳ和芯轴Ⅲ；第四反射镜面板为圆环形面板，其同轴套装在芯轴Ⅲ上，且第四反射镜面板和芯轴Ⅲ之间沿芯轴Ⅲ的周向设置三个以上轻量化斜筋Ⅳ，每个轻量化斜筋Ⅳ为直角梯形片状结构，其高度所在方向的一端与芯轴Ⅲ的外圆周面相连，长底边与碳纤维第四反射镜相连，高度所在方向一端的相对端与外圆周Ⅲ相连；在芯轴Ⅲ的外圆周面上留有第四反射镜接口；
[0010]所述第四反射镜柔性支撑采用圆环形结构，在第四反射镜柔性支撑的端面上通过线切割的方式开设有两圈环形槽或正多边形槽，每圈环形槽沿周向均匀分为三段以上弧形槽，每圈正多边形槽沿周向均匀分为三段以上条形槽，内圈环形槽或正多边形槽中的相邻两段之间通过内环的刚性连杆Ⅱ连接，外圈环形槽或正多边形槽中的相邻两段之间通过外环的刚性连杆Ⅱ连接，且内外环的刚性连杆Ⅱ错位设置，内外两圈环形槽或正多边形槽之间形成六段柔性连杆Ⅱ；第四反射镜柔性支撑的圆环内壁面与碳纤维第四反射镜的芯轴Ⅲ连接，圆环外壁面上沿周向留有一个以上外部接口Ⅱ，所有外部接口Ⅱ与承力塔四镜接口连接；第四反射镜柔性支撑的内圆周面上设有反射镜接口Ⅱ，反射镜接口Ⅱ和碳纤维第四反射镜的第四反射镜接口连接，内环的刚性连杆Ⅱ和外环的刚性连杆Ⅱ之间通过柔性连杆Ⅱ连接。
[0011]优选地，所述碳纤维第二反射镜为圆柱形结构，其轴向一端所在的端面为光线入射面，该表面上镀半反射、半透射膜，作为半反半透面，另一端所在的端面为透射面；其中，碳纤维第二反射镜通过压圈或包边的形式固定在镜座内。
[0012]优选地，所述碳纤维第一反射镜包括：主反射镜和基板；主反射镜为圆环结构，其外圆周Ⅰ和内圆周之间同轴设有翻边，主反射镜和基板采用一体式同轴设计，二者的中心轴为芯轴；翻边和外圆周Ⅰ之间设置轻量化斜筋Ⅰ，轻量化斜筋Ⅰ采用矩形或三角形或者扇形；
[0013]基板为正多边形或圆形框架结构，其周向开有基板轻量化槽，基板与芯轴之间交错设有轻量化斜筋Ⅱ，并在轻量化斜筋Ⅱ的交汇处留有碳纤维承力塔组件的接口和可见光焦面组件的接口；在基板的侧面或下端面设计基板接口。
[0014]优选地，所述碳纤维第三反射镜组件包括：碳纤维第三反射镜、第三反射镜柔性支撑和第三反射镜轻量化支撑；碳纤维第三反射镜为圆盘形结构，其中心设有通光孔，第三反射镜轻量化支撑采用圆筒形结构形式，碳纤维第三反射镜通过第三反射镜柔性支撑安装在第三反射镜轻量化支撑的轴向一端，第三反射镜轻量化支撑的轴向另一端支撑在三角形底座上；
[0015]其中，所述碳纤维第三反射镜包括：第三反射镜面板、轻量化斜筋Ⅲ和芯轴Ⅱ，第三反射镜面板为圆环形面板，其同轴套装在芯轴Ⅱ上，且第三反射镜面板和芯轴Ⅱ之间沿芯轴Ⅱ的周向设置三个以上轻量化斜筋Ⅲ，每个轻量化斜筋Ⅲ为直角梯形片状结构，其高度所在方向的一端与芯轴Ⅱ的外圆周面相连，长底边与第三反射镜面板相连，高度所在方向一端的相对端与外圆周Ⅱ相连；在芯轴Ⅱ的外圆周面上留有第三反射镜接口；
[0016]所述第三反射镜柔性支撑采用圆环形结构，在第三反射镜柔性支撑的端面上通过线切割的方式开设有两圈环形槽或正多边形槽，每圈环形槽沿周向均匀分为三段以上弧形槽，每圈正多边形槽沿周向均匀分为三段以上条形槽，内圈环形槽或正多边形槽中的相邻两段之间通过内环的刚性连杆Ⅰ连接，外圈环形槽或正多边形槽中的相邻两段之间通过外
环的刚性连杆Ⅰ连接，且内外环的刚性连杆Ⅰ错位设置，内外两圈环形槽或正多边形槽之间形成六段柔性连杆Ⅰ；第三反射镜柔性支撑的圆环内壁面与碳纤维第三反射镜的芯轴Ⅱ连接，圆环外壁面上沿周向留有一个以上外部接口Ⅰ，所有外部接口Ⅰ与上端接口Ⅰ连接；第三反射镜柔性支撑的内圆周面上设有反射镜接口Ⅰ，反射镜接口Ⅰ和碳纤维第三反射镜的第三反射镜接口连接，内环的刚性连杆Ⅰ和外环的刚性连杆Ⅰ之间通过柔性连杆Ⅰ连接；
[0017]所述第三反射镜轻量化支撑分为上中下三层，上下两端分别是上端接口Ⅰ和下端接口Ⅰ；上端接口Ⅰ连接第三反射镜柔性支撑，下端接口Ⅰ设置在三角形底座上，其为外界接口；中间层是承力结构，由中间薄壁圆筒和沿周向均匀设置在薄壁圆筒周围的三组支撑斜筋组成；每两个支撑斜筋之间，在薄壁圆筒上开有“米”字形轻量化孔Ⅱ本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种中心支撑的碳纤维多功能遥感相机，其特征在于，包括：可见光相机(1)、碳纤维承力塔组件(1
‑
1)和红外相机(2)，可见光相机(1)和红外相机(2)通过碳纤维承力塔组件(1
‑
1)同轴连接；其中，所述可见光相机(1)包括：碳纤维第三反射镜组件(1
‑
4)、碳纤维第四反射镜组件(1
‑
5)和可见光焦面组件(1
‑
6)；所述红外相机(2)包括：透镜组件(2
‑
1)和红外焦面组件(2
‑
2)，且可见光相机(1)与红外相机(2)共用碳纤维第一反射镜(1
‑
3)和碳纤维第二反射镜(1
‑
2)；所述碳纤维承力塔组件(1
‑
1)的一端和可见光焦面组件(1
‑
6)分别与碳纤维第一反射镜(1
‑
3)连接，碳纤维第二反射镜(1
‑
2)和透镜组件(2
‑
1)分别与碳纤维承力塔组件(1
‑
1)的另一端连接，且透镜组件(2
‑
1)同时与红外焦面组件(2
‑
2)连接；碳纤维第三反射镜组件(1
‑
4)与碳纤维承力塔组件(1
‑
1)连接；碳纤维第四反射镜组件(1
‑
5)与碳纤维承力塔组件(1
‑
1)连接。2.如权利要求1所述的中心支撑的碳纤维多功能遥感相机，其特征在于，所述碳纤维承力塔组件(1
‑
1)包括：竖直支架(1
‑1‑
1)、上端碳纤圆环、主承力结构和下端碳纤圆环；上端碳纤圆环、主承力结构和下端碳纤圆环从上到下依次同轴分布；其中，主承力结构作为碳纤维承力塔组件(1
‑
1)的中间层，其为圆台状筒体结构，其周向均匀设置三个竖直支架(1
‑1‑
1)，每个竖直支架(1
‑1‑
1)为长条状薄片结构，且长度方向与主承力结构的轴向平行，宽度方向沿主承力结构的径向，厚度方向沿主承力结构的周向，三个竖直支架(1
‑1‑
1)的上端和下端分别与上端碳纤圆环和下端碳纤圆环连接，上端碳纤圆环上留有承力塔二镜接口(1
‑1‑
2)，下端碳纤圆环上留有承力塔基板接口(1
‑1‑
4)，主承力结构的小端留有承力塔四镜接口(1
‑1‑
3)；其中，将竖直支架(1
‑1‑
1)的上端沿着主承力结构的径向加宽，下端沿着主承力结构的周向加厚。3.如权利要求2所述的中心支撑的碳纤维多功能遥感相机，其特征在于，所述碳纤维第四反射镜组件(1
‑
5)包括：碳纤维第四反射镜(1
‑5‑
1)和第四反射镜柔性支撑(1
‑5‑
2)；碳纤维第四反射镜(1
‑5‑
1)为圆盘形结构，其中心设有通光孔；第四反射镜柔性支撑(1
‑5‑
2)安装在碳纤维第四反射镜(1
‑5‑
1)的轴向一端；其中，所述碳纤维第四反射镜(1
‑5‑
1)包括：第四反射镜面板(1
‑5‑1‑
1)、轻量化斜筋Ⅳ(1
‑5‑1‑
2)和芯轴Ⅲ(1
‑5‑1‑
5)；第四反射镜面板(1
‑5‑1‑
1)为圆环形面板，其同轴套装在芯轴Ⅲ(1
‑5‑1‑
5)上，且第四反射镜面板(1
‑5‑1‑
1)和芯轴Ⅲ(1
‑5‑1‑
5)之间沿芯轴Ⅲ(1
‑5‑1‑
5)的周向设置三个以上轻量化斜筋Ⅳ(1
‑5‑1‑
2)，每个轻量化斜筋Ⅳ(1
‑5‑1‑
2)为直角梯形片状结构，其高度所在方向的一端与芯轴Ⅲ(1
‑5‑1‑
5)的外圆周面相连，长底边与碳纤维第四反射镜(1
‑5‑
1)相连，高度所在方向一端的相对端与外圆周Ⅲ(1
‑5‑1‑
3)相连；在芯轴Ⅲ(1
‑5‑1‑
5)的外圆周面上留有第四反射镜接口(1
‑5‑1‑
4)；所述第四反射镜柔性支撑(1
‑5‑
2)采用圆环形结构，在第四反射镜柔性支撑(1
‑5‑
2)的端面上通过线切割的方式开设有两圈环形槽或正多边形槽，每圈环形槽沿周向均匀分为三段以上弧形槽，每圈正多边形槽沿周向均匀分为三段以上条形槽，内圈环形槽或正多边形槽中的相邻两段之间通过内环的刚性连杆Ⅱ(1
‑5‑2‑
3)连接，外圈环形槽或正多边形槽中的相邻两段之间通过外环的刚性连杆Ⅱ(1
‑5‑2‑
3)连接，且内外环的刚性连杆Ⅱ(1
‑5‑2‑
3)错位设置，内外两圈环形槽或正多边形槽之间形成六段柔性连杆Ⅱ(1
‑5‑2‑
2)；第四反射镜柔性支撑(1
‑5‑
2)的圆环内壁面与碳纤维第四反射镜(1
‑5‑
1)的芯轴Ⅲ(1
‑5‑1‑
5)连接，圆
(1
‑4‑3‑
1)连接；第...

【专利技术属性】
技术研发人员：张德福，徐伟，李宗轩，王天聪，谢晓光，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：