[发明专利]推凝一体化高分辨空间光学载荷超轻碳纤维桁架支撑结构

摘要

本发明涉及一种推凝一体化高分辨空间光学载荷超轻碳纤维桁架支撑结构，包括调整垫片、次镜室、桁架杆、金属预埋件和支撑环。调整垫片上端凸台为次镜组件的安装平面，金属预埋件下端凸台为桁架与主镜组件的安装平面。其中调整垫片、次镜室、金属预埋件采用钛合金材料，桁架杆、支撑环采用碳纤维复合材料。桁架杆横截面为回字形，支撑环横截面为凹字形。本发明的桁架支撑结构总质量小于2.2kg，是传统金属桁架质量的1/3～1/2倍。此桁架支撑结构简单、质量轻，具有良好的强度、刚度以及结构稳定性等指标特性，可以抵御空间光学载荷在发射过程中受到的复杂力学环境的影响，确保光学元件之间的位置关系，满足推凝一体化高分辨率空间光学载荷对支撑结构的要求。

主权项

1.一种推凝一体化高分辨空间光学载荷超轻碳纤维桁架支撑结构，其特征在于，包括：调整垫片(1)、次镜室(2)、桁架杆(3)、金属预埋件(4)和支撑环(5)；所述调整垫片(1)采用钛合金材料，上端均布3个第一凸台(1‑2)；所述第一凸台(1‑2)的上端面为次镜组件的安装平面，调整垫片(1)下端面为调整垫片(1)与次镜室(2)的安装平面；每个所述第一凸台(1‑2)的两侧调整垫片(1)上均对称设置有第一螺钉通孔(1‑1)，并且6个所述的第一螺钉通孔(1‑1)在调整垫片(1)圆周上均布设置；每个所述第一凸台(1‑2)上对称布置2个第二螺钉通孔(1‑3)、2个第一销钉孔(1‑4)；所述次镜室(2)采用钛合金材料，其上端面为调整垫片(1)的安装平面，下端面均布三根与次镜室(2)轴线呈16.3°夹角的第一回字形杆(2‑3)；所述第一回字形杆(2‑3)的横截面为等壁厚回字形，壁厚2.5mm，其外表面为桁架杆(3)的粘接平面；每根所述第一回字形杆(2‑3)的上平面对称布置用于固定光学载荷遮光罩的2个第一螺纹孔(2‑4)；所述次镜室(2)的外圆面上均布厚度为4mm的3个第一加强筋(2‑1)、3个加强斜筋(2‑2)；所述次镜室(2)上端面均布6个第二螺纹孔(2‑5)与所述第一螺钉通孔(1‑1)相对应，6个第三螺纹孔(2‑6)与所述第二螺钉通孔(1‑3)相对应及6个第二销钉孔(2‑7)与所述第一销钉孔(1‑4)对应；所述桁架杆(3)采用碳纤维复合材料，其横截面为等壁厚回字形，壁厚3mm；所述桁架杆(3)的上端与次镜室(2)连接，下端与金属预埋件(4)连接；所述金属预埋件(4)采用钛合金材料，为对称结构形式，其上端的第二回字形杆(4‑1)与底面的第二凸台(4‑4)法线呈16.3°夹角；所述第二回字形杆(4‑1)的横截面为等壁厚回字形，壁厚2.5mm，其外表面为桁架杆(3)的粘接平面；所述金属预埋件(4)的圆弧板(4‑7)、底板(4‑3)厚度皆为2.5mm，2个圆弧板(4‑7)外侧面、底板(4‑3)下表面为支撑环(5)粘接平面；所述在圆弧板(4‑7)、底板(4‑3)内侧对称布置2个第二加强筋(4‑2)，筋厚3mm，用于加强金属预埋件(4)的力学性能；所述第二凸台(4‑4)为桁架与主镜组件的安装平面，其厚度为4mm，同时在每个底板(4‑3)及第二凸台(4‑4)上对称布置用于桁架与主镜组件连接的2个第三螺钉通孔(4‑5)、2个第三销钉孔(4‑6)，通过螺钉、销钉将桁架与主镜组件进行连接；所述支撑环(5)采用碳纤维复合材料，横截面为等壁厚凹字形，壁厚为3mm；所述支撑环(5)的圆周上循环对称布置9个第三加强筋(5‑1)，筋厚为3mm；所述支撑环(5)底板上均布3个第二凸台(4‑4)底孔(5‑2)，对3个金属预埋件(4)的相对位置进行固定。