本發(fā)明涉及航空航天光學遙感儀器的運動機構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種用于光學遙感儀器的掃描機構(gòu)。

背景技術(shù)：

隨著航天業(yè)發(fā)展，空間光學遙感儀器的掃描機構(gòu)由于可以擴大觀測視場，應用越來越廣泛?，F(xiàn)有的掃描機構(gòu)采用面陣探測器加雙軸掃描方式，其掃描周期長、探測效率不高。風云二號氣象衛(wèi)星對地每60分鐘成像一次，新一代的風云四號氣象衛(wèi)星也需要15分鐘成像一次。風云二號掃描輻射計的掃描機構(gòu)有一套減速機構(gòu)，其結(jié)構(gòu)復雜，裝配難度較大。專利號申請公布號cn103592760a提出“一種大視場高精度光學掃描機構(gòu)”，根據(jù)其權(quán)利要求書第3和4節(jié)描述可知：其結(jié)構(gòu)中設(shè)計了齒輪減速機構(gòu)，減速器的總減速比為40:1，增加了加工及裝配難度。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種用于光學遙感儀器的掃描機構(gòu)，可實現(xiàn)對地快速掃描成像。

一種用于光學遙感儀器的掃描機構(gòu)，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：該掃描機構(gòu)包括掃描鏡組件2、掃描機構(gòu)支架4、驅(qū)動軸組件3、游動軸組件1、薄膜支撐5、支架擋光罩6、軸擋光罩7和鎖定器保護罩8；

所述的掃描鏡組件2包括掃描鏡21、膠接襯套22、柔性支撐23及掃描鏡支架24，掃描鏡21支撐方式采用背部支撐，掃描鏡21與膠接襯套22通過光學膠粘接，柔性支撐23通過螺釘與膠接襯套22連接，掃描鏡支架24通過螺釘與柔性支撐23連接；

所述的游動軸組件1包括游動半軸11、成對角接觸球軸承13、軸承座12、轉(zhuǎn)接法蘭14、電磁鎖定器15、軸承鎖緊螺母16和迷宮密封圈17，迷宮密封圈17分別安裝的成對角接觸球軸承13的兩端，并用軸承鎖緊螺母16鎖緊來實現(xiàn)軸承預緊；

所述的驅(qū)動軸組件3包括驅(qū)動半軸36、成對角接觸球軸承13、軸承座12、驅(qū)動電機35、電機外殼34、磁屏蔽罩33、圓感應同步器32、同步器保護罩31、軸承鎖緊螺母16和迷宮密封圈17，迷宮密封圈17分別安裝的成對角接觸球軸承13的兩端，并用軸承鎖緊螺母16鎖緊來實現(xiàn)軸承預緊；

所述的支架擋光罩6為鋁合金制成，其外表面噴白漆內(nèi)表面鍍金，與掃描機構(gòu)支架4隔熱安裝；

所述的軸擋光罩7為鋁合金制成，表面鍍金，與掃描鏡支架24隔熱安裝；

所述的掃描鏡21采用碳化硅材料；所述的膠接襯套22采用線脹系數(shù)與碳化硅匹配的殷鋼材料；所述的磁屏蔽罩33采用純鐵或軟磁合金；所述的掃描機構(gòu)支架4和掃描鏡支架24均采用碳纖維復合材料制成；所述的驅(qū)動電機35為直流無刷力矩電機；

所述的驅(qū)動軸組件3的軸承座12通過m5螺釘與掃描機構(gòu)支架4固定連接；所述的游動軸組件1的軸承座12先通過m5螺釘與薄膜支撐5內(nèi)側(cè)連接，然后薄膜支撐5的外側(cè)再通過m5螺釘與掃描機構(gòu)支架4固定連接；

所述的掃描鏡支架24的兩端通過m5螺釘分別與驅(qū)動半軸36和游動半軸11連接構(gòu)成旋轉(zhuǎn)軸，并通過軸承實現(xiàn)轉(zhuǎn)動帶動負載掃描鏡21旋轉(zhuǎn)掃描；

所述的掃描機構(gòu)支架4安裝有機械限位，游動軸組件1安裝有電氣限位。

所述的驅(qū)動半軸36和游動半軸11的中空內(nèi)孔貼加熱片，實施主動溫控。

本發(fā)明的有益效果是：

1、掃描速率快、效率高，可實現(xiàn)快速掃描成像；

2、掃描視場大，掃描鏡口徑可做大，實現(xiàn)大視場掃描；

3、掃描精度高，采用直接驅(qū)動方式掃描精度可優(yōu)于1角秒；

4、溫度適應性好，軸系被擋光罩遮擋，避免太陽光直射，且中空軸內(nèi)孔貼加熱片實施主動溫控，使軸系處于良好的溫度場；

5、結(jié)構(gòu)簡單，采用直接驅(qū)動，避免使用結(jié)構(gòu)復雜的諧波減速器或者齒輪減速機構(gòu)，提高了可靠性。

附圖說明

圖1為掃描機構(gòu)結(jié)構(gòu)圖；

圖中，1是游動軸組件，2是掃描鏡組件，3是驅(qū)動軸組件，4是掃描機構(gòu)支架，5是薄膜支撐，6是支架擋光罩，7是軸擋光罩；

圖2為掃描機構(gòu)的剖視圖；

圖中，21是掃描鏡，22是膠接襯套，23是柔性支撐，24是掃描鏡支架；

圖3是游動軸組件圖；

其中，11是游動半軸，12是軸承座，13是成對角接觸球軸承，14是轉(zhuǎn)接法蘭，15是電磁鎖定器，16是軸承鎖緊螺母，17是迷宮密封圈；

圖4為驅(qū)動軸組件圖；

其中，31是同步器保護罩，32是圓感應同步器，33是磁屏蔽罩，34是電機外殼，35是驅(qū)動電機，12是軸承座，13是成對角接觸球軸承，36是驅(qū)動半軸，16是軸承鎖緊螺母，17是迷宮密封圈。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例作詳細說明，本實施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護范圍不限于下述的實施例。

如圖1所示，本實施例的掃描機構(gòu)整體結(jié)構(gòu)由掃描鏡組件2、掃描機構(gòu)支架4、驅(qū)動軸組件3、游動軸組件1、薄膜支撐5、支架擋光罩6、軸擋光罩7和鎖定器保護罩8組成；

如圖2所示，所述的掃描鏡組件2包括掃描鏡21、膠接襯套22、柔性支撐23及掃描鏡支架24，掃描鏡21支撐方式采用背部支撐，掃描鏡21與膠接襯套22通過光學膠粘接，柔性支撐23通過螺釘與膠接襯套22連接，掃描鏡支架24通過螺釘與柔性支撐23連接；

如圖3所示，所述的游動軸組件1包括游動半軸11、成對角接觸球軸承13、軸承座12、轉(zhuǎn)接法蘭14、電磁鎖定器15、軸承鎖緊螺母16和迷宮密封圈17，迷宮密封圈17分別安裝的成對角接觸球軸承13的兩端，并用軸承鎖緊螺母16鎖緊來實現(xiàn)軸承預緊；

如圖4所示，所述的驅(qū)動軸組件3包括驅(qū)動半軸36、成對角接觸球軸承13、軸承座12、驅(qū)動電機35、電機外殼34、磁屏蔽罩33、圓感應同步器32、同步器保護罩31、軸承鎖緊螺母16和迷宮密封圈17，迷宮密封圈17分別安裝的成對角接觸球軸承13的兩端，并用軸承鎖緊螺母16鎖緊來實現(xiàn)軸承預緊；

所述的驅(qū)動軸組件3的軸承座12通過m5螺釘與掃描機構(gòu)支架4固定連接；所述的游動軸組件1的軸承座12先通過m5螺釘與薄膜支撐5內(nèi)側(cè)連接，然后薄膜支撐5的外側(cè)再通過m5螺釘與掃描機構(gòu)支架4固定連接；

所述的掃描鏡支架24的兩端通過m5螺釘分別與驅(qū)動半軸36和游動半軸11連接構(gòu)成旋轉(zhuǎn)軸，并通過軸承實現(xiàn)轉(zhuǎn)動帶動負載掃描鏡21旋轉(zhuǎn)掃描。

根據(jù)本發(fā)明制作的掃描機構(gòu)通過了隨衛(wèi)星總體的力學試驗、熱真空試驗等環(huán)境試驗的考核，性能滿足要求。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種用于光學遙感儀器的掃描機構(gòu)。包括掃描鏡組件、掃描機構(gòu)支架、驅(qū)動軸組件、游動軸組件、薄膜支撐、支架擋光罩、軸擋光罩和鎖定器保護罩；所述的掃描鏡組件包括掃描鏡、膠接襯套、柔性支撐及掃描鏡支架；所述的游動軸組件包括游動半軸、成對角接觸球軸承、軸承座、轉(zhuǎn)接法蘭、電磁鎖定器、軸承鎖緊螺母和迷宮密封圈；所述的驅(qū)動軸組件包括驅(qū)動半軸、成對角接觸球軸承、軸承座、驅(qū)動電機、電機外殼、磁屏蔽罩、圓感應同步器、同步器保護罩、軸承鎖緊螺母和迷宮密封圈。本發(fā)明的優(yōu)點在于：掃描速率快、效率高；掃描探測視場大；掃描精度高；溫度適應性好；結(jié)構(gòu)簡單，采用直接驅(qū)動，避免使用結(jié)構(gòu)復雜的減速機構(gòu)，提高了可靠性。

技術(shù)研發(fā)人員：鄧容;袁海濤;胡亭亮;孫勝利
受保護的技術(shù)使用者：中國科學院上海技術(shù)物理研究所
技術(shù)研發(fā)日：2017.07.06
技術(shù)公布日：2017.09.08