空间遥感相机碳纤维机身结构设计.pdfVIP

第 2O卷 第3期 光学 精密工程 Vo1．2O No．3 2012年 3月 OpticsandPrecisionEngineering M ar．2O12 文章编号 1004—924X(2012)03—0571—08 空间遥感相机碳纤维机身结构设计 郭 疆 ，邵明东，王国良，孙继明 (中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，吉林长春 130033) 摘要：针对离轴三反相机光学系统对机身结构的要求 ，采用碳纤维复合材料制备关键部件 ，设计了合适的相机机身结构。 设计 的离轴三反相机采用 的复合材料 占整机重量 的32 。机身结构为非对称形 ，光学系统中主、次镜 间距为 850mln， 反射镜接 口定位精度要求间隔为 0．005rnm、偏心为 0．005mm、倾斜为 5”。通过有限元软件对设计结果进行分析、优化 和检验 ，完成了机身结构的优化设计 。计算结果表 明，该机身结构具有较好 的刚度、较轻的重量 ，能够满足光学设计对 间 隔，偏心和倾斜的要求。对总装完成的相机进行了力学环境试验和热真空试验，结果证明了该相机机身结构在力、热等 环境条件下稳定性 良好 ，其一阶谐振频率在 120Hz以上 ，相机调制传递函数在 0．2以上，满足离轴三反空间相机各反射 镜对空间位置精度和稳定性的要求。 关 键 词：空间遥感相机；碳纤维复合材料；机身结构；有限元分析 中图分类号：V447．3 文献标识码 ：A doi：10．3788／OPE0571 Designofoptical-·mechanicalstructuremadeofCFC in spaceremotesensingcamera GUO Jiang ，SHAOMing—dong，WANG Guo—liang，SUN ji—uring (ChangchunInstituteofOptics，FineMechanicsandPhysics， ChineseAcademyofSciences，Changchun130033，China) *C0rrPs0，2 gauthor，E-mail：guojiangO01@,yahoo．com．cn Abstract：Fordemandsofopticalsystemsin aoff-axisthree—mirrorcameraontheoptical—mechanical structure，anappropriateoptical—mechanicalstructurewasdesignedbytakingCarbonFiberComposite (CFC)asthekeycomponentsofthecamera．TheweightofCFC indesignedcameramakesup32 thatofthetotalsystem．Furthermore，thisoptical—mechanicalstructureisasymmetric，thesystem spacingintheprimary，secondarymirroris850mm ，andthemirrorpositioningaccuracydemandsits interval。eccentricandtilttobe0．005mm，0．005mm ，and5 ，respectively．TheFiniteElement methodwasusedtoanalyzeandoptimizethedesign，resultsshow thattheoptical—mechanicalstruc— turehasbetterstiffness，lighterweight，andcanmeettherequirementsofopticalsystem forinter— vals，eccentricsandtilts．A mechanicsenvironmenta1testandathermalvacuum testwereperformed， andresultsde