[发明专利]空间拼接定位锁紧调节一体化机构及空间拼接反射镜

说明书

本发明属于空间航天技术领域，具体涉及一种空间拼接定位锁紧调节一体化机构及空间拼接反射镜。空间拼接定位锁紧调节一体化机构包括捕获单元、定位单元、锁紧单元和调节单元；捕获单元包括捕获孔和插入探头；定位单元包括中心轴线与插入探头中心轴线相平行的定位限制孔，定位限制孔一端与捕获孔相连，定位限制孔的另一端与锁紧单元相连；调节单元与锁紧单元相连。本发明解决了传统拼接锁紧机构存在的结构复杂、定位精度低的技术问题，并加入了调节单元，使之具有可调性。

技术领域

本发明属于空间航天技术领域，具体涉及一种空间拼接定位锁紧调节一体化机构及空间拼接反射镜。

背景技术

空间反射镜的拼接化是未来发展空间大口径主反射镜的趋势之一，精密拼接定位锁紧调节一体化机构在主反射镜拼接的各结构部件中占据十分重要的地位，拼接定位锁紧调节一体化机构定位精度的高低直接关系到空间拼接主反射镜成像性能的优劣。用于空间拼接主反射镜的拼接定位锁紧调节一体化机构与大型航天器之间的对接机构相类似，但大型航天器对接机构主要着眼于周边密封性，并且多采用周边式锁紧机构，采用复杂的主副结构锁及其传动机构实现两航天器之间的对接互通，而拼接主反射镜所要达到的功能需求是单元镜组之间保证一定的拼接定位调节精度以及锁紧强度，因此大型航天器的对接机构并不适用于空间主反射镜之间的镜体拼接任务；而目前小型空间拼接锁紧机构多采用涡轮蜗杆或凸轮锁等驱动锁紧方式，对于工作量大且在轨组装周期长的空间在轨装配主反射镜作业项目来说，由于外太空缺乏充足的能源，上述的内置能源输入类型的小型拼接锁紧机构的使用面临着比较严格的功耗及工作性能的限制，而且内置能源驱动设备也增加了空间反射镜拼接模块的负载，增加了设计的复杂性；另外，传统小型空间拼接定位锁紧调节一体化机构的拼接定位精度较低，在主反射镜拼接的光学精度指标要求下，需要拼接定位锁紧机构针对拼接镜体之间的间隙达到微米级调节精度，这对于传统型空间拼接定位锁紧调节一体化机构是一种不小的挑战。

发明内容

本发明目的是提供一种空间拼接定位锁紧调节一体化机构及空间拼接反射镜，解决了传统拼接锁紧机构存在的结构复杂、定位精度低的技术问题，并加入了调节单元，使之具有可调性。

本发明的技术解决方案是：一种空间拼接定位锁紧调节一体化机构，其特殊之处在于：包括捕获单元、定位单元、锁紧单元和调节单元；所述捕获单元包括捕获孔和插入探头；所述定位单元包括中心轴线与插入探头中心轴线相平行的定位限制孔，所述定位限制孔一端与捕获孔相连，定位限制孔的另一端与锁紧单元相连；所述调节单元与锁紧单元相连。

进一步地，上述锁紧单元包括呈圆筒形结构的柔性扩缩装置，所述柔性扩缩装置包括多个与插入探头平行的柔性锁紧柱，所述柔性锁紧柱一端固定于一个圆周上，柔性锁紧柱的另一端设置锁紧齿，所述插入探头上设置有与锁紧齿配合的锁紧凹槽。

进一步地，上述锁紧单元还包括箍缩圈和复位弹簧，所述箍缩圈套装于柔性锁紧柱上，所述复位弹簧一端固定，复位弹簧的另一端与箍缩圈相连。

进一步地，上述箍缩圈与柔性锁紧柱相接触的内圈上设置有倒角。

进一步地，上述捕获单元还包括对标指示标志和与对标指示标志对应设置的对标监测相机。

进一步地，上述插入探头的顶端设置锥形引导头，插入探头的底端设置有锥形限位座；所述捕获孔是与锥形限位座锥度相同的内锥形孔。

进一步地，上述调节单元是通过顶丝与锁紧机构固定连接的单自由度精密调节促动器。

本发明还提供一种空间拼接反射镜，其特殊之处在于：包括多个拼接为一体的六边形单元镜，所述六边形单元镜的一侧为镜面，六边形单元镜的另一侧安装有一个或者多个空间拼接定位锁紧调节一体化机构；相邻的两个六边形单元镜通过各自的空间拼接定位锁紧调节一体化机构相互拼接锁定。

本发明的有益效果在于：