一种太阳光汇聚及光路控制系统技术方案

本发明专利技术提供了一种太阳光汇聚及光路控制系统，包括：飞行器；指向臂，所述指向臂包括指向臂的第一端和指向臂的第二端，所述指向臂具有多自由度；控制机构，所述控制机构包括反射镜组件、次镜组件及摆镜组件，所述次镜组件包括n根支撑杆，n为≥1的自然数；所述反射镜组件包括若干对反射镜子镜对，所述反射镜子镜对的数量＞n；所述飞行器与所述控制机构通过所述指向臂连接，所述飞行器与所述指向臂的第一端连接，所述控制机构与所述指向臂的第二端连接。接。接。

【技术实现步骤摘要】
一种太阳光汇聚及光路控制系统


[0001]本专利技术属于用于一种超大型展开式太阳光汇聚及光路控制系统
，具体涉及一种太阳光汇聚及光路控制系统。

技术介绍

[0002]传统空间攻防技术致力于对空间载荷表面杀伤以及通讯功能干扰研究，空间激光武器技术受到激光器功率以及作用距离的限制，无法对空间载荷核心元器件造成破坏。此外，随着空间技术的发展，空间载荷控制系统及通信系统的抗干扰能力增强，降低通信干扰技术的可靠性。由于太空中不受大气环境的影响，太阳光平均能量可达到1367W/m2。利用超大口径聚光结构汇聚太阳光并控制光束，将高能量光束照射至空间载荷，可以使空间载荷表面温度上升及探测器过热，达到对空间载荷热干扰及热摧毁。
[0003]空间超大口径聚光及光路控制技术具有功耗低、作用距离远及可靠性高的优点，但目前运载发射条件下，超大口径聚光结构的尺寸包络增加了发射成本及发射难度，降低了发射的可靠性，此外，传统的光学系统对光路控制切换仅限于摆镜镜面二维转动，无法将光束实时照射空间任意目标，达到灵活控制光路目的。因此，目前的运载发射条件以及光路控制技术限制了基于汇聚太阳光的空间攻防技术的发展。

技术实现思路

[0004]本专利技术为了克服上述现有技术中的缺陷，提出了一种太阳光汇聚及光路控制系统，包括：飞行器；指向臂，所述指向臂包括指向臂的第一端和指向臂的第二端，所述指向臂具有多自由度；控制机构，所述控制机构包括反射镜组件、次镜组件及摆镜组件，所述摆镜组件、反射镜组件和所述次镜组件由下而上依次设置，所述摆镜组件与所述反射镜组件连接，所述次镜组件包括n根支撑杆，n为≥1的自然数，所述次镜组件并通过所述支撑杆与所述反射镜组件连接；所述反射镜组件包括若干对反射镜子镜对，所述反射镜子镜对的数量＞n；所述飞行器与所述控制机构通过所述指向臂连接，所述飞行器与所述指向臂的第一端连接，所述控制机构与所述指向臂的第二端连接。所述控制机构可在所述飞行器呈任意姿态时均实现实时对准太阳。发射状态下，反射镜呈收拢构型满足运载尺寸包络要求，入轨之后，反射镜组件通过两级展开机构将一级子镜和二级子镜展开，形成大尺度对日反射镜。摆镜组件通过多自由度机械臂与光路控制系统基座连接，能够将平行光束传至空间任一指定位置。
[0005]优选地，本专利技术所公开的太阳光汇聚及光路控制系统还包括适配器，所述飞行器通过适配器与所述指向臂的第一端连接。
[0006]优选地，所述控制机构包括反射镜组件、次镜组件及摆镜组件，所述摆镜组件、反射镜组件和所述次镜组件由下而上依次设置，所述摆镜组件与所述反射镜组件固定连接，所述次镜组件包括n根次镜支撑杆，n为≥1的自然数，且所述次镜组件并通过所述次镜支撑杆与所述反射镜组件连接。优选地，所述n为≥3的自然数；优选地，所述n为3。所述次镜组件
还包括次镜，所述次镜可以为多边形或圆形或其他形状。所述每根次镜支撑杆的一端连接所述次镜，另一端连接所述反射镜组件。且所述次镜支撑杆间隔连接所述次镜，优选地，所述n跟次镜支撑杆为均匀间隔分布连接所述次镜。优选地，最短的一根次镜支撑杆的长度为最长的一根次镜支撑杆的长度的80％～100％，优选地，每根次镜支撑杆的长度相等。
[0007]优选地，所述摆镜组件包括摆镜基座、第一摆镜、自由度机械臂及第二摆镜，所述第一摆镜安装在所述摆镜基座上并且所述第一摆镜与所述摆镜基座在法向方向上呈30
°‑
60
°
安装，所述自由度机械臂包括首端和末端，所述自由度机械臂的首端与所述第一摆镜连接，所述自由度机械臂的末端与所述第二摆镜连接，所述自由度机械臂和所述第二摆镜可以随所述第一摆镜绕所述摆镜基座转动，所述第二摆镜相对所述第一摆镜可进行任意位姿切换。进一步优选地，所述第一摆镜安装在所述摆镜基座上并且所述第一摆镜与所述摆镜基座在法向方向上呈45
°
安装。优选地，所述自由度机械臂为m自由度机械臂，m为介于6到9的自然数中的一个；进一步优选地，m为7或8；进一步优选地，m为7。当m为7的时候，所述自由度机械臂为7自由度机械臂。
[0008]优选地，所述的太阳光汇聚及光路控制系统，所述反射镜组件呈发射状或收拢状，或呈介于展开发射状和收拢状二者之间的形状。
[0009]优选地，所述反射镜组件包括：反射镜组件安装座、一级子镜驱动组件、二级子镜驱动组件、反射镜子镜对，所述反射镜子镜对包括一级子镜和二级子镜；所述一级子镜驱动组件安装于所述反射镜组件安装座上，所述一级子镜安装于所述反射镜组件安装座的顶部，所述一级子镜驱动组件用于驱动所述一级子镜运动；所述二级子镜通过所述二级子镜驱动组件与所述一级子镜连接，从而驱动所述二级子镜运动。
[0010]在本申请中，术语“发射状”指的是，所述反射镜组件的反射镜子镜对呈展开状态。
[0011]在本申请中，术语“反射镜子镜对”指的是一对或多对反射镜子镜对，其中，一对反射镜子镜对包括一个一级子镜和一个二级子镜。
[0012]在本申请中，术语“收拢状”指的是，所述反射镜子镜对收拢靠近所述反射镜组件安装座时的状态。
[0013]优选地，所述反射镜子镜对的数量为≥4对，进一步优选地，所述反射镜子镜对的数量为≥6对，再进一步优选地，所述反射镜子镜对的数量为6对。
[0014]优选地，所述次镜支撑杆的数量≤所述反射镜子镜对的数量；进一步优选地，所述次镜支撑杆的数量为所述反射镜子镜对的数量的一半；再进一步优选地，所述次镜支撑杆的数量n＝3，所述反射镜子镜对的数量为6，所述次镜支撑杆间隔分布与所述反射镜子镜对抵接；再进一步优选地，所述次镜支撑杆之间的角度相等，且每根次镜支撑杆的一端均连接在两个反射镜次镜对之间，另一端连接在所述次镜上。
[0015]优选地，在每一对反射镜子镜对中，所述一级子镜和所述二级子镜的厚度相同、材料相同，且二者呈180
°
。
[0016]优选地，在每一对反射镜子镜对中，所述一级子镜均位于所述二级子镜的同一侧。
[0017]优选地，在每一对反射镜子镜对中，所述二级子镜的表面积大小小于所述一级子镜的表面积大小。进一步优选地，所述二级子镜的上表面的面积为所述一级子镜的上表面面积的15％～40％，再进一步优选地，所述二级子镜的上表面的面积为所述一级子镜的上表面面积的25％～35％。
[0018]优选地，所有所述反射镜子镜对的上表面处于同一平面，所述反射镜组件安装座沿纵向方向的轴线和上述平面的夹角为0～100
°
，当所述夹角为0
°
时，所述反射镜组件处于完全收拢状态；当所述夹角为≥90
°
时，默认所述反射镜组件处于完全发射状，此时所述反射镜子镜对完全展开；当所述夹角从0
°
变大到90
°
时，所述反射镜组件则逐渐展开；当所述夹角从100
°
或90
°
缩小到0
°
时，所述反射镜组件则逐渐收拢。
[0019]优本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种太阳光汇聚及光路控制系统，其特征在于，包括飞行器；指向臂，所述指向臂包括指向臂的第一端和指向臂的第二端，所述指向臂具有多自由度；控制机构，所述控制机构包括反射镜组件、次镜组件及摆镜组件，所述摆镜组件、反射镜组件和所述次镜组件由下而上依次设置，所述摆镜组件与所述反射镜组件连接，所述次镜组件包括n根支撑杆，n为≥1的自然数，所述次镜组件并通过所述支撑杆与所述反射镜组件连接；所述反射镜组件包括若干对反射镜子镜对，所述反射镜子镜对的数量＞n；所述飞行器与所述控制机构通过所述指向臂连接，所述飞行器与所述指向臂的第一端连接，所述控制机构与所述指向臂的第二端连接。2.根据权利要求1所述的太阳光汇聚及光路控制系统，其特征在于，还包括适配器，所述飞行器通过适配器与所述指向臂的第一端连接。3.根据权利要求2所述的所述太阳光汇聚及光路控制系统，其特征在于，所述摆镜组件包括摆镜基座、第一摆镜、自由度机械臂及第二摆镜，所述第一摆镜安装在所述摆镜基座上并且所述第一摆镜与所述摆镜基座在法向方向上呈30
°‑
60
°
安装，所述自由度机械臂包括首端和末端，所述自由度机械臂的首端与所述第一摆镜连接，所述自由度机械臂的末端与所述第二摆镜连接，所述自由度机械臂和所述第二摆镜可以随所述第一摆镜绕所述摆镜基座转动，所述第二摆镜相对所述第一摆镜可进行任意位姿切换。4.根据权利要求1所述的太阳光汇聚及光路控制系统，其特征在于，所述反射镜组件呈发射状或收拢状，或呈介于展开发射状和收拢状二者之间的形状。5.根据权利要求1所述的太阳光汇聚及光路控制系统，其特征在于，所述反射镜组件还包括：反射镜组件安装座、一级子镜驱动组件、二级子镜驱动组件，所述反射镜子镜对包括一级子镜和二...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩春杨，梅金源，徐振邦，秦超，戚允升，孟庆宇，
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：