纵深嵌入式安装光学相机的辅助系统的制作方法

本发明属于航天器地面支持设备技术领域，具体涉及到一种用于航天器光学有效载荷的高可靠安装的辅助系统。

背景技术：

光学相机是遥感卫星的重要载荷，由于相机重量大(通常为500kg～2000kg)，为了降低卫星整星的质心高度，光学相机往往大纵深的嵌入式安装至载荷舱舱体内部，例如参见图1，图1是现有技术种相机嵌入载荷舱舱体内的安装状态示意图；由于卫星构型等方面的限制，相机与星体间间距较小，给相机的安装和拆卸带来了较大的难度。光学相机的安装需采用吊装的形式进行，目前部分型号相机与载荷舱舱体最小距离仅有5mm，目前的安装操作均依靠专人观察间隙，多人把扶完成，因观察、操作难度大，故安装风险高，安装过程极易发生磕碰、挤压等事故，光学相机中光学敏感器件较多，磕碰、挤压等事故对相机的质量有着较大影响。因此需研制一套辅助相机可靠安装的系统，提高相机安装可靠性和效率。

技术实现要素：
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针对上述问题，本发明的目的是提供一种高可靠的大纵深嵌入式安装光学相机的辅助系统，在相机安装过程中采用机械导向，通过激光传感器定位、测距传感器及监控摄像头对相机与星体的安全距离进行实时监测，主、被动相结合的安装工艺，降低了人工把扶的操作强度、观察间隙的难度，并减少安装风险，节省安装时间。

本发明能实现相机大纵深嵌入式的高可靠安装，并实时监测安装过程中相机与星体的安全距离。

为达到上述目的，本发明采用了如下的技术方案：

光学相机大纵深嵌入式安装辅助系统，包括设置在载荷舱舱体内部的机械导向装置和实时监控系统两部分，机械导向装置包括4个导向辊组和2组导向辊道，每组导向轨道包括竖立在载荷舱舱体内的相互平行的两个导向辊道；导向轨道通过与其垂直的三组导向辊支架固定连接，并通过载荷舱孔位与载荷舱紧固连接，每个导向辊组由两个导向辊轮和纵长的导向辊轮支架组成，两个导向辊轮彼此垂直地设置在纵长的导向辊轮支架的一端，四个导向辊轮支架对称设置于待安装光学相机相邻两侧面的顶角处以使两个导向辊轮分别抵靠在对应位置的相机两侧面上；其中，导向辊与导向辊支架之间安装有橡胶弹簧，形成避让行程以避免导向卡死；实时监控系统分为位姿定位和位姿监控两部分，位姿定位系统由两个对位光电传感器组成，分别安装于光学相机底部和载荷舱底部的上表面，两个光电传感器联合工作用于保证相机与大型支架的相对位置处于安装对正的位置；位姿监控系统由视觉监控系统与距离监控系统组成，安装于导向辊道组上的4个监控摄像头及4个超声波测距传感器构成了视觉监控系统与距离监控系统，进行360°监测相机与星体的安全距离。

其中，纵长的导向辊轮支架上依次设置有上下交错叠放的三角形减重孔。

其中，纵长的导向辊轮支架固定在星体安装孔上。

其中，每组导向轨道分别设置在光学相机相邻两侧面的相对位置上以便于成对的导向辊轮沿着导向辊道进行滚动，引导光学相机缓慢嵌入载荷舱舱体内。

本发明具有如下优点：采用机械导向、实时监控的安装方式。通过机械辅助导向，被动控制相机星体间的安全距离；采用激光传感器定位、测距传感器及360°监控相机实时监测，主动监测相机与星体间的安全距离。主、被动相结合的安装工艺，可降低人工把扶的操作强度、观察间隙的难度，并减少安装风险，节省安装时间。

1、可实现纵深3400mm，间距25mm的嵌入式装配；

2、机械式导向工装引导相机安装，有效避免磕碰风险；

3、设计实时导向监测系统一套，实现相机吊装过程中相机与星体间安全距离的实时监测；

4、导向工装和监测系统便于装拆，系统体积小、结构简单、操作方便、安全可靠、安装不妨碍其它总装的操作。

附图说明

图1是现有技术种相机嵌入载荷舱舱体内的安装状态示意图；

图2是本发明的光学相机大纵深嵌入式安装辅助系统的结构示意图；

其中，2-1相机主体；2-2导向辊道支架；2-3测距仪；2-4导向辊支架；。

图3是本发明的光学相机大纵深嵌入式安装辅助系统局部图；

其中，2-2导向辊道支架；2-4导向辊支架；3-3导向辊；3-4监控摄像头；

图4是本发明的光学相机大纵深嵌入式安装辅助系统中导向辊及其支架的示意图；

其中，2-4导向辊支架；3-3导向辊；

图5是本发明的光学相机大纵深嵌入式安装辅助系统中导向轨道及其支架示意图；

其中，5-1导向辊道；2-2导向辊道支架。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明，但这些仅仅是示例性的，并不旨在对其保护范围进行任何限定。

参见图2，图2显示了本发明的光学相机大纵深嵌入式安装辅助系统的结构示意图；本发明的光学相机大纵深嵌入式安装辅助系统包括设置在载荷舱舱体内部的机械导向装置和实时监控系统两部分，相机主体2-1设置在机械导向装置内，机械导向装置包括4个导向辊组和2组导向辊道5-1，5-2，导向辊道例示在图5中，其中每组导向辊道包括竖立在载荷舱舱体内的相互平行的两个导向辊道；导向辊道通过与其垂直的三组导向辊支架2-4固定连接，并通过载荷舱孔位与载荷舱紧固连接，每个导向辊组由两个导向辊3-3和纵长的导向辊支架2-4组成，两个导向辊3-3彼此垂直地设置在纵长的导向辊支架2-4的一端，四个导向辊支架2-4对称设置于待安装光学相机相邻两侧面的顶角处以使两个导向辊2-4分别抵靠在对应位置的相机两侧面上；其中，导向辊3-3与导向辊支架2-4之间安装有橡胶弹簧，形成避让行程以避免导向卡死；实时监控系统分为位姿定位和位姿监控两部分，位姿定位系统由两个对位光电传感器组成，分别安装于光学相机底部和载荷舱底部的上表面，两个光电传感器联合工作用于保证相机与大型支架的相对位置处于安装对正的位置；位姿监控系统由视觉监控系统与距离监控系统如测距仪2-3组成，安装于导向辊道组上的4个监控摄像头及4个超声波测距仪2-3构成了视觉监控系统与距离监控系统，进行360°监测相机与星体的安全距离。

参照图3，图3是本发明的光学相机大纵深嵌入式安装辅助系统局部图；从图3中可以看出，3-3导向辊与3-2导向辊支架连接，3-3导向辊通过3-1导向辊道支架限位。每组导向轨道分别设置在光学相机相邻两侧面的相对位置上以便于成对的导向辊轮沿着导向辊道进行滚动，引导光学相机缓慢嵌入载荷舱舱体内。

参照图4，图4是本发明的光学相机大纵深嵌入式安装辅助系统中导向辊及其支架的示意图，从图中可以看出，纵长的导向辊支架2-4上依次设置有上下交错叠放的三角形减重孔，纵长的导向辊支架2-4通过螺钉固定在星体安装孔上。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术的原理前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也都应该在本发明的保护范围。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种光学相机大纵深嵌入式安装辅助系统，包括设置在载荷舱舱体内部的机械导向装置和实时监控系统两部分，机械导向装置通过载荷舱孔位与载荷舱紧固连接，通过导向辊组引导相机缓慢嵌入载荷舱舱体中，实时监控系统分为位姿定位和位姿监控两部分，进行360°监测相机与星体的安全距离。本发明通过主、被动相结合的安装工艺，可降低人工把扶的操作强度、观察间隙的难度，并减少安装风险，节省安装时间。

技术研发人员：徐奕柳;张彬;易旺民;郑为志;张立建;许凯;张伟;马明阳;刘广通;李浩;张延磊;郭涛;王伟;尹成爽;梁寅;付英莲
受保护的技术使用者：北京卫星环境工程研究所
技术研发日：2017.08.28
技术公布日：2018.01.09