[发明专利]一种机电集成的阵列式滤光机构

说明书

一种机电集成的阵列式滤光机构，包括多谱段阵列排布的滤光片组件、多组阵列排布的直线电机组件、到位传感器、主体结构框架和通光口光阑等部分；主体结构框架为中间镂空的立方体框架结构；直线电机组件位于主体结构框架的内部，集成安装在主体结构框架第一侧面，作为切换动作的执行机构；主体结构框架的第二侧面安插有辅助导轨，第二侧面与第一侧面平行；滤光片组件安装在直线电机组件和辅助导轨之间，沿辅助导轨和直线电机导轨提供的限位运动空间直线移动；主体结构框架的第三侧面和第四侧面安装到位传感器，用于检测各谱段滤光片组件的零位和光路位的到位信息；主体结构框架的背面安装有通光口光阑，其上设有通光口和挡光面板，用于限制通光口径，减少杂散光。

技术领域

本发明涉及一种机电集成的阵列式滤光机构，属于空间遥感器技术领域。

背景技术

滤光机构是一种安装在多光谱遥感相机中的关键组件，其作用是通过切换机构对进入光路中的光线进行过滤，让特定的谱段光线透过滤光片，而其他谱段光线则被截止，最终实现多个谱段分时成像，从而获取被观测目标的细分光谱信息。随着航天应用领域发展和天文观测研究的深入，光学遥感卫星的应用场景多样化，空间光学遥感相机的口径越来越大，同时对光学通道和光学谱段细分提出更高的要求，滤光片的谱段数量越来越多。

目前，空间光学遥感器的多谱段滤光机构常选用转盘式滤光切换机构(专利CN19100847A、CN108957673A等)，其结构特点是所有滤光片共同安装在转盘框架上、沿周圈分布，驱动电机及传动单元配合使转盘转动，从而将指定谱段滤光片切入光路中，实现滤光切换功能。随着遥感相机光学口径增大和光学谱段数量增加(单个光学通道细分位6-10个谱段)，转盘式滤光机构的尺寸越来较大；过大的滤光圆盘薄壁结构导致重量过大、组件刚度变差、抗扰动能力差等一系列缺点，最终会影响遥感相机的整体性能。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种机电集成的阵列式滤光机构，解决现有转盘式滤光切换机构光谱细分不足(一般≤5件滤光片)、滤光转盘薄壁结构振动响应差、空间利用率低、抗扰动能力差等问题。本发明设计提供了一种机电集成的直线运动式滤光片切换机构，区别于传统的转轮机构将所有谱段滤光片安装至同一个转轮中，本发明设计的各谱段滤光片单独装框，沿光轴方向阵列排布，各谱段滤光片切换功能相互独立，允许同时将多个滤光片同时切换至光路中。具有结构紧凑、光谱数量不限、阵列化可拓展等多项优点，适应未来新一代多谱段航天遥感器的应用需求，解决了目前航天遥感器多光谱观测的短板。

本发明的技术解决方案是：一种机电集成的阵列式滤光机构，包括多谱段阵列排布的滤光片组件、多组阵列排布的直线电机组件、到位传感器、主体结构框架和通光口光阑等部分；

主体结构框架为中间镂空的立方体框架结构；

直线电机组件位于主体结构框架的内部，集成安装在主体结构框架第一侧面，作为切换动作的执行机构；

主体结构框架的第二侧面安插有辅助导轨，第二侧面与第一侧面平行；

滤光片组件安装在直线电机组件和辅助导轨之间，沿辅助导轨和直线电机导轨提供的限位运动空间直线移动；

主体结构框架的第三侧面和第四侧面安装到位传感器，用于检测各谱段滤光片组件的零位和光路位的到位信息；

主体结构框架的背面安装有通光口光阑，其上设有通光口和挡光面板，用于限制通光口径，减少杂散光。

进一步地，所述滤光机构的有效光学负载为滤光片，为平板玻璃或塑料片形状；每组滤光片具有不同的光学透射谱段，多组滤光片实现不同光学谱段细分功能。

进一步地，所述滤光机构为直线运动机构，滤光片组件沿直线运动，实现滤光片切换功能。