【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于航天，具体涉及一种大口径空间柱状可展开薄膜遮光罩。
技术介绍
1、随着航天技术的发展和深空探索的需求增大、要求增高，空间光学望远镜正逐步朝着大视场、宽波段、高相质的方向发展。对于空间光学系统而言，复杂空间环境中的杂散光、外热流等都是影响其任务成败的重要因素，航天遮光罩是安装在航天器光学设备前端的一种保护性装置，它能够避免杂散光输入以及温度变化对设备的影响，为空间光学系统提供良好的工作环境，是空间望远镜顺利完成高质量成像任务的重要保障。
2、遮光罩结构按照几何形状，可分为柱面遮光罩、平面遮光罩、锥面遮光罩。其中柱面遮光罩主要包括正棱柱面和圆柱面，平面遮光罩主要包括正方形、v形和圆形，锥面遮光罩包括正棱锥面和圆锥面。按照是否具备折展功能，可分为固定式遮光罩和可展开遮光罩，固定式遮光罩由于受到火箭整流罩的限制，因此多为小尺寸；而可展开遮光罩发射时收拢，入轨后展开，更加符合未来大口径、轻量化的发展趋势。按照驱动方式，可展开遮光罩又可分为电机驱动、充气驱动和弹性自展开驱动。电机驱动精确可控，但会带来增重和结构复杂性增大等问题；充气驱动可以大大降低结构质量，但充气刚化技术还不够成熟，遮光罩展开精度低、刚度低、形状保持困难。弹性自展开驱动依靠材料本身弹性驱动，无需外部动力源，展开精度较高。
3、国内外对遮光罩的研究已经取得了较多的研究成果和实际应用。美国诺斯罗普-格鲁曼公司为the international x-ray observatory(ixo)望远镜设计了一种六棱柱面可展开薄膜遮光罩，通过三组伸
4、综上，随着空间探测任务的需求增大、要求增高，导致空间光学设备的数量增多、尺寸增大，进而使空间光学系统的复杂性和尺度随之增高，而目前遮光罩结构的形状大都比较规整，多为圆柱、正棱柱、平面或锥面，且尺寸较小，难以满足未来光学设备形状复杂和空间望远镜大视场、宽波段的需求。考虑火箭发射空间及重量的限制，对具有轻量化、高收纳率的新型遮光罩提出了迫切的需求。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种大口径空间柱状可展开薄膜遮光罩，能够满足光学设备复杂，光学系统大视场、宽波段，可展开结构轻量化、高收纳率的发展需求。
2、本专利技术的技术方案如下：
3、一种大口径空间柱状可展开薄膜遮光罩，包括可展开支撑机构和薄膜，所述可展开支撑机构具备轴向收拢和展开功能，其展开状态的形状为上部斜切的不规则十二边形柱面；所述薄膜与所述可展开支撑结构的内侧相连，随着所述可展开支撑结构轴向收拢和展开。
4、进一步地，所述的大口径空间柱状可展开薄膜遮光罩，所述可展开支撑机构包括下部柱面部分和上部斜切部分，下部柱面部分由多个柱面模块沿高度方向竖直相连而成，上部斜切部分由斜切模块一、斜切模块二、斜切模块三和斜切模块四沿高度方向依次竖直相连而成。
5、进一步地，所述的大口径空间柱状可展开薄膜遮光罩，所述柱面模块包括两个封闭肋框和八套折杆结构，封闭肋框为不规则十二边形框架，两个封闭肋框之间通过八套折杆结构相连；相邻的两个柱面模块之间共用一个封闭肋框。
6、进一步地，所述的大口径空间柱状可展开薄膜遮光罩，斜切模块一包括六套折杆结构和斜切肋框一，斜切肋框一为开口的不规则十一边形框架，斜切肋框一通过六套折杆结构与位于下部柱面部分最上端的封闭肋框相连；斜切模块二包括六套折杆结构和斜切肋框二，斜切肋框二为开口的不规则九边形框架，斜切肋框二通过六套折杆结构与斜切肋框一相连；斜切模块三包括四套折杆结构和斜切肋框三，斜切肋框三为开口的不规则九边形框架，斜切肋框三通过四套折杆结构与斜切肋框二相连；斜切模块四包括两套折杆结构和斜切肋框四，斜切肋框四为开口的不规则七边形框架，斜切肋框四通过两套折杆结构与斜切肋框三相连。
7、进一步地，所述的大口径空间柱状可展开薄膜遮光罩，所述折杆结构包括根部铰链、下折叠杆、中间铰链、上叠折杆和顶部铰链，下折叠杆一端连接根部铰链、另一端与中间铰链相连；上叠折杆一端连接中间铰链、另一端与顶部铰链相连。
8、进一步地，所述的大口径空间柱状可展开薄膜遮光罩，中间铰链包括主轴、扭簧一、公铰件、母铰件、锁钩、销轴、复位弹簧和锁片；公铰件和母铰件通过所述主轴形成转动副，母铰件与公铰件接触的部位设有限位块；扭簧一套在所述主轴上，扭簧一的两端分别与公铰件及母铰件相连；所述锁钩的中部通过所述销轴与母铰件转动连接，所述锁钩的尾部与母铰件之间设有复位弹簧，所述锁片设置在公铰件上，所述锁钩的头部与所述锁片的位置相对应；公铰件与上折叠杆相连，母铰件与下折叠杆相连。
9、进一步地，所述的大口径空间柱状可展开薄膜遮光罩，根部铰链与顶部铰链结构相同，皆包括底座、连接件、转轴、扭簧二、顶紧弹簧和定位销；所述底座与连接件通过所述转轴形成转动副，扭簧二套在所述转轴上，扭簧二的两端分别与所述底座及连接件相连；所述连接件的侧部设有盲孔，顶紧弹簧设置在所述盲孔中，所述定位销与顶紧弹簧相连，所述底座的侧部设有自锁定位孔，所述定位销的轴心与自锁定位孔的中心皆位于以所述转轴为圆心的同一圆周上，所述定位销的端头与自锁定位孔尺寸配合；所述连接件设有螺栓，用于连接下折叠杆或上叠折杆。
10、进一步地，所述的大口径空间柱状可展开薄膜遮光罩，所述薄膜由镀铝聚酰亚胺膜、涤纶网和黑色遮光布复合而成。
11、进一步地，所述的大口径空间柱状可展开薄膜遮光罩，所述薄膜收拢时基于accordion折纸模型进行折叠，并在所述可展开支撑机构的驱动下展开。
12、进一步地，所述的大口径空间柱状可展开薄膜遮光罩，所述可展开支撑机构安装于光学仪器仓前端，光学仪器仓上装有太阳能电池板以提供电力保障。
13、本专利技术的有益效果为：
14、1、本专利技术采用刚性可展开支撑机构和柔性薄膜组合的设计方案，在保证遮光罩整体刚度的同时，充分利用了薄膜质量轻、折展比大的优点，满足空间光学设备大型化、轻量化和大折展比的需求。
15、2、本专利技术的遮光罩整体结构采用模块化设计方案，有效提高了结构的通用性、灵活性和拓展性，可通过改变模块的形状、大小、数量及其组合和排布方式，快捷地实现遮光罩结构尺寸的变化，满足未来大型化的发展需求。
16、3、本专利技术的薄膜采用accor本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种大口径空间柱状可展开薄膜遮光罩，其特征在于，包括可展开支撑机构和薄膜，所述可展开支撑机构具备轴向收拢和展开功能，其展开状态的形状为上部斜切的不规则十二边形柱面；所述薄膜与所述可展开支撑结构的内侧相连，随着所述可展开支撑结构轴向收拢和展开。
2.根据权利要求1所述的大口径空间柱状可展开薄膜遮光罩，其特征在于，所述可展开支撑机构包括下部柱面部分和上部斜切部分，下部柱面部分由多个柱面模块沿高度方向竖直相连而成，上部斜切部分由斜切模块一、斜切模块二、斜切模块三和斜切模块四沿高度方向依次竖直相连而成。
3.根据权利要求2所述的大口径空间柱状可展开薄膜遮光罩，其特征在于，所述柱面模块包括两个封闭肋框和八套折杆结构，封闭肋框为不规则十二边形框架，两个封闭肋框之间通过八套折杆结构相连；相邻的两个柱面模块之间共用一个封闭肋框。
4.根据权利要求3所述的大口径空间柱状可展开薄膜遮光罩，其特征在于，斜切模块一包括六套折杆结构和斜切肋框一，斜切肋框一为开口的不规则十一边形框架，斜切肋框一通过六套折杆结构与位于下部柱面部分最上端的封闭肋框相连；斜切模块二包括六套
5.根据权利要求4所述的大口径空间柱状可展开薄膜遮光罩，其特征在于，所述折杆结构包括根部铰链、下折叠杆、中间铰链、上叠折杆和顶部铰链，下折叠杆一端连接根部铰链、另一端与中间铰链相连；上叠折杆一端连接中间铰链、另一端与顶部铰链相连。
6.根据权利要求5所述的大口径空间柱状可展开薄膜遮光罩，其特征在于，中间铰链包括主轴、扭簧一、公铰件、母铰件、锁钩、销轴、复位弹簧和锁片；公铰件和母铰件通过所述主轴形成转动副，母铰件与公铰件接触的部位设有限位块；扭簧一套在所述主轴上，扭簧一的两端分别与公铰件及母铰件相连；所述锁钩的中部通过所述销轴与母铰件转动连接，所述锁钩的尾部与母铰件之间设有复位弹簧，所述锁片设置在公铰件上，所述锁钩的头部与所述锁片的位置相对应；公铰件与上折叠杆相连，母铰件与下折叠杆相连。
7.根据权利要求5所述的大口径空间柱状可展开薄膜遮光罩，其特征在于，根部铰链与顶部铰链结构相同，皆包括底座、连接件、转轴、扭簧二、顶紧弹簧和定位销；所述底座与连接件通过所述转轴形成转动副，扭簧二套在所述转轴上，扭簧二的两端分别与所述底座及连接件相连；所述连接件的侧部设有盲孔，顶紧弹簧设置在所述盲孔中，所述定位销与顶紧弹簧相连，所述底座的侧部设有自锁定位孔，所述定位销的轴心与自锁定位孔的中心皆位于以所述转轴为圆心的同一圆周上，所述定位销的端头与自锁定位孔尺寸配合；所述连接件设有螺栓，用于连接下折叠杆或上叠折杆。
8.根据权利要求1所述的大口径空间柱状可展开薄膜遮光罩，其特征在于，所述薄膜由镀铝聚酰亚胺膜、涤纶网和黑色遮光布复合而成。
9.根据权利要求1所述的大口径空间柱状可展开薄膜遮光罩，其特征在于，所述薄膜收拢时基于Accordion折纸模型进行折叠，并在所述可展开支撑机构的驱动下展开。
10.根据权利要求1所述的大口径空间柱状可展开薄膜遮光罩，其特征在于，所述可展开支撑机构安装于光学仪器仓前端，光学仪器仓上装有太阳能电池板以提供电力保障。
...【技术特征摘要】
1.一种大口径空间柱状可展开薄膜遮光罩，其特征在于，包括可展开支撑机构和薄膜，所述可展开支撑机构具备轴向收拢和展开功能，其展开状态的形状为上部斜切的不规则十二边形柱面；所述薄膜与所述可展开支撑结构的内侧相连，随着所述可展开支撑结构轴向收拢和展开。
2.根据权利要求1所述的大口径空间柱状可展开薄膜遮光罩，其特征在于，所述可展开支撑机构包括下部柱面部分和上部斜切部分，下部柱面部分由多个柱面模块沿高度方向竖直相连而成，上部斜切部分由斜切模块一、斜切模块二、斜切模块三和斜切模块四沿高度方向依次竖直相连而成。
3.根据权利要求2所述的大口径空间柱状可展开薄膜遮光罩，其特征在于，所述柱面模块包括两个封闭肋框和八套折杆结构，封闭肋框为不规则十二边形框架，两个封闭肋框之间通过八套折杆结构相连；相邻的两个柱面模块之间共用一个封闭肋框。
4.根据权利要求3所述的大口径空间柱状可展开薄膜遮光罩，其特征在于，斜切模块一包括六套折杆结构和斜切肋框一，斜切肋框一为开口的不规则十一边形框架，斜切肋框一通过六套折杆结构与位于下部柱面部分最上端的封闭肋框相连；斜切模块二包括六套折杆结构和斜切肋框二，斜切肋框二为开口的不规则九边形框架，斜切肋框二通过六套折杆结构与斜切肋框一相连；斜切模块三包括四套折杆结构和斜切肋框三，斜切肋框三为开口的不规则九边形框架，斜切肋框三通过四套折杆结构与斜切肋框二相连；斜切模块四包括两套折杆结构和斜切肋框四，斜切肋框四为开口的不规则七边形框架，斜切肋框四通过两套折杆结构与斜切肋框三相连。
5.根据权利要求4所述的大口径空间柱状可展开薄膜遮光罩，其特征在于，所述折杆结构包括根部铰链、下折叠杆、中间铰链、上叠折杆和顶部铰链，下折叠杆一端连接根部铰链、另一端与中间铰链相连...
【专利技术属性】
技术研发人员：田大可，崔锡赫，史创，金路，张立永，雷宏强，张逸凡，杨燊，裴俊洁，
申请(专利权)人：沈阳建筑大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。