一种支撑结构的热形变自调整支撑装置制造方法
【专利摘要】本发明一种支撑结构的热形变自调整支撑装置属于支撑结构热形变领域，涉及一种支撑结构的热形变自调整支撑装置。该装置包括筒壁基座、压电复合纤维驱动器和光纤应变传感器，筒壁基座采用纤维增强树脂基复合材料制成，若干个压电复合纤维驱动器均匀分布粘贴在筒壁基座外表面，所用的粘贴剂为环氧树脂胶；若干个光纤应变传感器均匀分布粘贴在筒壁基座内表面，并与压电复合纤维驱动器形成一一对应关系，压电复合纤维驱动器通过外接独立电源驱动而产生形变。本发明可调整筒壁结构热形变范围大，调整精度高。本发明自调整能力强，并且可广泛用于各类高精度观测台的支撑结构。
【专利说明】一种支撑结构的热形变自调整支撑装置
【技术领域】
[0001]本发明属于支撑结构热形变领域，特别涉及一种支撑结构的热形变自调整支撑装置。
【背景技术】
[0002]航天相机与地面相机有很大的不同，在入轨飞行后，由于太阳光照射不均匀，相机支撑结构会受到巨大温差的环境因素影响，热胀冷缩的作用会导致支撑结构发生变形，从而影响了成像效果，特别是在远距离拍摄时，很小的偏角就会产生很大的拍摄误差。所以保证卫星、舰船上相机的支撑结构的热稳定性具有重要的现实意义和工程应用价值。
[0003]近年来，国内外的一些学者在航空相机支撑结构的材料研制上取得了一定的成果，低膨胀率高刚度的轻质材料无疑是相机支撑结构的理想选择，但由于这些属性相互制衡的关系，制造这种材料费用高、难度大，而且这种被动实现支撑结构热稳定的方法取得的效果并不十分理想。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是为了解决上述现有技术存在的问题，发明一种热形变自调整支撑装置，采用光纤应变传感器实时监测筒壁基座的热形变信号，并传输给计算机控制器，控制器经计算得到各压电复合纤维驱动器所需的驱动电压值并发出控制指令，使各压电复合纤维驱动器产生收缩力或产生伸展力，来平衡筒壁基座的形变，保持支撑结构的热稳定性，调整精度高。
[0005]本发明采用的技术方案是一种支撑结构的热形变自调整支撑装置，其特征在于，该装置包括筒壁基座1、压电复合纤维驱动器2和光纤应变传感器3，筒壁基座I采用纤维增强树脂基复合材料制成，若干个压电复合纤维驱动器2均匀分布粘贴在筒壁基座I外表面，所用的粘贴剂为环氧树脂胶；若干个光纤应变传感器3均匀分布粘贴在筒壁基座I内表面，并与若干个压电复合纤维驱动器2形成一一对应关系，所用的粘贴剂为环氧树脂胶；每个压电复合纤维驱动器2通过外接-500?+1500V独立电源4驱动而产生形变。
[0006]本发明的有益效果在于:(I)本发明采用的复合材料筒壁结构、压电复合纤维驱动器和光纤应变传感器都具有质轻，附加质量小的特点；(2)采用的压电复合纤维驱动器，具有良好的柔顺性和机械加工性能，驱动能力强，特别适用于曲面结构；(3)采用的光纤应变传感器灵敏度高，受外界环境因素影响小；(4)本发明可调整筒壁结构热形变范围大，调整精度高；(5)本发明自调整能力强，并且可广泛用于各类高精度观测台的支撑结构。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]图1为本发明热形变自调整装置的结构示意图。
[0008]图2为图1的俯视图。
[0009]图3为本发明实施例中热形变自调整示意图。[0010]图中:1-筒壁基座，2-压电复合纤维致动器，3-光纤应变传感器，4-电源，5-热辐射源。
【具体实施方式】
[0011]下面结合附图和技术方案对本发明具体实施并作进一步详细说明。
[0012]如图1和图2所示，本发明所涉及的一种支撑结构的热形变自调整支撑装置，包括筒壁基座1、压电复合纤维驱动器2和光纤应变传感器3，压电复合纤维驱动器2和光纤应变传感器3分别粘贴在筒壁基座I的外侧和内侧表面上，粘贴位置一一对应并呈对位形状。筒壁基座由复合纤维材料制成，利用复合材料的可设计性，通过设计纤维类型、纤维和树脂含量、铺层角度等材料参数，保证筒壁结构I的热形变和压电复合纤维驱动器2驱动下的形变相匹配。
[0013]筒壁基座I的尺寸和压电复合纤维驱动器2以及光纤应变传感器3的数量可根据实际需求进行调整，以满足实际设计需要。所述的光纤应变传感器3实时监测筒壁基座I的热形变信号，压电复合纤维驱动器2根据此信号，通过相应的控制算法，产生适当的伸展力或收缩力来保证筒壁基座I上顶面处在期望位置。
[0014]如图3所示，当筒壁基座I的一侧受到光照或热辐射5导致温度升高时，由于热胀冷缩的原理，温度升高的一侧会产生拉伸形变，致使基座上顶面从原来的A-A'平面倾斜至C-C'平面，此时，光纤应变传感器接收到形变信号，并传输给计算机控制器，控制器经计算得到各压电复合纤维驱动器2所需的驱动电压值并发出控制指令，各压电复合纤维驱动器
2或产生收缩力或产生伸展力，迫使筒壁基座I上顶面回到新的B-B'平面。虽然新的B-B'平面相对于原来的A-A'平面有一段微小位移，但并不会对相机成像产生影响，相对于倾斜平面C-C'带来的影响可以忽略不计。
【权利要求】
1.一种支撑结构的热形变自调整支撑装置，其特征在于，该装置包括筒壁基座(I)、压电复合纤维驱动器(2)和光纤应变传感器(3);筒壁基座(I)采用纤维增强树脂基复合材料制成，若干个压电复合纤维驱动器(2)均匀分布粘贴在筒壁基座(I)外表面，所用的粘贴剂为环氧树脂胶；若干个光纤应变传感器(3)均匀分布粘贴在筒壁基座(I)内表面，并与若干个压电复合纤维驱动器(2)形成一一对应关系，所用的粘贴剂为环氧树脂胶；每个压电复合纤维驱动器(2)通过外接-500?+1500V独立电源(4)驱动而产生形变。
【文档编号】B64D47/08GK104002979SQ201410227877
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年5月27日 优先权日:2014年5月27日
【发明者】孙士勇, 杨睿, 盛贤君, 张少辉, 王晓宇, 王耀兵 申请人:大连理工大学