本發(fā)明涉及傳動(dòng)軸系，尤其涉及一種用于多空間相機(jī)大尺寸太陽(yáng)遮光罩的輕量化傳動(dòng)軸系。

背景技術(shù)：

1、隨著空間相機(jī)探測(cè)能力要求的提高，空間相機(jī)的口徑也逐漸增加，各光學(xué)組件的尺寸也相應(yīng)增加。遮光罩作為空間相機(jī)的主要功能組件，其直徑尺寸也增加至一米以上。隨著空間探測(cè)需求的提高,軌道環(huán)境變得十分復(fù)雜，需要增加傳動(dòng)機(jī)構(gòu)以實(shí)現(xiàn)遮光罩的轉(zhuǎn)動(dòng)，但由于衛(wèi)星對(duì)重量的限制，輕量化大尺寸的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)成為空間相機(jī)的關(guān)鍵部件。

2、目前，現(xiàn)有的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)主要由軸、滾動(dòng)軸承和連接件組成，但對(duì)于超過(guò)一米的大尺寸太陽(yáng)遮光罩，目前還沒(méi)有相應(yīng)尺寸的滾動(dòng)軸承可以使用。針對(duì)大尺寸太陽(yáng)遮光罩，傳統(tǒng)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)通常采用分布式軸承，但分布式軸承會(huì)導(dǎo)致傳動(dòng)機(jī)構(gòu)重量和體積較大，且處于轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)的分布式軸承很難實(shí)現(xiàn)溫度控制。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有傳動(dòng)機(jī)構(gòu)采用分布式軸承導(dǎo)致傳動(dòng)機(jī)構(gòu)重量和體積較大，且處于轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)的分布式軸承很難實(shí)現(xiàn)溫度控制的技術(shù)問(wèn)題，而提供一種用于多空間相機(jī)大尺寸太陽(yáng)遮光罩的輕量化傳動(dòng)軸系。

2、一種用于多空間相機(jī)大尺寸太陽(yáng)遮光罩的輕量化傳動(dòng)軸系，所述多空間相機(jī)包括主相機(jī)和設(shè)置在主相機(jī)外側(cè)的多個(gè)相機(jī)，其特殊之處在于，包括安裝座、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)以及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；

3、所述安裝座上軸向開(kāi)設(shè)有位于主相機(jī)光路上的第一通光孔；

4、所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括電機(jī)減速器組件和齒輪副；所述齒輪副包括相互嚙合的小齒輪和中空大齒輪；所述電機(jī)減速器組件固定安裝在安裝座上，其輸出端與小齒輪固連，用于通過(guò)驅(qū)動(dòng)小齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)中空大齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)；

5、所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括中空內(nèi)轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)接法蘭、球軸承組、至少兩個(gè)傳動(dòng)板以及連接環(huán)；所述中空內(nèi)轉(zhuǎn)軸設(shè)置在第一通光孔內(nèi)，其下端與中空大齒輪同軸固連，其上端與轉(zhuǎn)接法蘭同軸固連；所述球軸承組設(shè)置在中空內(nèi)轉(zhuǎn)軸的外側(cè)壁與第一通光孔的內(nèi)側(cè)壁之間；多個(gè)傳動(dòng)板的下端沿圓周均勻安裝在轉(zhuǎn)接法蘭上，且由下至上向外傾斜設(shè)置；所述連接環(huán)上軸向開(kāi)設(shè)有分別位于多空間相機(jī)中各相機(jī)光路上的多個(gè)第二通光孔，且多個(gè)第二通光孔依次連通設(shè)置；連接環(huán)設(shè)置在多個(gè)傳動(dòng)板的上端，用于安裝外部的大尺寸太陽(yáng)遮光罩；

6、其中，對(duì)應(yīng)主相機(jī)光路的第二通光孔最小內(nèi)徑與第一通光孔的內(nèi)徑之比大于1.5；

7、定義±α為大尺寸太陽(yáng)遮光罩的轉(zhuǎn)動(dòng)角度范圍，r1為空間相機(jī)鏡頭口徑的1/2，s為主相機(jī)與相鄰相機(jī)中軸線之間的水平距離，r2為主相機(jī)光路在傳動(dòng)板上端水平高度處的半徑，d1為傳動(dòng)板下端中心點(diǎn)與主相機(jī)中軸線的水平距離，d2為傳動(dòng)板上端中心點(diǎn)與主相機(jī)中軸線的水平距離，l1為傳動(dòng)板下端的寬度，l2為傳動(dòng)板上端的寬度；將傳動(dòng)板中軸線在連接環(huán)所在平面的投影、傳動(dòng)板下端邊界點(diǎn)與主相機(jī)中軸線連線在連接環(huán)所在平面的投影、傳動(dòng)板上端邊界點(diǎn)與主相機(jī)中軸線連線在連接環(huán)所在平面的投影分別記為直線a、直線b、直線c，定義直線a與直線b之間的夾角為，直線a與直線c之間的夾角為，則以上參數(shù)需滿足：

8、

9、

10、進(jìn)一步地，所述傳動(dòng)板的數(shù)量為兩個(gè)；

11、所述轉(zhuǎn)接法蘭包括中空?qǐng)A環(huán)以及對(duì)稱連接在中空?qǐng)A環(huán)外側(cè)的兩個(gè)凸耳；所述中空?qǐng)A環(huán)與中空內(nèi)轉(zhuǎn)軸的上端同軸固連，兩個(gè)凸耳分別與相應(yīng)傳動(dòng)板的下端固連；

12、所述安裝座包括安裝圓盤(pán)和連接在安裝圓盤(pán)一側(cè)的安裝凸環(huán)；所述電機(jī)減速器組件固定安裝在安裝凸環(huán)上；所述第一通光孔同軸開(kāi)設(shè)于安裝圓盤(pán)上。

13、進(jìn)一步地，所述中空?qǐng)A環(huán)的上表面設(shè)置有中空軸承隔熱板；

14、所述中空軸承隔熱板通過(guò)多個(gè)螺釘固定在中空?qǐng)A環(huán)上，且每個(gè)螺釘與中空?qǐng)A環(huán)連接的位置分別設(shè)置有玻璃鋼隔熱墊。

15、進(jìn)一步地，兩個(gè)所述傳動(dòng)板中至少一個(gè)傳動(dòng)板的內(nèi)側(cè)壁上設(shè)置有傳動(dòng)隔熱板；

16、所述傳動(dòng)隔熱板通過(guò)多個(gè)螺釘固定在傳動(dòng)板上，且每個(gè)螺釘與傳動(dòng)板連接的位置分別設(shè)置有玻璃鋼隔熱墊。

17、進(jìn)一步地，所述對(duì)應(yīng)主相機(jī)光路的第二通光孔最小內(nèi)徑與第一通光孔的內(nèi)徑之比為2。

18、進(jìn)一步地，所述球軸承組為兩個(gè)背對(duì)背設(shè)置的薄壁角接觸球軸承，可以有效提高傳動(dòng)軸系的剛度。

19、進(jìn)一步地，所述薄壁角接觸球軸承的精度為p4等級(jí)，軸承壁厚小于軸承內(nèi)徑的1/12，在滿足精度要求的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步減小了傳動(dòng)軸系的重量和體積。

20、進(jìn)一步地，所述傳動(dòng)板采用鈦合金材質(zhì)；

21、所述傳動(dòng)板的內(nèi)側(cè)壁設(shè)置有超黑涂層，以避免雜光的影響；

22、所述傳動(dòng)板的外側(cè)壁上還設(shè)置有加強(qiáng)筋，用于提高傳動(dòng)板的支撐強(qiáng)度。

23、進(jìn)一步地，所述中空大齒輪的齒輪外側(cè)周向設(shè)置有碎屑防護(hù)蓋。

24、進(jìn)一步地，所述電機(jī)減速器組件為步進(jìn)電機(jī)配行星齒輪減速器，或者步進(jìn)電機(jī)配諧波齒輪減速器，或者力矩電機(jī)配行星齒輪減速器，或者力矩電機(jī)配諧波齒輪減速器。

25、本發(fā)明相比于現(xiàn)有技術(shù)的有益效果如下：

26、1、本發(fā)明創(chuàng)新性地設(shè)計(jì)了一種包括中空內(nèi)轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)接法蘭、球軸承組、傳動(dòng)板以及連接環(huán)的傳動(dòng)軸系，其通過(guò)各結(jié)構(gòu)的具體設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了小尺寸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)末端大尺寸太陽(yáng)遮光罩的轉(zhuǎn)動(dòng)，不僅有效保證了傳動(dòng)軸系的輕量化和小型化，同時(shí)降低了加工和控溫難度，提高了系統(tǒng)可靠性，可以廣泛應(yīng)用在多空間相機(jī)大尺寸太陽(yáng)遮光罩中。

27、2、本發(fā)明在中空?qǐng)A環(huán)的上表面設(shè)置中空軸承隔熱板，同時(shí)在傳動(dòng)板的內(nèi)側(cè)壁上設(shè)置有傳動(dòng)隔熱板，可以防止太陽(yáng)光產(chǎn)生的熱量傳遞至球軸承組或傳動(dòng)板上，避免熱量輻照不均勻引起的傳動(dòng)軸系溫度變化，有效保證了大尺寸太陽(yáng)遮光罩的順暢轉(zhuǎn)動(dòng)。

28、3、本發(fā)明采用薄壁角接觸球軸承進(jìn)行支撐設(shè)計(jì)，在減輕整個(gè)傳動(dòng)軸系的重量的同時(shí)，降低了加工難度，提高了傳動(dòng)軸系的可靠性；另外采用兩個(gè)背對(duì)背設(shè)置的薄壁角接觸球軸承，可以有效提高傳動(dòng)軸系的剛度。

技術(shù)特征：

1.一種用于多空間相機(jī)大尺寸太陽(yáng)遮光罩的輕量化傳動(dòng)軸系，所述多空間相機(jī)包括主相機(jī)和設(shè)置在主相機(jī)外側(cè)的多個(gè)相機(jī)，其特征在于：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于多空間相機(jī)大尺寸太陽(yáng)遮光罩的輕量化傳動(dòng)軸系，其特征在于：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于多空間相機(jī)大尺寸太陽(yáng)遮光罩的輕量化傳動(dòng)軸系，其特征在于：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于多空間相機(jī)大尺寸太陽(yáng)遮光罩的輕量化傳動(dòng)軸系，其特征在于：

5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一所述的一種用于多空間相機(jī)大尺寸太陽(yáng)遮光罩的輕量化傳動(dòng)軸系，其特征在于：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種用于多空間相機(jī)大尺寸太陽(yáng)遮光罩的輕量化傳動(dòng)軸系，其特征在于：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用于多空間相機(jī)大尺寸太陽(yáng)遮光罩的輕量化傳動(dòng)軸系，其特征在于：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種用于多空間相機(jī)大尺寸太陽(yáng)遮光罩的輕量化傳動(dòng)軸系，其特征在于：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種用于多空間相機(jī)大尺寸太陽(yáng)遮光罩的輕量化傳動(dòng)軸系，其特征在于：

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于多空間相機(jī)大尺寸太陽(yáng)遮光罩的輕量化傳動(dòng)軸系，其特征在于：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種用于多空間相機(jī)大尺寸太陽(yáng)遮光罩的輕量化傳動(dòng)軸系，用于解決現(xiàn)有傳動(dòng)機(jī)構(gòu)采用分布式軸承導(dǎo)致傳動(dòng)機(jī)構(gòu)重量和體積較大，且處于轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)的分布式軸承很難實(shí)現(xiàn)溫度控制的技術(shù)問(wèn)題。本發(fā)明創(chuàng)新性的設(shè)計(jì)了一種包括中空內(nèi)轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)接法蘭、球軸承組、傳動(dòng)板以及連接環(huán)的傳動(dòng)軸系，其通過(guò)各結(jié)構(gòu)的具體設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了小尺寸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)末端大尺寸太陽(yáng)遮光罩的轉(zhuǎn)動(dòng)，不僅有效保證了傳動(dòng)軸系的輕量化和小型化，同時(shí)降低了加工和控溫難度，提高了系統(tǒng)可靠性，可以廣泛應(yīng)用在多空間相機(jī)大尺寸太陽(yáng)遮光罩中。

技術(shù)研發(fā)人員：夏思宇,賀天兵,林上民,陳欽芳
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/26