空间遥感相机柔性装星结构设计与仿真分析

《空间遥感相机柔性装星结构设计与仿真分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、航天返回与遥感第36卷第3期48SPACECRAFTRECOVERY&REMOTESENSING2015年6月空间遥感相机柔性装星结构设计与仿真分析李庆林魏鑫张凤芹（北京空间机电研究所，北京100094）摘要文章介绍了一种空间遥感相机自由度释放装置，该装置利用柔性铰链技术实现单方向的自由度释放，同时结合固定脚的设置和不同方向柔性铰链的设置，实现多维自由度卸载的同时保证结构整体的刚度。结合某型号空间遥感相机对该装置进行了力学振动试验和热真空、热循环试验，验证了该装置的可行性。关键词柔性支撑多角度高稳定性空间相

2、机中图分类号:TP3;V258文献标志码:A文章编号:1009-8518(2015)03-0048-06DOI:10.3969/j.issn.1009-8518.2015.03.007DevelopmentofReleasingMechanismofMotionFreedomofSpaceRemoteSensingCameraLIQinglinWEIXinZHANGFengqin（BeijingInstituteofSpaceMechanics&Electricity,Beijing100094,China

3、）AbstractThisarticleintroducesakindofreleasingmechanismofmotionfreedomofspaceremotesensingcamera.Theinstallationmakesuseofthetechnologyofflexiblehingejointtorealizethereleaseofmulti-directionalmotionfreedom,andcombinesthesettingofthefixedendandthesettingof

4、diversedirec-tionalflexiblehingejointtorealizeunloadingofmultidimensionalmotionfreedomandkeepthestiffnessoftheconstructionatthesametime.Inaddition,combiningwithacertainspaceremotesensingcamera,wecarryoutmechanicvibrationtest,thermalvacuumtestandthermalcycl

5、ingtestandverifythefeasibilityoftheinstalla-tion.Keywordsflexiblesupport;multi-angle;highstability;spacecamera0引言卫星在轨运行时，安装空间遥感相机的卫星舱板温度变化较大，由温度变化引起的热应力会影响空[1]间遥感相机的在轨成像品质。因此，研制一种连接空间遥感相机与卫星的柔性装置释放温度变化带来的应力对提高成像品质有重要意义。[2]空间遥感相机与卫星常用的连接方式是三点静定支撑卸载方式。该方式利用三

6、点支撑，通过分配自由度实现静定支撑，能够实现空间遥感相机与卫星的卸载安装。但该结构支撑刚度较差，很难满足空间遥感相机装星的刚度要求，往往需要增加辅助支撑提高刚度，在轨通过解锁机构解除多余的自由度约束，可靠性低，结构质量较大。目前，文献[3]提出了在连接处设置一定厚度的橡胶环，相当于在两个刚形体之间加入了软弹簧，有效地减小了外部干扰源的振动对成像品质的影响；文献[4]提出了采用轴承支收稿日期：2015-02-27第3期李庆林等:空间遥感相机柔性装星结构设计与仿真分析49撑元件释放指定约束点的线位移，达到释放热

7、应力的目的。本文提出了一种结构简单、可靠性高的释放热应力的方法，该方法利用柔性铰链的原理在空间遥感相机与卫星连接处根据计算的角度设置不同方向的柔性片，不仅将卫星大底板的热变形卸载掉，同时又能够保证足够的支撑刚度，解决了卫星底板的热变形对空间遥感相机成像品质产生的影响。1空间遥感相机柔性支撑结构设计1.1柔性支撑结构原理[5-6]本文柔性卸载结构是利用柔性铰链原理进行设计的，其结构模型如图1所示。柔性铰链能够提供竖直方向、沿柔性片方向的刚度，在该方向上具有一定程度的位移卸载能力。这样通过与卫星连接的四个安装脚

8、处合理选择自由度释放方向，就能够实现保证一定支撑刚度的前提下卸载掉卫星载荷舱顶部构[7]架热变形引起的热应力。图1本文设计的柔性结构模型Fig.1Diagramoftheflexiblestructure在空间遥感相机与卫星相连接的四个柔性支撑结构中，一个安装脚采用固定约束，另外三个安装脚根据空间遥感相机构型设置不同方向的柔性铰链，实现空间遥感相机相对于卫星的准静定支撑方式和对卫星舱板热变形的卸载。如图2所示的安