一种轻型同轴三反空间光学遥感器结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于空间光学技术领域，具体涉及一种轻型同轴三反空间光学遥感器结构。
【背景技术】
[0002]空间光学遥感器的主要作用是:从外层空间获取地面信息，其航天任务的核心是获取清晰完整的地面详查和普查图像。
[0003]与本发明最为接近的已有技术是中国科学院长春光学精密机械与物理研宄所郭权锋的博士论文《同轴三反空间相机结构稳定性研宄》，该空间遥感器结构已应用于某高分辨率空间相机科研项目。如图1所示，遥感器结构主要由镜头单元和机身单元两部分组成。镜头单元是遥感器主体的前半段，包括外遮光罩前筒1、次镜组件2、次镜支撑组件3、中筒组件4、主镜组件5、主镜室组件6和调焦组件7。外遮光罩前筒I位于相机的最前方，连接于中筒组件4，用来限制视场以外的光线进入光学系统；中筒组件4主要用来支撑次镜组件2，通过与主镜室组件6的连接保证次镜组件5在光学系统中的位置和主、次镜间相对位置关系的稳定性；主镜室组件6主要用来承载主镜组件5的结构重量，同时将中筒组件4和机身单元连接起来；调焦组件7安装于主镜室组件6上，采用球面反射镜调焦方式，实现对遥感器离焦现象的补偿。机身单元位于遥感器的后半段，包括机身锥筒8、第三反射镜组件9、机身后筒10、焦面组件11、偏流组件12、后罩组件13等组件。第三反射镜9通过支撑结构固定在机身后筒10上，在机身单元中安装有偏流机构12，用于修正由于目标飞行器相对地物的运动及姿态变化所造成的方位偏置；焦面组件11安装在机身后筒上，完成相机光电信号的转换；机身锥筒8作为机身的主要承载结构，通过连接主镜室6和机身后筒10将镜头和机身组合成有机的整体。
[0004]该课题涉及的空间相机以长焦距、大口径、高分辨率为典型特点，但由于遥感器主体结构大量采用金属材料，虽然经过高度轻量化设计，但遥感器总体重量仍然较高，从力学角度讲，重量大不仅意味着相机的动力学特性下降，而且会导致相机固有频率较低，削弱其抵抗外界干扰的能力，相机的其他技术指标也可能受到一定程度的影响。该课题相机的固有频率低于100Hz。从热学角度讲，金属材料热胀系数较大，对温度比较敏感，因此该相机结构温度稳定性也较差。从成本角度讲，相机重量大，意味着运载火箭的推力大，最终导致发射成本大幅提高
【发明内容】
[0005]本发明为了克服已有技术存在的缺陷，提供一种轻型同轴三反空间光学遥感器结构。其可以解决空间光学遥感器的重量高，固有频率低、力和热稳定性不佳的问题，促进光学遥感器的跨越式发展，为实现航天产品向轻型化方向发展提供技术支持。
[0006]为了解决上述技术问题，本发明的技术方案具体如下:
[0007]一种轻型同轴三反空间光学遥感器结构，包括:
[0008]纤维外遮光罩组件、碳化硅次镜组件、碳纤维次镜遮光罩组件、碳纤维桁架组件、碳纤维主镜遮光罩组件、碳化硅主镜组件、折叠镜组件、碳纤维主背板组件、调焦机构、碳纤维后盖组件、调偏流机构、焦面组件和碳化硅三镜组件；
[0009]所述碳纤维主背板组件是整个遥感器的安装基板；
[0010]所述碳化硅主镜组件、碳纤维主镜遮光罩组件和碳纤维外遮光罩组件直接安装在碳纤维主背板组件的正面上；
[0011]所述碳纤维次镜遮光罩组件和碳化硅次镜组件安装在碳纤维桁架组件的前端，再通过碳纤维桁架组件连接到碳纤维主背板组件的正面上；
[0012]所述折叠镜组件、调焦机构、碳纤维后盖组件、调偏流机构安装在碳纤维主背板组件的背面；
[0013]所述焦面组件安装在调偏流机构上；
[0014]所述碳化硅三镜组件安装在碳纤维主背板组件的腔体内部。
[0015]上述技术方案中，所述调焦机构中含有调焦镜。
[0016]上述技术方案中，进入碳纤维外遮光罩组件的光线可经碳化硅主镜组件的镜面汇聚并反射到碳化硅次镜组件表面，经碳化硅次镜组件镜面反射后光线穿过碳化硅主镜组件中心圆孔到达折叠镜组件表面，经折叠镜组件镜面改变光线传播路径后到达碳化硅三镜组件，经碳化硅三镜组件镜面反射后到达调焦机构，再经过调焦镜镜面反射后穿过调偏流机构到达焦面组件。
[0017]上述技术方案中，所述调焦机构的调焦镜可在-5mm?5mm范围内自由移动。
[0018]上述技术方案中，所述调偏流机构可根据指令带动焦面组件在垂直遥感器视轴的平面内作-5°?5°的摆动。
[0019]本发明具有以下的有益效果:
[0020]本发明的轻型同轴三反空间光学遥感器结构选择碳纤维复合材料，该材料与金属材料相比具有优越的高比刚度、高比强度、抗冲击、抗疲劳、零或负热胀系数，能很好的解决刚度和力热稳定性问题。该轻型同轴三反空间光学遥感器结构与之前的技术相比，解决了以往重量高、固有频率低、力热稳定性不佳等问题，且能够把空间光学遥感器的分辨率提高到国际一流水平，为获得高质量的图像提供了技术保障。
【附图说明】
[0021]图1是已有技术的光学遥感器的结构示意图；
[0022]图2?图4是本发明光学遥感器结构示意图，其中图3是图2隐藏碳纤维后盖组件10后的右视图，图4是整个光学遥感器结构三维示意图。
【具体实施方式】
[0023]本发明的发明思想为:常用的空间光学遥感器光学系统主要有同轴三反系统和离轴三反系统，根据光学遥感器的指标要求，本发明选择同轴三反光学系统，满足总体要求的高分辨率、大口径、长焦距的指标要求，根据光学系统特点设计了满足光学系统要求的遥感器结构，该结构具有较低的重量、较高的刚度和良好的力热稳定性。
[0024]下面结合附图对本发明做以详细说明。
[0025]如图2所示，该光学遥感器结构包括碳纤维外遮光罩组件14、碳化硅次镜组件15、碳纤维次镜遮光罩组件16、碳纤维桁架组件17、碳纤维主镜遮光罩组件18、碳化硅主镜组件19、折叠镜组件20、碳纤维主背板组件21、调焦机构(含调焦镜)22、碳纤维后盖组件23、调偏流机构24、焦面组件25和碳化硅三镜组件26。碳纤维主背板组件21是整个遥感器的安装基板，碳化硅主镜组件19、碳纤维主镜遮光罩组件18和碳纤维外遮光罩组件14直接安装在碳纤维主背板组件21的正面上，碳纤维次镜遮光罩组件16和碳化硅次镜组件15安装在碳纤维桁架组件17的前端，再通过碳纤维桁架组件17连接到碳纤维主背板组件21正面上；折叠