一种空间遥感相机四点式支撑装置以及空间遥感相机的制作方法

1.本发明涉及涉及航天遥感技术领域，具体涉及一种空间遥感相机四点式支撑装置以及空间遥感相机。


背景技术：

2.随着航天遥感技术的发展，遥感相机应用越来越普遍，随着相机分辨率的提升，对相机安装条件的要求也越来越高。目前主要存在两个问题，第一，受设计、加工、装配等限制，卫星平台的相机安装面的平面度难以满足高分辨率相机的要求；第二，随着相机越来越复杂，相机对振动环境的耐受能力也逐渐降低。
3.针对上述问题，目前已有空间相机使用3点式bipod柔性支撑安装，通过柔性支撑释放应力以达到变形解耦的目的，并通过降低支撑刚度来吸收振动能量。3点式bipod柔性支撑能够一定程度达到释放变形和应力卸载的目的，但是对于大型的相机载荷(重量大于200公斤)，3点式bipod柔性支撑在发射主动段的载荷作用下，容易引起结构失稳，存在安全隐患。所以往往会采用发射时的锁紧设计、入轨后解锁的设计支撑，但是附加的一套解锁装置成本高且重量大，增加了一笔额外的发射费用，代价很大。


技术实现要素：

4.本发明为了解决现有技术存在技术问题的一种或几种，提供了一种空间遥感相机四点式支撑装置以及空间遥感相机。
5.本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种空间遥感相机四点式支撑装置，包括安装平台以及安装在所述安装平台上的第一支腿和第二支腿，所述第一支腿包括多个间隔平行布置的第一翅片，所述第二支腿包括四个间隔且垂直布置成十字形的第二翅片；所述第一支腿为三个，所述第二支腿为一个，三个第一支腿和一个第二支腿固定在所述安装平台的一侧面上且排布成方形，所述第一翅片和第二翅片均垂直于所述安装平台；所述第二翅片排布的十字形位于所述方形相邻的第一直角边和第二直角边上，与第二支腿相邻的两个第一支腿上的第一翅片相互垂直且分别与所在第一直角边和第二直角边垂直布置，与第二支腿对角布置的一个第一支腿上的第一翅片与所在矩形的对角线垂直布置。
6.本发明的有益效果是：本发明的空间遥感相机四点式支撑装置，采用四点式柔性支撑结构，既能满足变形解耦要求和降低支撑刚度的要求，同时也能有效避免结构的失稳风险。而且该支撑装置结构设计简单，安装方便，能适应各种不同的空间高稳定结构的安装要求。
7.在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
8.进一步，所述矩形为正方形，三个所述第一支腿的中心以及一个第二支腿的中心分别位于所述正方形的四个角上。
9.采用上述进一步方案的有益效果是：第一支腿和第二支腿排布成正方形，更有利于支撑结构的稳固，大大降低了失稳风险。
10.进一步，所述第二支腿上排布成十字形的四个第二翅片的中心位于所述第二支腿的中心。
11.进一步，所述第一支腿还包括两个第一连接板，两个所述第一连接板分别垂直固定在多个第一翅片的两端，其中一个第一连接板与所述安装平台固定连接；所述第二支腿还包括两个第二连接板，两个所述第二连接板分别垂直固定在四个第二翅片的两端，其中一个第二连接板与所述安装平台固定连接。
12.进一步，与所述安装平台相连接的第一连接板和第二连接板均呈方形，所述第一连接板的中心和第二连接板的中心分别位于所述矩形的四个角上。
13.进一步，多个所述第一翅片的中心线与所述第一连接板的中心线重合，四个所述第二翅片的中心线与所述第二连接板的中心线重合。
14.进一步，所述第一支腿上的第一翅片等间距排布。
15.进一步，所述第一支腿上设有四个第一翅片。
16.进一步，所述安装平台呈圆形，所述第一支腿和第二支腿固定在所述安装平台一侧面的靠近边缘位置，所述矩形的中心与所述圆形的中心重合。
17.一种空间遥感相机，包括空间遥感相机本体和所述的空间遥感相机四点式支撑装置，所述空间遥感相机本体固定在所述安装平台的另一侧面上。
18.本发明的有益效果是：本发明的空间遥感相机，为相机平台提供变形解耦的安装，一方面保证卫星平台的变形不影响相机平台，另一方面，相机平台自身的变形也能够释放应力；本发明采用四点式支撑结构，而且四点支撑采用线性系统，可通过调整翅片的厚度、宽度、高度和数量等参数就能够调节系统刚度，涉及变量较少，能够快速完成设计分析，且设计与试验结果一致性好。
附图说明
19.图1为本发明空间遥感相机的立体结构示意图；
20.图2为本发明空间遥感相机的仰视结构示意图；
21.图3为本发明空间遥感相机的主视结构示意图；
22.图4为图3中a-a的剖面结构示意图；
23.图5为本发明空间遥感相机发生膨胀变形的受力状态结构示意图；
24.图6为本发明空间遥感相机发生扭转变形的受力状态结构示意图；
25.图7为本发明第二支腿的立体结构示意图；
26.图8为本发明第一支腿的立体结构示意图。
27.附图中，各标号所代表的部件列表如下：
28.1、安装平台；2、第一支腿；21、第一翅片；22、第一连接板；3、第二支腿；31、第二翅片；32、第二连接板；4、空间遥感相机本体。
具体实施方式
29.以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
30.如图1～图8所示，本实施例的一种空间遥感相机四点式支撑装置，包括安装平台1
以及安装在所述安装平台1上的第一支腿2和第二支腿3，所述第一支腿2包括多个间隔平行布置的第一翅片21，所述第二支腿3包括四个间隔且垂直布置成十字形的第二翅片31；所述第一支腿2为三个，所述第二支腿3为一个，三个第一支腿2和一个第二支腿3固定在所述安装平台1的一侧面上且排布成方形，所述第一翅片21和第二翅片31均垂直于所述安装平台1；所述第二翅片31排布的十字形位于所述方形相邻的第一直角边和第二直角边上，与第二支腿3相邻的两个第一支腿2上的第一翅片21相互垂直且分别与所在第一直角边和第二直角边垂直布置，与第二支腿3对角布置的一个第一支腿2上的第一翅片21与所在矩形的对角线垂直布置。
31.如图4～图6所示，本实施例的所述矩形为正方形，三个所述第一支腿2的中心以及一个第二支腿3的中心分别位于所述正方形的四个角上。第一支腿和第二支腿排布成正方形，更有利于支撑结构的稳固，大大降低了失稳风险。
32.如图4～图6所示，本实施例的所述第二支腿3上排布成十字形的四个第二翅片31的中心位于所述第二支腿3的中心。
33.如图7和图8所示，本实施例的所述第一支腿2还包括两个第一连接板22，两个所述第一连接板22分别垂直固定在多个第一翅片21的两端，其中一个第一连接板22与所述安装平台1固定连接；所述第二支腿3还包括两个第二连接板32，两个所述第二连接板32分别垂直固定在四个第二翅片31的两端，其中一个第二连接板32与所述安装平台1固定连接。
34.如图4～图8所示，本实施例的与所述安装平台1相连接的第一连接板22和第二连接板32均呈方形，所述第一连接板22的中心和第二连接板32的中心分别位于所述矩形的四个角上。
35.如图4～图8所示，本实施例的多个所述第一翅片21的中心线与所述第一连接板22的中心线重合，四个所述第二翅片31的中心线与所述第二连接板32的中心线重合。
36.如图4～图6、图8所示，本实施例的所述第一支腿2上的第一翅片21等间距排布。
37.如图4～图6、图8所示，本实施例的所述第一支腿2上设有四个第一翅片21。
38.如图1～图6所示，本实施例的所述安装平台1呈圆形，所述第一支腿2和第二支腿3固定在所述安装平台1一侧面的靠近边缘位置，所述矩形的中心与所述圆形的中心重合。
39.本实施例翅片可以选用金属翅片，也可以采用橡胶、塑料、泡沫、聚氨酯、丙烯酸酯或者任何高阻尼材料制成的片状结构。
40.本实施例的空间遥感相机四点式支撑装置，三个第一支腿2上的第一翅片21排布成一字型，一个第二支腿3的第二翅片31排布成十字型，为为相机平台提供变形解耦的安装，一方面保证卫星平台的变形不影响相机平台，另一方面，相机平台自身的变形也能够释放应力。4点支撑相对于3点式支撑，结构更加稳固，大大降低了结构失稳的风险；4点支撑是线性系统，通过调整翅片的厚度、宽度、高度和数量等几个参数就能调节系统刚度，设计变量较少，能够快速完成设计分析，且设计与试验的结果一致性好。
41.本实施例的空间遥感相机四点式支撑装置，采用四点式柔性支撑结构，既能满足变形解耦要求和降低支撑刚度的要求，同时也能有效避免结构的失稳风险。而且该支撑装置结构设计简单，安装方便，能适应各种不同的空间高稳定结构的安装要求。
42.如图1所示，本实施例的一种空间遥感相机，包括空间遥感相机本体4和所述的空间遥感相机四点式支撑装置，所述空间遥感相机本体4固定在所述安装平台1的另一侧面
上。
43.本实施例的空间遥感相机在使用的时候，如果安装平台1发生膨胀变形，如图5所示，虚线为膨胀后的位置，相应的，三个第一支腿2的第一翅片21在垂于自身方向发生弹性变形，抵消并释放了热膨胀变形造成的应力，如图5所示。如果安装平台1发生扭转变形，虚线为变形后的位置，相应的，十字形排布的第二翅片31沿第二支腿3轴向发生扭转变形，释放了扭转变形的应力，如图6所示。如果安装平台1发生其他不规则变形，四点式支撑结构也能通过四个指点的组合弹性变形来抵消变形应力。
44.本实施例的空间遥感相机，为相机平台提供变形解耦的安装，一方面保证卫星平台的变形不影响相机平台，另一方面，相机平台自身的变形也能够释放应力；本实施例的空间遥感相机采用四点式支撑结构，而且四点支撑采用线性系统，可通过调整翅片的厚度、宽度、高度和数量等参数就能够调节系统刚度，涉及变量较少，能够快速完成设计分析，且设计与试验结果一致性好。
45.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
46.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
47.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
48.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
49.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
50.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例
性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。