[发明专利]空间大口径可展开的主镜机构

说明书

空间大口径可展开的主镜机构，它涉及一种主镜机构。目前空间大口径可展开光学主镜因结构设置复杂繁冗导致展开过程中各个构件难以实现同步展开且展开精度低，同时易发生遮光的问题。本发明中N组分块式镜体均匀设在联动装置的周围，展开锁定装置包括N个第一铰接器、N个第二铰接器、N个第三铰接器和N个第四铰接器，相邻两组分块式镜体的顶部通过一个第一铰接器相连接，相邻两组分块式镜体的底部通过一个第二铰接器相连接，每组分块式镜体包括两个子镜，两个子镜并列设置，两个子镜的顶部通过一个第三铰接器相连接，两个子镜的底部通过一个第四铰接器相连接，N组分块式镜体通过展开锁定装置作出收拢和展开动作。本发明用于航天航空领域中。

技术领域

本发明具体涉及一种空间大口径可展开的主镜机构。

背景技术

随着新一轮的航天事业迅猛发展，空间可展开机构应用的尺寸将越来越大，精度越来越高，种类将越来越多。由于宇航空间的特殊性，以及航天应用需求的复杂化，空间可展开机构的设计和分析方法将成为未来航天事业发展的关键性问题之一，制约着我国空间技术快速发展。因此迫切需要开展空间可展开机构共性基础理论和技术的研究，为航天事业做技术储备，以保证我国空间技术中长时期的快速发展。

随着空间科学技术的迅猛发展，空间大口径光学相机在深空探测、对地观测等方面发挥着重要作用。分块式可展开光学主镜是目前大口径光学相机的发展趋势，是突破相机大口径难题的有效技术途径。空间光学主镜是安装在航天器平台上用于对地面或天体及各种宇宙现象摄影的精密光学仪器。分辨率的高低是光学主镜性能优劣的重要标志。为了实现高分辨率，光学系统的口径必须增大。随着空间地球观测技术发展的需求，空间光学主镜必将朝着尺寸越来越大，分辨率越来越高的方向发展。然而，大口径整体式主镜方案因运载火箭整流罩尺寸的限制难以实现，而分块可展开成像系统使大口径高分辨率的实现成为可能。

目前空间光学主镜常用的分块方式主要有，六边形拼接、环扇形分块、并列式分块及其演化和相互组合方式。从各方面综合比较分析，换扇形分块方式适合空间大口径光学主镜未来的发展需要。美国从1996-2006年实施了“Eye Glass”项目，突破了光学系统设计、衍射主镜加工、拼接与展开、检测等关键技术，实现了地面5米口径的空间相机原理样机。2010年美国DARPA启动了“MOIRE”项目计划，以10米口径环扇形分块式可展开光学主镜演示卫星工程，20米口径光学主镜正式卫星载荷为目标。美国DAPRA公布计划在2020年左右发射地球静止轨道20m口径空间可展开光学相机，实现对地24小时实时监视侦察，形成强大的战略威慑力。

总之，由于对光学主镜高分辨率的要求使其口径逐渐增大，但由于外部运载构件尺寸的限制，需要设计出既能适应外部运载构件尺寸的结构，还要符合大口径的要求，这就使光学主镜的结构设置日趋复杂，因其构件连接关系复杂使其在展开过程中易发生意外挂连，极易造成卡死导致展开失败。因此需要设计联动装置保证展开的同步性。使其难以实现同步展开且展开精度低，同时也因其结构设置繁冗导致遮住部分镜片使光线无法通过，严重影响光学主镜的使用性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种空间大口径可展开的主镜机构，以解决目前空间大口径可展开光学主镜因结构设置复杂繁冗导致展开过程中各个构件难以实现同步展开且展开精度低，同时易发生遮光的问题。

本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：

一种空间大口径可展开的主镜机构，它包括联动装置、展开锁定装置和N组分块式镜体，所述N组分块式镜体均匀设置在联动装置的周围，所述展开锁定装置包括N个第一铰接器、N个第二铰接器、N个第三铰接器和N个第四铰接器，相邻两组分块式镜体的顶部通过一个第一铰接器相连接，相邻两组分块式镜体的底部通过一个第二铰接器相连接，每组分块式镜体包括两个子镜，两个子镜之间并列设置，两个子镜的顶部通过一个第三铰接器相连接，两个子镜的底部通过一个第四铰接器相连接，N组分块式镜体通过展开锁定装置作出收拢和展开动作。