一种适用于斜切式遮光罩对日定向的大口径回转机构的制作方法

本发明涉及遮光罩在轨结构，具体涉及一种适用于斜切式遮光罩对日定向的大口径回转机构。

背景技术：

1、高轨光学成像卫星有着天然高时间分辨率的优势，可以提供地球准实时的图像信息，具有非常高的民用和军用价值，一直是国内外争相研究的热点。但由于高轨光学成像卫星距离地球较远，要获取与低轨卫星相同的分辨率需要相机规模成比例增大，因此大口径相机成为核心载荷。同时，由于地球遮挡阳光的范围非常有限，相机几乎所有时间都需要依靠遮光结构进行遮光、保护内部光学元件并维持光学系统稳定的温度水平，以此保证相机安全，提供高质量图像，因此遮光罩成为光学载荷必不可少的功能组成。为了获得更长的成像时间，光学载荷对遮光结构提出了大尺寸、高刚度并时刻遮挡阳光的要求。例如当相机横向规模达到4m，每天成像不小于20小时时，遮光罩高度要求不小于8m。同时，卫星在轨频繁进行姿态机动，为了缩短姿态稳定时间，对遮光罩在轨结构基频也提出了很高的要求。

2、现有遮光罩以固定式结构为主，相机指向通过整星姿态调整理想遮光效果，传统轴承式大口径回转机构重量大、间隙小、适用温度范围窄的不足。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种适用于斜切式遮光罩对日定向的大口径回转机构，能够满足卫星镜头在运动过程中持续保持固定观测方向的遮光需求。

2、本发明采用的技术方案如下：

3、一种适用于斜切式遮光罩对日定向的大口径回转机构，包括安装板、驱动轮组件、从动轮组件、柔性滑车、刚性滑车、支撑滑轨、驱动绳a及驱动绳b；

4、支撑滑轨为回转体结构，驱动轮组件、从动轮组件、三个柔性滑车、三个刚性滑车沿支撑滑轨外圆周设置，驱动轮组件、从动轮组件相对设置，柔性滑车和刚性滑车间隔设置且沿支撑滑轨外圆周均匀分布，柔性滑车可以在一定范围内沿支撑滑轨径向移动；支撑滑轨通过柔性滑车和刚性滑车支撑，且可以绕自身轴线转动；驱动轮组件、从动轮组件、柔性滑车、刚性滑车均固定在安装板上；

5、驱动绳a、驱动绳b一端安装在驱动轮组件上，分别从两侧依次通过支撑滑轨、从动轮组件，另一端在支撑滑轨固定，通过驱动轮组件对驱动绳a、驱动绳b收线、放线，实现支撑滑轨的正反向转动，其中驱动绳a、驱动绳b的收线、放线状态相反。

6、进一步地，所述驱动轮组件包括驱动轮、驱动轴、驱动轮支架、驱动电机、轴承、轴承盖板及轴承座；

7、驱动轮支架安装在安装板上；轴承座安装在驱动轮支架上，且内部安装有轴承；驱动轴与轴承内圈配合，轴承盖板固定在轴承座上端面，对轴承轴向限位，轴承另一端通过挡圈实现限位；驱动电机安装在驱动轮支架上，并通过键与驱动轴的键槽配合实现传动；驱动轮安装在驱动轴上，驱动轮上设有驱动绳槽a和驱动绳槽b；驱动绳槽a、驱动绳槽b为螺旋结构，节距相同，旋向相反，驱动绳槽a沿驱动轮轴向螺旋上升，用于驱动绳a的收拢，驱动绳槽b沿驱动轮轴向螺旋下降，用于驱动绳b的收拢。

8、进一步地，所述从动轮组件包括从动轮支架、从动轮、从动轴、轴承座、轴承、轴承盖板及挡板；

9、从动轮支架安装在安装板上；轴承座安装在从动轮支架上，且内部安装有轴承；从动轴与轴承内圈配合，轴承盖板安装在轴承座上端面，实现对轴承的轴向限位，轴承另一端通过挡圈实现限位；从动轮固定在从动轴上，从动轮上设有从动绳槽a和从动绳槽b,分别用于支撑驱动绳a和驱动绳b；挡板固定在从动轮支架内壁面，位于挡圈下方，用于实现轴承下端的防护。

10、进一步地，所述柔性滑车包括柔性滑车支架、轴承轮、安装头、直线轴承座、滑动轴、压簧、随动滚轮及转接件；

11、柔性滑车支架安装在安装板上，轴承轮通过连接轴安装在安装头上、下两侧；上下布置的轴承轮分别作用于支撑滑轨的两个支撑面，实现对支撑滑轨的柔性支撑和限位；安装头固定在水平设置的滑动轴上，直线轴承座与柔性滑车支架固定连接，滑动轴穿过直线轴承座，并且在直线轴承座外圆周、滑动轴外圆周套装有压簧；在压簧作用下，滑动轴带动轴承轮可以实现一定方向的伸缩；随动滚轮为内置轴承结构，通过自带螺纹结构安装在滑动轴末端，可以绕自身轴线转动；转接件固定在柔性滑车支架上，并设有相应的滑槽与随动滚轮配合，实现滑动轴轴向伸缩行程限位和沿轴向转动限位。

12、进一步地，所述刚性滑车包括刚性滑车支架、轴承轮、安装头及刚性支座；

13、刚性滑车支架安装在安装板上，轴承轮通过连接轴安装在安装头上、下两侧；上下布置的轴承轮分别作用于支撑滑轨的两个支撑面，实现对支撑滑轨的刚性支撑和限位；安装头固定在刚性支座上，刚性支座水平固定在刚性滑车支架上。

14、进一步地，所述支撑滑轨上设有滑轨绳槽a和滑轨绳槽b，滑轨绳槽a用于与驱动绳a作用，滑轨绳槽b用于与驱动绳b作用；所述支撑滑轨外圆周为凹型槽，凹型槽的上、下内壁面为与柔性滑车和刚性滑车作用的支撑面；其中上壁面向下倾斜，下壁面向上倾斜；所述支撑滑轨的上、下表面用于安装载荷和设备，且支撑滑轨下表面上的载荷和设备由安装板的中空部分向下露出。

15、进一步地，所述支撑滑轨为圆环，材料为镁合金或镁锂合金。

16、进一步地，所述驱动绳a和驱动绳b采用钢丝绳或钛绳。

17、有益效果：

18、1、本发明能够满足卫星镜头在运动过程中持续保持固定观测方向的遮光需求，收拢时遮光罩压紧在回转机构上，展开后形成斜切式多边形体式结构。本发明采用驱动轮组件、从动轮组件、支撑滑轨以及相关驱动绳的布局，能够实现对负载的双向、高可靠驱动；采用“滑轨+滑车”的方式实现回转功能，相对典型轴承结构，能够明显降低重量；可以更加灵活的控制滑轨与滑车的“间隙”，能够更好的适应空间环境中大范围的温度变化，不需要在轨热控；而且“滑轨+滑车”的方式对安装精度要求较低，更加方便安装和拆卸。

19、其次，本发明采用绳轮驱动方式，相对典型齿轮结构，能够明显降低重量，对安装精度要求较低，更加方便安装和拆卸，也能够明显提高产品的寿命。

20、2、本发明采用柔性支撑和刚性支撑组合的支撑方式，能够保证一定的浮动范围，同时又起到绝对保护作用。

21、3、本发明柔性滑车的轴承轮可以在一定范围内沿支撑滑轨径向移动，能够补偿相关零部件的加工误差、安装误差以及结构在高低温环境下的变形。

22、4、本发明采用的柔性滑车，能够实现滚动支撑，并在一定范围内伸缩。

技术特征：

1.一种适用于斜切式遮光罩对日定向的大口径回转机构，其特征在于，包括安装板、驱动轮组件、从动轮组件、柔性滑车、刚性滑车、支撑滑轨、驱动绳a及驱动绳b；

2.如权利要求1所述的适用于斜切式遮光罩对日定向的大口径回转机构，其特征在于，所述驱动轮组件包括驱动轮、驱动轴、驱动轮支架、驱动电机、轴承、轴承盖板及轴承座；

3.如权利要求1所述的适用于斜切式遮光罩对日定向的大口径回转机构，其特征在于，所述从动轮组件包括从动轮支架、从动轮、从动轴、轴承座、轴承、轴承盖板及挡板；

4.如权利要求1所述的适用于斜切式遮光罩对日定向的大口径回转机构，其特征在于，所述柔性滑车包括柔性滑车支架、轴承轮、安装头、直线轴承座、滑动轴、压簧、随动滚轮及转接件；

5.如权利要求1所述的适用于斜切式遮光罩对日定向的大口径回转机构，其特征在于，所述刚性滑车包括刚性滑车支架、轴承轮、安装头及刚性支座；

6.如权利要求1所述的适用于斜切式遮光罩对日定向的大口径回转机构，其特征在于，所述支撑滑轨上设有滑轨绳槽a和滑轨绳槽b，滑轨绳槽a用于与驱动绳a作用，滑轨绳槽b用于与驱动绳b作用；所述支撑滑轨外圆周为凹型槽，凹型槽的上、下内壁面为与柔性滑车和刚性滑车作用的支撑面；其中上壁面向下倾斜，下壁面向上倾斜；所述支撑滑轨的上、下表面用于安装载荷和设备，且支撑滑轨下表面上的载荷和设备由安装板的中空部分向下露出。

7.如权利要求6所述的适用于斜切式遮光罩对日定向的大口径回转机构，其特征在于，所述支撑滑轨为圆环，材料为镁合金或镁锂合金。

8.如权利要求1-7任一项所述的适用于斜切式遮光罩对日定向的大口径回转机构，其特征在于，所述驱动绳a和驱动绳b采用钢丝绳或钛绳。

技术总结
本发明公开了一种适用于斜切式遮光罩对日定向的大口径回转机构，包括安装板、驱动轮组件、从动轮组件、柔性滑车、刚性滑车、支撑滑轨、驱动绳A、B；驱动轮组件、从动轮组件、三个柔性滑车、三个刚性滑车设置在安装板上，驱动轮组件、从动轮组件相对设置，柔性、刚性滑车间隔设置且沿支撑滑轨外圆周均布，柔性滑车可沿支撑滑轨径向移动；支撑滑轨通过柔性、刚性滑车支撑，且可绕自身轴线转动；驱动绳A、B一端安装在驱动轮组件上，分别从两侧通过支撑滑轨、从动轮组件后固定在支撑滑轨，通过驱动轮组件对驱动绳A、B收放线，实现支撑滑轨正反向转动，二者收放线状态相反。本发明能够满足卫星镜头在运动过程中保持固定观测方向的遮光需求。

技术研发人员：林秋红,李冰岩,苏周,王玉凤,冉江南,刘冬,李潇,操安博
受保护的技术使用者：北京空间飞行器总体设计部
技术研发日：
技术公布日：2024/3/12