一種支撐結(jié)構(gòu)的熱形變自調(diào)整支撐裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明一種支撐結(jié)構(gòu)的熱形變自調(diào)整支撐裝置屬于支撐結(jié)構(gòu)熱形變領(lǐng)域，涉及一種支撐結(jié)構(gòu)的熱形變自調(diào)整支撐裝置。該裝置包括筒壁基座、壓電復(fù)合纖維驅(qū)動(dòng)器和光纖應(yīng)變傳感器，筒壁基座采用纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料制成，若干個(gè)壓電復(fù)合纖維驅(qū)動(dòng)器均勻分布粘貼在筒壁基座外表面，所用的粘貼劑為環(huán)氧樹脂膠；若干個(gè)光纖應(yīng)變傳感器均勻分布粘貼在筒壁基座內(nèi)表面，并與壓電復(fù)合纖維驅(qū)動(dòng)器形成一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，壓電復(fù)合纖維驅(qū)動(dòng)器通過外接獨(dú)立電源驅(qū)動(dòng)而產(chǎn)生形變。本發(fā)明可調(diào)整筒壁結(jié)構(gòu)熱形變范圍大，調(diào)整精度高。本發(fā)明自調(diào)整能力強(qiáng)，并且可廣泛用于各類高精度觀測(cè)臺(tái)的支撐結(jié)構(gòu)。
【專利說明】一種支撐結(jié)構(gòu)的熱形變自調(diào)整支撐裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于支撐結(jié)構(gòu)熱形變領(lǐng)域，特別涉及一種支撐結(jié)構(gòu)的熱形變自調(diào)整支撐裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]航天相機(jī)與地面相機(jī)有很大的不同，在入軌飛行后，由于太陽光照射不均勻，相機(jī)支撐結(jié)構(gòu)會(huì)受到巨大溫差的環(huán)境因素影響，熱脹冷縮的作用會(huì)導(dǎo)致支撐結(jié)構(gòu)發(fā)生變形，從而影響了成像效果，特別是在遠(yuǎn)距離拍攝時(shí)，很小的偏角就會(huì)產(chǎn)生很大的拍攝誤差。所以保證衛(wèi)星、艦船上相機(jī)的支撐結(jié)構(gòu)的熱穩(wěn)定性具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和工程應(yīng)用價(jià)值。
[0003]近年來，國內(nèi)外的一些學(xué)者在航空相機(jī)支撐結(jié)構(gòu)的材料研制上取得了一定的成果，低膨脹率高剛度的輕質(zhì)材料無疑是相機(jī)支撐結(jié)構(gòu)的理想選擇，但由于這些屬性相互制衡的關(guān)系，制造這種材料費(fèi)用高、難度大，而且這種被動(dòng)實(shí)現(xiàn)支撐結(jié)構(gòu)熱穩(wěn)定的方法取得的效果并不十分理想。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，發(fā)明一種熱形變自調(diào)整支撐裝置，采用光纖應(yīng)變傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)筒壁基座的熱形變信號(hào)，并傳輸給計(jì)算機(jī)控制器，控制器經(jīng)計(jì)算得到各壓電復(fù)合纖維驅(qū)動(dòng)器所需的驅(qū)動(dòng)電壓值并發(fā)出控制指令，使各壓電復(fù)合纖維驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)生收縮力或產(chǎn)生伸展力，來平衡筒壁基座的形變，保持支撐結(jié)構(gòu)的熱穩(wěn)定性，調(diào)整精度高。
[0005]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種支撐結(jié)構(gòu)的熱形變自調(diào)整支撐裝置，其特征在于，該裝置包括筒壁基座1、壓電復(fù)合纖維驅(qū)動(dòng)器2和光纖應(yīng)變傳感器3，筒壁基座I采用纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料制成，若干個(gè)壓電復(fù)合纖維驅(qū)動(dòng)器2均勻分布粘貼在筒壁基座I外表面，所用的粘貼劑為環(huán)氧樹脂膠；若干個(gè)光纖應(yīng)變傳感器3均勻分布粘貼在筒壁基座I內(nèi)表面，并與若干個(gè)壓電復(fù)合纖維驅(qū)動(dòng)器2形成一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，所用的粘貼劑為環(huán)氧樹脂膠；每個(gè)壓電復(fù)合纖維驅(qū)動(dòng)器2通過外接-500?+1500V獨(dú)立電源4驅(qū)動(dòng)而產(chǎn)生形變。
[0006]本發(fā)明的有益效果在于:(I)本發(fā)明采用的復(fù)合材料筒壁結(jié)構(gòu)、壓電復(fù)合纖維驅(qū)動(dòng)器和光纖應(yīng)變傳感器都具有質(zhì)輕，附加質(zhì)量小的特點(diǎn)；(2)采用的壓電復(fù)合纖維驅(qū)動(dòng)器，具有良好的柔順性和機(jī)械加工性能，驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)，特別適用于曲面結(jié)構(gòu)；(3)采用的光纖應(yīng)變傳感器靈敏度高，受外界環(huán)境因素影響??；(4)本發(fā)明可調(diào)整筒壁結(jié)構(gòu)熱形變范圍大，調(diào)整精度高；(5)本發(fā)明自調(diào)整能力強(qiáng)，并且可廣泛用于各類高精度觀測(cè)臺(tái)的支撐結(jié)構(gòu)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1為本發(fā)明熱形變自調(diào)整裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0008]圖2為圖1的俯視圖。
[0009]圖3為本發(fā)明實(shí)施例中熱形變自調(diào)整示意圖。[0010]圖中:1-筒壁基座，2-壓電復(fù)合纖維致動(dòng)器，3-光纖應(yīng)變傳感器，4-電源，5-熱輻射源。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖和技術(shù)方案對(duì)本發(fā)明具體實(shí)施并作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0012]如圖1和圖2所示，本發(fā)明所涉及的一種支撐結(jié)構(gòu)的熱形變自調(diào)整支撐裝置，包括筒壁基座1、壓電復(fù)合纖維驅(qū)動(dòng)器2和光纖應(yīng)變傳感器3，壓電復(fù)合纖維驅(qū)動(dòng)器2和光纖應(yīng)變傳感器3分別粘貼在筒壁基座I的外側(cè)和內(nèi)側(cè)表面上，粘貼位置一一對(duì)應(yīng)并呈對(duì)位形狀。筒壁基座由復(fù)合纖維材料制成，利用復(fù)合材料的可設(shè)計(jì)性，通過設(shè)計(jì)纖維類型、纖維和樹脂含量、鋪層角度等材料參數(shù)，保證筒壁結(jié)構(gòu)I的熱形變和壓電復(fù)合纖維驅(qū)動(dòng)器2驅(qū)動(dòng)下的形變相匹配。
[0013]筒壁基座I的尺寸和壓電復(fù)合纖維驅(qū)動(dòng)器2以及光纖應(yīng)變傳感器3的數(shù)量可根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行調(diào)整，以滿足實(shí)際設(shè)計(jì)需要。所述的光纖應(yīng)變傳感器3實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)筒壁基座I的熱形變信號(hào)，壓電復(fù)合纖維驅(qū)動(dòng)器2根據(jù)此信號(hào)，通過相應(yīng)的控制算法，產(chǎn)生適當(dāng)?shù)纳煺沽蚴湛s力來保證筒壁基座I上頂面處在期望位置。
[0014]如圖3所示，當(dāng)筒壁基座I的一側(cè)受到光照或熱輻射5導(dǎo)致溫度升高時(shí)，由于熱脹冷縮的原理，溫度升高的一側(cè)會(huì)產(chǎn)生拉伸形變，致使基座上頂面從原來的A-A'平面傾斜至C-C'平面，此時(shí)，光纖應(yīng)變傳感器接收到形變信號(hào)，并傳輸給計(jì)算機(jī)控制器，控制器經(jīng)計(jì)算得到各壓電復(fù)合纖維驅(qū)動(dòng)器2所需的驅(qū)動(dòng)電壓值并發(fā)出控制指令，各壓電復(fù)合纖維驅(qū)動(dòng)器
2或產(chǎn)生收縮力或產(chǎn)生伸展力，迫使筒壁基座I上頂面回到新的B-B'平面。雖然新的B-B'平面相對(duì)于原來的A-A'平面有一段微小位移，但并不會(huì)對(duì)相機(jī)成像產(chǎn)生影響，相對(duì)于傾斜平面C-C'帶來的影響可以忽略不計(jì)。
【權(quán)利要求】
1.一種支撐結(jié)構(gòu)的熱形變自調(diào)整支撐裝置，其特征在于，該裝置包括筒壁基座(I)、壓電復(fù)合纖維驅(qū)動(dòng)器(2)和光纖應(yīng)變傳感器(3);筒壁基座(I)采用纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料制成，若干個(gè)壓電復(fù)合纖維驅(qū)動(dòng)器(2)均勻分布粘貼在筒壁基座(I)外表面，所用的粘貼劑為環(huán)氧樹脂膠；若干個(gè)光纖應(yīng)變傳感器(3)均勻分布粘貼在筒壁基座(I)內(nèi)表面，并與若干個(gè)壓電復(fù)合纖維驅(qū)動(dòng)器(2)形成一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，所用的粘貼劑為環(huán)氧樹脂膠；每個(gè)壓電復(fù)合纖維驅(qū)動(dòng)器(2)通過外接-500?+1500V獨(dú)立電源(4)驅(qū)動(dòng)而產(chǎn)生形變。
【文檔編號(hào)】B64D47/08GK104002979SQ201410227877
【公開日】2014年8月27日 申請(qǐng)日期:2014年5月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月27日
【發(fā)明者】孫士勇, 楊睿, 盛賢君, 張少輝, 王曉宇, 王耀兵 申請(qǐng)人:大連理工大學(xué)