本發(fā)明涉及空間可展開(kāi)薄膜結(jié)構(gòu)領(lǐng)域，特別是一種空間相機(jī)柔性自展開(kāi)遮光罩，適合于大型空間遙感相機(jī)，尤其是可在發(fā)射入軌前折疊包裝、入軌后解除約束進(jìn)行自展開(kāi)的遮光罩。

背景技術(shù)：

空間遙感相機(jī)光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要考慮雜散光對(duì)光學(xué)系統(tǒng)的影響，現(xiàn)有的解決措施包括

1)在光學(xué)系統(tǒng)遮光罩內(nèi)表面采取技術(shù)措施，通過(guò)直接減少、多次反射或吸收視場(chǎng)外入射光等方法使雜散光能量衰減或吸收，達(dá)到雜散光能量衰減的目的，比如，在光學(xué)系統(tǒng)內(nèi)部表面上設(shè)置擋光環(huán)和設(shè)計(jì)多級(jí)型遮光罩；

2)通過(guò)加長(zhǎng)遮光罩來(lái)達(dá)到雜散光抑制的目的，現(xiàn)有的加長(zhǎng)遮光罩技術(shù)一般采用可展開(kāi)式遮光罩，其中，可展開(kāi)式遮光罩需要在發(fā)射時(shí)進(jìn)行折疊、入軌后再展開(kāi)，其受限于運(yùn)載的發(fā)射空間和發(fā)射重量，必須保證具有較輕的重量和較高的可靠度。

現(xiàn)有的可展開(kāi)遮光罩技術(shù)主要包括機(jī)構(gòu)展開(kāi)式、充氣展開(kāi)式，機(jī)構(gòu)展開(kāi)式遮光罩一般采用機(jī)械鉸鏈作為展開(kāi)單元，使用電機(jī)提供驅(qū)動(dòng)力展開(kāi)，此類(lèi)機(jī)構(gòu)經(jīng)多年開(kāi)發(fā)技術(shù)基礎(chǔ)較好，但此類(lèi)機(jī)構(gòu)的展開(kāi)單元多，壓縮比較低，質(zhì)量較大，需要外部提供展開(kāi)驅(qū)動(dòng)力。

充氣展開(kāi)式遮光罩以充氣作為展開(kāi)動(dòng)力，對(duì)遮光罩的展開(kāi)單元充氣，使其展開(kāi)成為遮光罩，充氣展開(kāi)式遮光罩展開(kāi)后一般采用結(jié)構(gòu)或材料的剛化技術(shù)，即結(jié)構(gòu)自剛化使其具有一定的剛度。充氣展開(kāi)式遮光罩質(zhì)量輕、壓縮比高，但式展開(kāi)精度較低，展開(kāi)時(shí)需要高壓氣源提供驅(qū)動(dòng)力，必須配套控制閥門(mén)等裝置，增加了系統(tǒng)的復(fù)雜程度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種空間相機(jī)柔性自展開(kāi)遮光罩，通過(guò)將空間相機(jī)遮光罩設(shè)計(jì)為柔性自展開(kāi)薄膜結(jié)構(gòu)，解決了現(xiàn)有的機(jī)構(gòu)式可展開(kāi)結(jié)構(gòu)質(zhì)量大、機(jī)構(gòu)復(fù)雜的缺點(diǎn)，降低了遮光罩的結(jié)構(gòu)質(zhì)量和發(fā)射成本，更有效的利用了發(fā)射空間，同時(shí)解決柔性充氣展開(kāi)結(jié)構(gòu)展開(kāi)精度低、剛度差、系統(tǒng)復(fù)雜性高的缺點(diǎn)，具有較好的適用價(jià)值。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：一種空間相機(jī)柔性自展開(kāi)遮光罩，包括結(jié)構(gòu)功能完全相同的第1彈性支撐結(jié)構(gòu)、第2彈性支撐結(jié)構(gòu)、第3彈性支撐結(jié)構(gòu)、第4彈性支撐結(jié)構(gòu)、第5彈性支撐結(jié)構(gòu)、第1連接支座、第2連接支座、第3連接支座、第4連接支座、第5連接支座、遮光蒙皮、鎖緊繩、第1火工切割器、第2火工切割器、安裝法蘭，其中

遮光蒙皮3均勻設(shè)有5個(gè)連接套，連接套上設(shè)有扣袢，火工切割器設(shè)有穿繩孔，安裝法蘭為弧形，兩端分別設(shè)有凸臺(tái)，凸臺(tái)上設(shè)有凹槽，第1連接支座、第2連接支座、第3連接支座、第4連接支座、第5連接支座均勻安裝在安裝法蘭上，第1火工切割器安裝在安裝法蘭一端凸臺(tái)，第2火工切割器安裝在安裝法蘭另一端凸臺(tái)，第i彈性支撐結(jié)構(gòu)安裝于第i連接支座中，i＝1，2，3…，5，第i彈性支撐結(jié)構(gòu)套入遮光蒙皮的第i個(gè)連接套中，鎖緊繩一端固定連接在安裝法蘭的一端凸臺(tái)的凹槽，另一端依次穿過(guò)遮光蒙皮所有扣袢、火工切割器穿繩孔，遮光蒙皮、各個(gè)彈性支撐結(jié)構(gòu)折疊形成折疊體，鎖緊繩另一端放入安裝法蘭的另一端凸臺(tái)凹槽中，施加預(yù)緊力將折疊體固定于安裝法蘭另一端，并固定在安裝法蘭另一端凸臺(tái)凹槽中；進(jìn)行相機(jī)總裝時(shí)，安裝法蘭安裝在相機(jī)鏡頭位置，當(dāng)衛(wèi)星入軌后，第1火工切割器或者第2火工切割器起爆切斷鎖緊繩，彈性支撐結(jié)構(gòu)帶動(dòng)遮光蒙皮自展開(kāi)，形成遮光罩。

所述的遮光蒙皮、各個(gè)彈性支撐結(jié)構(gòu)折疊形成折疊體的方法是采用“Z形+卷曲”形式進(jìn)行折疊形成折疊體。

所述的彈性支撐結(jié)構(gòu)能夠進(jìn)行折疊和自展開(kāi)，在自由折疊情況下不發(fā)生屈服變形與斷裂破壞，在展開(kāi)過(guò)程中無(wú)需外接能量驅(qū)動(dòng)就可以恢復(fù)折疊前形狀。

所述的彈性支撐結(jié)構(gòu)為鈹青銅豆莢桿，其中，鈹青銅豆莢桿為兩片鈹青銅豆莢片通過(guò)焊接形成，鈹青銅豆莢片采用QBe2的鈹青銅，截面形狀為Ω形。

所述的遮光蒙皮包括光學(xué)功能層、第一耐空間環(huán)境層、第二耐空間環(huán)境層、第一粘接層、第二粘接層，光學(xué)功能層采用黑色聚酰亞胺薄膜材料，第一粘接層、第二粘接層分別設(shè)置為光學(xué)功能層兩側(cè)，第一粘接層、第二粘接層采用聚酰亞胺綢布，第一耐空間環(huán)境覆蓋第一粘接層外層，第二耐空間環(huán)境層覆蓋第二粘接層外層，第一耐空間環(huán)境層、第二耐空間環(huán)境層采用耐原子氧聚酰亞胺薄膜，光學(xué)功能層、第一耐空間環(huán)境層、第二耐空間環(huán)境層、第一粘接層、第二粘接層之間采用粘接劑進(jìn)行復(fù)合。

所述的遮光蒙皮的面密度不大于300g/m²。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于：

(1)本發(fā)明遮光罩與機(jī)械式可展開(kāi)遮光罩相比，具有更高的壓縮比，結(jié)構(gòu)可減重超過(guò)70％，需要的機(jī)構(gòu)單元更少、不需外部提供展開(kāi)驅(qū)動(dòng)力，展開(kāi)可靠性更高；

(2)本發(fā)明遮光罩與充氣式可展開(kāi)遮光罩相比，均為輕質(zhì)可展開(kāi)結(jié)構(gòu)，但是不需要外部提供展開(kāi)驅(qū)動(dòng)力，只需要提供電流驅(qū)動(dòng)火工切割器，壓縮比與充氣展開(kāi)結(jié)構(gòu)相當(dāng)，但展開(kāi)后的剛度更好、展開(kāi)精度更高。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明一種空間相機(jī)柔性自展開(kāi)遮光罩展開(kāi)后主視圖、俯視圖；

圖2為本發(fā)明一種空間相機(jī)柔性自展開(kāi)遮光罩中彈性支撐結(jié)構(gòu)1與遮光蒙皮3連接套安裝關(guān)系截面示意圖；

圖3為本發(fā)明一種空間相機(jī)柔性自展開(kāi)遮光罩Z形折疊后示圖；

圖4為本發(fā)明一種空間相機(jī)柔性自展開(kāi)遮光罩Z形+卷曲后示圖；

圖5為本發(fā)明一種空間相機(jī)柔性自展開(kāi)遮光罩中彈性支撐結(jié)構(gòu)截面示意圖；

圖6為本發(fā)明一種空間相機(jī)柔性自展開(kāi)遮光罩中彈性支撐結(jié)構(gòu)中兩片鈹青銅豆莢片焊接結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為本發(fā)明一種空間相機(jī)柔性自展開(kāi)遮光罩中遮光蒙皮3材料組成結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為本發(fā)明一種空間相機(jī)柔性自展開(kāi)遮光罩中遮光蒙皮3結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9為本發(fā)明一種空間相機(jī)柔性自展開(kāi)遮光罩柔性自展開(kāi)外形輪廓圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種空間相機(jī)柔性自展開(kāi)遮光罩，通過(guò)將空間相機(jī)遮光罩設(shè)計(jì)為柔性自展開(kāi)薄膜結(jié)構(gòu)，解決了現(xiàn)有的機(jī)構(gòu)式可展開(kāi)結(jié)構(gòu)質(zhì)量大、機(jī)構(gòu)復(fù)雜的缺點(diǎn)，降低了遮光罩的結(jié)構(gòu)質(zhì)量和發(fā)射成本，更有效的利用了發(fā)射空間，同時(shí)解決柔性充氣展開(kāi)結(jié)構(gòu)展開(kāi)精度低、剛度差、系統(tǒng)復(fù)雜性高的缺點(diǎn)，具有較好的適用價(jià)值，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明遮光罩進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

如圖1所示為本發(fā)明一種空間相機(jī)柔性自展開(kāi)遮光罩展開(kāi)后主視圖、俯視圖，如圖2所示為本發(fā)明一種空間相機(jī)柔性自展開(kāi)遮光罩中彈性支撐結(jié)構(gòu)1與遮光蒙皮3連接套安裝關(guān)系截面示意圖，如圖3所示為本發(fā)明一種空間相機(jī)柔性自展開(kāi)遮光罩Z形折疊后示圖，如圖4所示為本發(fā)明一種空間相機(jī)柔性自展開(kāi)遮光罩Z形+卷曲后示圖，包括5個(gè)結(jié)構(gòu)功能完全相同的彈性支撐結(jié)構(gòu)1、5個(gè)結(jié)構(gòu)功能完全相同的連接支座2、遮光蒙皮3、鎖緊繩4、2個(gè)結(jié)構(gòu)功能完全相同的火工切割器5、安裝法蘭6。

如圖5所示為本發(fā)明一種空間相機(jī)柔性自展開(kāi)遮光罩中彈性支撐結(jié)構(gòu)截面示意圖，彈性支撐結(jié)構(gòu)1能夠進(jìn)行折疊和自展開(kāi)，在自由折疊情況下不發(fā)生屈服變形與斷裂破壞，在展開(kāi)過(guò)程中無(wú)需外接能量驅(qū)動(dòng)就可以恢復(fù)折疊前形狀，其為鈹青銅豆莢桿，其中，鈹青銅豆莢桿為兩片鈹青銅豆莢片通過(guò)焊接形成，如圖6所示為本發(fā)明一種空間相機(jī)柔性自展開(kāi)遮光罩中彈性支撐結(jié)構(gòu)中兩片鈹青銅豆莢片焊接結(jié)構(gòu)示意圖，鈹青銅豆莢片采用QBe2的鈹青銅，截面形狀為Ω形，

如圖7所示為本發(fā)明一種空間相機(jī)柔性自展開(kāi)遮光罩中遮光蒙皮3材料組成結(jié)構(gòu)示意圖遮光蒙皮3包括光學(xué)功能層、第一耐空間環(huán)境層、第二耐空間環(huán)境層、第一粘接層、第二粘接層，光學(xué)功能層采用黑色聚酰亞胺薄膜材料，第一粘接層、第二粘接層分別設(shè)置為光學(xué)功能層兩側(cè)，第一粘接層、第二粘接層采用聚酰亞胺綢布，第一耐空間環(huán)境覆蓋第一粘接層外層，第二耐空間環(huán)境層覆蓋第二粘接層外層，第一耐空間環(huán)境層、第二耐空間環(huán)境層采用耐原子氧聚酰亞胺薄膜，光學(xué)功能層、第一耐空間環(huán)境層、第二耐空間環(huán)境層、第一粘接層、第二粘接層之間采用粘接劑進(jìn)行復(fù)合，遮光蒙皮3的面密度不大于300g/m²，如圖8所示為本發(fā)明一種空間相機(jī)柔性自展開(kāi)遮光罩中遮光蒙皮3結(jié)構(gòu)示意圖，遮光蒙皮3均勻設(shè)有5個(gè)連接套，連接套上設(shè)有扣袢，火工切割器5設(shè)有穿繩孔，安裝法蘭6為弧形，兩端分別設(shè)有凸臺(tái)，凸臺(tái)上設(shè)有凹槽，第一連接支座2、第二連接支座2、第三連接支座2、第四連接支座2、第五連接支座2均勻安裝在安裝法蘭6上，第一火工切割器5安裝在安裝法蘭6一端凸臺(tái)，第二火工切割器5安裝在安裝法蘭6另一端凸臺(tái)，第i彈性支撐結(jié)構(gòu)1安裝于第i連接支座2中，i＝一，二，三，…，五，第i彈性支撐結(jié)構(gòu)1套入遮光蒙皮3的第i個(gè)連接套中，鎖緊繩4一端固定連接在安裝法蘭6的一端凸臺(tái)的凹槽，另一端依次穿過(guò)遮光蒙皮3所有扣袢、火工切割器5穿繩孔，遮光蒙皮3、各個(gè)彈性支撐結(jié)構(gòu)1采用“Z形+卷曲”形式折疊形成折疊體，鎖緊繩4另一端放入安裝法蘭6的另一端凸臺(tái)凹槽中，施加預(yù)緊力將折疊體固定于安裝法蘭6另一端，并固定在安裝法蘭6另一端凸臺(tái)凹槽中；進(jìn)行相機(jī)總裝時(shí)，安裝法蘭6安裝在相機(jī)鏡頭位置，當(dāng)衛(wèi)星入軌后，第一火工切割器5或者第二火工切割器5起爆切斷鎖緊繩4，彈性支撐結(jié)構(gòu)1帶動(dòng)遮光蒙皮3自展開(kāi)，鎖緊繩4從遮光蒙皮3的扣袢和安裝法蘭6的凸臺(tái)凹槽中依次滑出，形成遮光罩，如圖9所示為一種空間相機(jī)柔性自展開(kāi)遮光罩柔性自展開(kāi)外形輪廓圖，本發(fā)明遮光罩中彈性支撐結(jié)構(gòu)1具有一定的剛度，可實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)自鎖功能。

本發(fā)明遮光罩中遮光蒙皮3不透光、內(nèi)表面太陽(yáng)吸收率高、迎風(fēng)外表面抗原子氧化及抗撕裂性能及柔韌性好，其采用多層復(fù)合薄膜結(jié)構(gòu)，適用縫合工藝加工成型。

本發(fā)明遮光罩與現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)射入軌前折疊鎖緊、入軌后解鎖自展開(kāi)、展開(kāi)后在軌自鎖定等功能，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕、占用發(fā)射體積小、折疊效率高、展開(kāi)過(guò)程無(wú)需外界能量驅(qū)動(dòng)、展開(kāi)后自鎖定等特點(diǎn)，在遙感相機(jī)領(lǐng)域中具有很高的實(shí)用價(jià)值，可大大降低發(fā)射成本。

本發(fā)明說(shuō)明書(shū)中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知技術(shù)。