【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種星上遙感相機(jī)柔性安裝熱防護(hù)門(mén)，屬于星上遙感相機(jī)設(shè)計(jì)。
技術(shù)介紹
1、隨著航空航天技術(shù)的不斷發(fā)展，空間遙感相機(jī)對(duì)地觀測(cè)是獲取地面信息的一種重要手段。超低軌道衛(wèi)星具有較好的對(duì)地成像觀測(cè)性能和較短的重訪周期,提高了熱點(diǎn)敏感地區(qū)的信息獲取能力，應(yīng)用價(jià)值較高、潛力巨大,目前是國(guó)內(nèi)外航天工作的熱點(diǎn)領(lǐng)域。超低軌道衛(wèi)星是指部署在120—300千米的軌道高度上的衛(wèi)星平臺(tái)，超低軌道衛(wèi)星需要克服低軌大氣阻力、低空惡劣空間環(huán)境，以及由此引發(fā)的衛(wèi)星姿態(tài)頻繁擾動(dòng)等不利因素，超低軌道衛(wèi)星運(yùn)行軌道高度低，適用于對(duì)地觀測(cè)、科學(xué)探測(cè)和低空環(huán)境研究。與低中高軌衛(wèi)星相比，其成像分辨率好、圖像質(zhì)量高、探測(cè)數(shù)據(jù)精準(zhǔn)，可增強(qiáng)成像分辨率、降低系統(tǒng)功耗、及時(shí)獲取地海面信息，具有較高的遙感勘測(cè)應(yīng)用價(jià)值。
2、衛(wèi)星在超低軌道運(yùn)行將遭遇特有的中性大氣環(huán)境，太陽(yáng)光投射角度的不同造成了大氣具有季節(jié)變化、地方時(shí)變化以及隨緯度的變化，衛(wèi)星內(nèi)部的熱平衡決定于低軌道上的太陽(yáng)輻射、地球和大氣對(duì)太陽(yáng)輻射的反射、地球大氣本身的輻射及衛(wèi)星本身的熱輻射。超低軌道衛(wèi)星受地球紅外和地球反照外熱流影響相比常規(guī)軌道比重更大，相機(jī)入光口外熱流變化劇烈，相機(jī)陰影區(qū)和受曬區(qū)交替出現(xiàn)，熱環(huán)境復(fù)雜惡劣。外熱流動(dòng)態(tài)變化時(shí)，相機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中的成像光學(xué)器件的光學(xué)、結(jié)構(gòu)等參數(shù)會(huì)受到溫度效應(yīng)的影響而發(fā)生改變，進(jìn)而影響到系統(tǒng)的成像質(zhì)量。為降低從相機(jī)入光口處引入的外熱流影響，可以采用在遙感衛(wèi)星相機(jī)入光口處安裝熱防護(hù)門(mén)的技術(shù)手段來(lái)實(shí)現(xiàn)。
3、一般而言，熱防護(hù)門(mén)的工作時(shí)間伴隨衛(wèi)星全壽命周期，熱防護(hù)門(mén)的
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)解決的技術(shù)問(wèn)題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種星上遙感相機(jī)柔性安裝熱防護(hù)門(mén)，具有重量輕、熱門(mén)溫度穩(wěn)定性高、熱防護(hù)門(mén)可靠性高的優(yōu)點(diǎn)。
2、本專利技術(shù)的技術(shù)解決方案是：
3、一種星上遙感相機(jī)柔性安裝熱防護(hù)門(mén)，包括柔性卸載安裝結(jié)構(gòu)、熱防護(hù)門(mén)門(mén)板、熱防護(hù)門(mén)門(mén)板連接結(jié)構(gòu)、熱門(mén)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、卸載彈簧結(jié)構(gòu)、電磁鐵鎖定解鎖結(jié)構(gòu)；
4、所述熱防護(hù)門(mén)門(mén)板形狀與星上遙感相機(jī)的鏡筒外端面外形相同，在星上遙感相機(jī)不工作時(shí)，熱防護(hù)門(mén)門(mén)板的內(nèi)表面蓋住鏡筒，用于對(duì)鏡筒進(jìn)行熱防護(hù)；
5、所述卸載彈簧結(jié)構(gòu)位于熱防護(hù)門(mén)門(mén)板內(nèi)表面外緣；
6、所述柔性卸載安裝結(jié)構(gòu)的一端夾在卸載彈簧結(jié)構(gòu)與熱防護(hù)門(mén)門(mén)板之間，通過(guò)螺釘將卸載彈簧結(jié)構(gòu)與卸載彈簧結(jié)構(gòu)固定在熱防護(hù)門(mén)門(mén)板上；柔性卸載安裝結(jié)構(gòu)的另一端裝有鎖定解鎖結(jié)構(gòu)；
7、所述鎖定解鎖結(jié)構(gòu)與衛(wèi)星艙板或相機(jī)鏡筒連接；
8、所述熱防護(hù)門(mén)門(mén)板連接結(jié)構(gòu)的一端安裝在熱防護(hù)門(mén)門(mén)板外緣，另一端連接熱門(mén)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；
9、所述熱門(mén)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)固定在衛(wèi)星艙板上，用于提供熱防護(hù)門(mén)門(mén)板進(jìn)行開(kāi)合動(dòng)作的驅(qū)動(dòng)力。
10、進(jìn)一步地，所述鎖定解鎖結(jié)構(gòu)包括電磁純鐵片和電磁鐵；其中，電磁鐵安裝在衛(wèi)星上非活動(dòng)的結(jié)構(gòu)主體上，電磁鐵純鐵片安裝在柔性卸載安裝結(jié)構(gòu)上；通過(guò)對(duì)電磁鐵供電和斷電，實(shí)現(xiàn)電磁鐵與電磁鐵純鐵片吸合與分離。
11、進(jìn)一步地，所述鎖定解鎖結(jié)構(gòu)設(shè)置數(shù)量、所在的柔性卸載安裝結(jié)構(gòu)與熱防護(hù)門(mén)門(mén)板連接結(jié)構(gòu)的相對(duì)位置通過(guò)有限元仿真確定，具體為：建立熱防護(hù)門(mén)有限元模型，進(jìn)行電磁鐵鎖定解鎖結(jié)構(gòu)所在的柔性卸載安裝結(jié)構(gòu)安裝在熱防護(hù)門(mén)門(mén)板外緣不同位置、采用不同數(shù)量電磁鐵鎖定解鎖結(jié)構(gòu)的多工況仿真，得到鎖定熱防護(hù)門(mén)門(mén)板所需電磁鐵吸合力的大小，選用在吸合力滿足熱防護(hù)門(mén)力學(xué)條件下鎖定解鎖結(jié)構(gòu)總重量最小的工況，安裝所述工況進(jìn)行設(shè)置。
12、進(jìn)一步地，鎖定解鎖結(jié)構(gòu)的電磁鐵安裝在衛(wèi)星艙板外側(cè)，熱門(mén)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝在衛(wèi)星艙板內(nèi)側(cè)，降低對(duì)整星外形尺寸的影響。
13、進(jìn)一步地，在衛(wèi)星發(fā)射階段，電磁鐵鎖定解鎖結(jié)構(gòu)通電，電磁鐵產(chǎn)生磁力，吸合電磁鐵純鐵片，鎖定熱防護(hù)門(mén)門(mén)板；進(jìn)入衛(wèi)星軌道后，電磁鐵鎖定解鎖結(jié)構(gòu)斷電，熱門(mén)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)工作產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力，使熱防護(hù)門(mén)門(mén)板打開(kāi)或關(guān)閉。
14、進(jìn)一步地，所述熱防護(hù)門(mén)門(mén)板為蜂窩夾芯復(fù)合材料板，在外表面貼有防護(hù)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對(duì)遙感相機(jī)的熱防護(hù)。
15、進(jìn)一步地，防護(hù)結(jié)構(gòu)通過(guò)尼龍搭扣粘接在熱防護(hù)門(mén)門(mén)板外表面。
16、進(jìn)一步地，所述熱門(mén)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的主體采用3d打印點(diǎn)陣式空間網(wǎng)格構(gòu)型，選用模塊化的電機(jī)及齒輪作為熱門(mén)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的活動(dòng)零部件。
17、進(jìn)一步地，所述柔性卸載安裝結(jié)構(gòu)為片狀結(jié)構(gòu)，表面開(kāi)有卸載槽，卸載槽的尺寸在滿足結(jié)構(gòu)可靠性的前提下根據(jù)結(jié)構(gòu)的最大變形量進(jìn)行設(shè)計(jì)。
18、進(jìn)一步地，卸載彈簧結(jié)構(gòu)為弓形結(jié)構(gòu)，材質(zhì)為鈹青銅。
19、本專利技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于：
20、(1)本專利技術(shù)同時(shí)滿足空間相機(jī)熱防護(hù)門(mén)的關(guān)鍵需求：熱門(mén)重量輕、溫度穩(wěn)定性高、接口適配性強(qiáng)，熱防護(hù)門(mén)可靠性高，解決了現(xiàn)有熱防護(hù)門(mén)組件的技術(shù)缺陷。
21、(2)本專利技術(shù)采用2處鎖定解鎖結(jié)構(gòu)與衛(wèi)星/相機(jī)主體結(jié)構(gòu)之間的柔性安裝結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，使鎖定解鎖結(jié)構(gòu)數(shù)量相比某同類產(chǎn)品減少50％；使用地面重力卸載方式開(kāi)展熱防護(hù)門(mén)展開(kāi)關(guān)閉實(shí)驗(yàn)，使熱門(mén)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)重量降低50％，基于本專利技術(shù)的熱防護(hù)門(mén)組件總重量低，約為傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的1/3～1/2，減輕了相機(jī)主體的力學(xué)負(fù)擔(dān)，節(jié)省整機(jī)資源，給主體設(shè)計(jì)留出了更多的發(fā)揮空間。
22、(3)本專利技術(shù)設(shè)計(jì)的熱防護(hù)門(mén)門(mén)板、熱防護(hù)門(mén)門(mén)板連接結(jié)構(gòu)選用輕質(zhì)高強(qiáng)的鈦合金材料，通過(guò)優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，最大程度減輕連接結(jié)構(gòu)重量，同時(shí)加工精度要求低，加工工藝簡(jiǎn)單，時(shí)間及經(jīng)濟(jì)成本低，有利于提高企業(yè)效益。
23、(4)相比于傳統(tǒng)的火工品的鎖定解鎖機(jī)構(gòu)，本專利技術(shù)選用電磁鐵配合電磁純鐵片作為鎖定解鎖機(jī)構(gòu)，采用電磁鐵和電磁純鐵片能夠在地面重復(fù)多次使用，在部組件、單機(jī)、整機(jī)、整星等多個(gè)階段能夠重復(fù)使用，充分保持了不同階段地面試驗(yàn)條件的一致性，大幅度降低鎖定解鎖機(jī)構(gòu)的使用成本。
24、(5)本專利技術(shù)在充分降低熱門(mén)結(jié)構(gòu)組件的重量前提下，即充分降低熱門(mén)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)裝置重量，這將使得熱門(mén)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的電機(jī)設(shè)計(jì)、軸及軸承設(shè)計(jì)、齒輪設(shè)計(jì)難度大幅度降低，采用鈦合金作為驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)支撐主體的結(jié)構(gòu)。
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1.一種星上遙感相機(jī)柔性安裝熱防護(hù)門(mén)，其特征在于，包括柔性卸載安裝結(jié)構(gòu)、熱防護(hù)門(mén)門(mén)板、熱防護(hù)門(mén)門(mén)板連接結(jié)構(gòu)、熱門(mén)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、卸載彈簧結(jié)構(gòu)、電磁鐵鎖定解鎖結(jié)構(gòu)；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的星上遙感相機(jī)柔性安裝熱防護(hù)門(mén)，其特征在于，所述鎖定解鎖結(jié)構(gòu)包括電磁純鐵片和電磁鐵；其中，電磁鐵安裝在衛(wèi)星上非活動(dòng)的結(jié)構(gòu)主體上，電磁鐵純鐵片安裝在柔性卸載安裝結(jié)構(gòu)上；通過(guò)對(duì)電磁鐵供電和斷電，實(shí)現(xiàn)電磁鐵與電磁鐵純鐵片吸合與分離。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的星上遙感相機(jī)柔性安裝熱防護(hù)門(mén)，其特征在于，所述鎖定解鎖結(jié)構(gòu)設(shè)置數(shù)量、所在的柔性卸載安裝結(jié)構(gòu)與熱防護(hù)門(mén)門(mén)板連接結(jié)構(gòu)的相對(duì)位置通過(guò)有限元仿真確定，具體為：建立熱防護(hù)門(mén)有限元模型，進(jìn)行電磁鐵鎖定解鎖結(jié)構(gòu)所在的柔性卸載安裝結(jié)構(gòu)安裝在熱防護(hù)門(mén)門(mén)板外緣不同位置、采用不同數(shù)量電磁鐵鎖定解鎖結(jié)構(gòu)的多工況仿真，得到鎖定熱防護(hù)門(mén)門(mén)板所需電磁鐵吸合力的大小，選用在吸合力滿足熱防護(hù)門(mén)力學(xué)條件下鎖定解鎖結(jié)構(gòu)總重量最小的工況，安裝所述工況進(jìn)行設(shè)置。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的星上遙感相機(jī)柔性安裝熱防護(hù)門(mén)，其特征在于，鎖定解鎖結(jié)構(gòu)的電磁鐵安裝在衛(wèi)星
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的星上遙感相機(jī)柔性安裝熱防護(hù)門(mén)，其特征在于，在衛(wèi)星發(fā)射階段，電磁鐵鎖定解鎖結(jié)構(gòu)通電，電磁鐵產(chǎn)生磁力，吸合電磁鐵純鐵片，鎖定熱防護(hù)門(mén)門(mén)板；進(jìn)入衛(wèi)星軌道后，電磁鐵鎖定解鎖結(jié)構(gòu)斷電，熱門(mén)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)工作產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力，使熱防護(hù)門(mén)門(mén)板打開(kāi)或關(guān)閉。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的星上遙感相機(jī)柔性安裝熱防護(hù)門(mén)，其特征在于，所述熱防護(hù)門(mén)門(mén)板為蜂窩夾芯復(fù)合材料板，在外表面貼有防護(hù)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對(duì)遙感相機(jī)的熱防護(hù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的星上遙感相機(jī)柔性安裝熱防護(hù)門(mén)，其特征在于，防護(hù)結(jié)構(gòu)通過(guò)尼龍搭扣粘接在熱防護(hù)門(mén)門(mén)板外表面。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的星上遙感相機(jī)柔性安裝熱防護(hù)門(mén)，其特征在于，所述熱門(mén)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的主體采用3D打印點(diǎn)陣式空間網(wǎng)格構(gòu)型，選用模塊化的電機(jī)及齒輪作為熱門(mén)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的活動(dòng)零部件。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的星上遙感相機(jī)柔性安裝熱防護(hù)門(mén)，其特征在于，所述柔性卸載安裝結(jié)構(gòu)為片狀結(jié)構(gòu)，表面開(kāi)有卸載槽，卸載槽的尺寸在滿足結(jié)構(gòu)可靠性的前提下根據(jù)結(jié)構(gòu)的最大變形量進(jìn)行設(shè)計(jì)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的星上遙感相機(jī)柔性安裝熱防護(hù)門(mén)，其特征在于，卸載彈簧結(jié)構(gòu)為弓形結(jié)構(gòu)，材質(zhì)為鈹青銅。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種星上遙感相機(jī)柔性安裝熱防護(hù)門(mén)，其特征在于，包括柔性卸載安裝結(jié)構(gòu)、熱防護(hù)門(mén)門(mén)板、熱防護(hù)門(mén)門(mén)板連接結(jié)構(gòu)、熱門(mén)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、卸載彈簧結(jié)構(gòu)、電磁鐵鎖定解鎖結(jié)構(gòu)；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的星上遙感相機(jī)柔性安裝熱防護(hù)門(mén)，其特征在于，所述鎖定解鎖結(jié)構(gòu)包括電磁純鐵片和電磁鐵；其中，電磁鐵安裝在衛(wèi)星上非活動(dòng)的結(jié)構(gòu)主體上，電磁鐵純鐵片安裝在柔性卸載安裝結(jié)構(gòu)上；通過(guò)對(duì)電磁鐵供電和斷電，實(shí)現(xiàn)電磁鐵與電磁鐵純鐵片吸合與分離。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的星上遙感相機(jī)柔性安裝熱防護(hù)門(mén)，其特征在于，所述鎖定解鎖結(jié)構(gòu)設(shè)置數(shù)量、所在的柔性卸載安裝結(jié)構(gòu)與熱防護(hù)門(mén)門(mén)板連接結(jié)構(gòu)的相對(duì)位置通過(guò)有限元仿真確定，具體為：建立熱防護(hù)門(mén)有限元模型，進(jìn)行電磁鐵鎖定解鎖結(jié)構(gòu)所在的柔性卸載安裝結(jié)構(gòu)安裝在熱防護(hù)門(mén)門(mén)板外緣不同位置、采用不同數(shù)量電磁鐵鎖定解鎖結(jié)構(gòu)的多工況仿真，得到鎖定熱防護(hù)門(mén)門(mén)板所需電磁鐵吸合力的大小，選用在吸合力滿足熱防護(hù)門(mén)力學(xué)條件下鎖定解鎖結(jié)構(gòu)總重量最小的工況，安裝所述工況進(jìn)行設(shè)置。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的星上遙感相機(jī)柔性安裝熱防護(hù)門(mén)，其特征在于，鎖定解鎖結(jié)構(gòu)的電磁鐵安裝在衛(wèi)星艙板外側(cè)，熱門(mén)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝在衛(wèi)星艙板內(nèi)側(cè)，降低對(duì)整星外形尺寸的影響...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：鄒寶成，范俊杰，靳利鋒，張鳳芹，邱軍暉，姜彥輝，高娟，羅廷云，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：北京空間機(jī)電研究所，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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