【技术领域】
[0001] 本
发明涉及空间遥感应用技术领域，尤其涉及一种深空探测遥感相机。【背景技术】
[0002] 深空探测对人类和地球的意义重大，通过对地外空间的探索，人类可以进一步认识地球的起源和演变，了解星体的形成，有利于提高人类对空间资源的利用，甚至有可能发现地外生命。在过去的几十年里，欧美各国先后发射了100多个深空探测器，为深空探测积累了丰富的资料和经验。我国深空探测计划也已经付诸实施，探月工程、火星、
小行星等其他深空探测任务正在紧锣密鼓地进行中。其中，我国第一颗火星探测器预计将于2020年发射，一步实现“绕、落、巡”的任务目标。
[0003] 成像观测是众多深空探测计划任务中的一个重点，所以深空探测遥感相机的成像
质量在很大程度上决定了探测任务的成败。随着深空探测技术的不断发展，深空探测相机的
分辨率越来越高、视场越来越大、功能越来越多，相应的相机口径越来越大，部组件越来越多。然而，与以往近地轨道空间相机相比，深空探测遥感相机的发射路途更加遥远，所需要的
燃料更多，这就对空间相机的体积和重量提出了更加苛刻的要求。
[0004] 鉴于此，实有必要提供一种新的深空探测遥感相机以克服上述
缺陷。【发明内容】
[0005] 本发明的目的是提供一种质量轻、
刚度高的深空探测遥感相机。
[0006] 为了实现上述目的，本发明提供一种深空探测遥感相机，包括桁架组件、光学系统组件及杂散光抑制组件；所述桁架组件包括间隔相对设置的前
框架与后框架以及连接所述前框架与所述后框架的
支撑杆；所述光学系统组件包括主镜、次镜、三镜及调焦机构，所述主镜与所述三镜固定于所述后框架上，所述次镜与所述调焦机构固定于所述前框架上；所述杂散光抑制组件包括遮光罩、挡光蒙皮及视场光阑，所述遮光罩的两端分别与前框架、所述后框架固定且一端对应于所述主镜，所述挡光蒙皮包裹所述前框架、所述后框架及所述支撑杆并围成与所述遮光罩连通的收容空间，所述视场光阑固定于所述收容空间中。
[0007] 在一个优选实施方式中，所述前框架与后框架的材质为
铝基
碳化
硅；所述支撑杆、所述遮光罩、所述挡光蒙皮与所述视场光阑的的材质为碳
纤维复合；所述主镜、所述次镜、所述三镜的材质为碳化硅。
[0008] 在一个优选实施方式中，所述前框架包括相背的第一端与第二端，所述次镜设置于所述前框架靠近所述第一端的
位置，所述调焦机构设置于所述前框架靠近所述第二端的位置；所述后框架包括相背的第三端与第四端；所述主镜设置于所述后框架靠近所述第三端的位置，所述三镜设置于所述后框架靠近所述第四端的位置。
[0009] 在一个优选实施方式中，所述调焦机构包括支撑架、滚珠
丝杆、直线
轴承、调焦镜架及
电机；所述支撑架固定于所述前框架朝向所述后框架的表面，所述滚珠丝杆穿过所述支撑架，所述直
线轴承的数量为两个并分别位于所述滚珠丝杆的两侧，所述调焦镜架包括与所述滚珠丝杆
螺纹连接的
螺母且所述调焦镜架分别与所述两个直线轴承滑动连接；所述电机固定连接于所述滚珠丝杆远离所述直线轴承的一端并与所述前框架固定，且所述支撑架夹于所述电机与所述直线轴承之间。
[0010] 在一个优选实施方式中，所述调焦机构还包括谐波减速器与
编码器，所述谐波减速器设置于所述电机与所述滚珠丝杆之间，所述编码器设置于所述滚珠丝杆远离所述电机的一端。
[0011] 在一个优选实施方式中，所述挡光蒙皮包括固定蒙皮以及分别位于所述固定蒙皮两端的前蒙皮与后蒙皮，所述固定蒙皮包括
底板与自所述底板的相背的两侧边缘垂直延伸形成的间隔相对设置的两个侧板，所述底板与所述两个侧板围成卡槽，所述前框架、所述后框架及所述支撑杆收容于所述卡槽中；所述前蒙皮固定于所述前框架背离所述后框架的表面并与所述固定蒙皮固定连接，所述后蒙皮固定于所述后框架背离所述前框架的表面。
[0012] 在一个优选实施方式中，所述遮光罩呈两端开口的圆筒状，所述主镜呈圆形且直径对应于所述遮光罩；所述遮光罩的一端固定于所述后框架固定所述主镜的边缘；所述遮光罩朝向所述底板的表面开设有通孔，所述视场光阑收容于所述卡槽中且对应于所述通孔。
[0013] 在一个优选实施方式中，所述深空探测遥感相机还包括焦面组件，所述焦面组件包括焦面
基板、楔形
垫块、CCD器件及CMOS器件；所述楔形垫块、所述CCD器件及所述CMOS器件分别通过固定件固定于所述焦面基板上，所述焦面基板与所述底板固定连接。
[0014] 在一个优选实施方式中，所述深空探测遥感相机还包括安装支脚组件，所述安装支脚组件包括两个滑动支脚与一个固定支脚；所述两个滑动
支架分别固定于所述前框架靠近所述第二端的边框位置与所述后框架靠近所述第四端的边框位置，所述固定支脚固定于所述后框架靠近所述第三端的边框位置。
[0015] 在一个优选实施方式中，所述深空探测遥感相机还包括电箱组件，所述电箱组件固定于所述后框架上且夹于固定于所述后框架上的滑动支脚与固定支脚之间。
[0016] 本发明提供的深空探测遥感相机，通过选用结构更为紧凑的离轴三反式光学系统，并采用反射镜移动式调焦方式大幅减少其体积与重量；通过所述前框架与后框架采用铝基碳化硅并采用
辐射加强筋和三
角形加强筋实现高度轻量化、所述支撑杆、所述遮光罩、所述挡光蒙皮与所述视场光阑采用
碳纤维复合材料、所述主镜、所述次镜、所述三镜的材质为碳化硅并辅以三角形轻量化孔实现高度轻量化，使得所述深空探测遥感相机的质量更轻、刚度更高。本发明提供的深空探测遥感相机，质量轻、刚度高。【
附图说明】
[0017] 图1为本发明提供的深空探测遥感相机的立体图。
[0018] 图2为图1所示的深空探测遥感相机的爆炸图。
[0019] 图3为图2所示的深空探测遥感相机中桁架组件与光学系统组件配合的立体图。
[0020] 图4为图3所示的光学系统组件中调焦机构的立体图。
[0021] 图5为本发明提供的深空探测遥感相机中焦面组件的立体图。【具体实施方式】
[0022] 为了使本发明的目的、技术方案和有益技术效果更加清晰明白，以下结合附图和具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，本
说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明，并不是为了限定本发明。
[0023] 请参照图1及图2，本发明提供一种深空探测遥感相机100，包括桁架组件10、光学系统组件20及杂散光抑制组件30。
[0024] 具体的，所述桁架组件10包括间隔相对设置的前框架11与后框架12以及连接所述前框架11与所述后框架12的支撑杆13。所述光学系统组件20包括主镜21、次镜22、三镜23及调焦机构24，所述主镜21与所述三镜23固定于所述后框架12上，所述次镜22与所述调焦机构24固定于所述前框架11上。所述杂散光抑制组件30包括遮光罩31、挡光蒙皮32及视场光阑33，所述遮光罩31的两端分别与前框架11、所述后框架12固定且一端与对应于所述主镜21，所述挡光蒙皮32包裹所述前框架11、所述后框架12及所述支撑杆13并围成与所述遮光罩31连通的收容空间301，所述视场光阑33固定于所述收容空间301中。
[0025] 工作时，光线自所述遮光罩31远离所述主镜21的一端进入遮光罩31中，经所述主镜21反射后进入所述收容空间301，并经所述视场光阑33的筛选后抵达所述次镜22，所述次镜22将接收的光线反射至三镜23并经所述调焦机构24的调焦作用后成像。
[0026] 请一并参照图3，其中，所述桁架组件10还包括固定座14，所述固定座14分别固定于所述前框架11与所述后框架12相对的表面，每个支撑杆13的两端分别与固定于所述前框架11与所述后框架12的固定座14连接固定。所述固定座14的设置，一方面方便所述支撑杆13与所述前框架11、所述后框架12的安装固定，另一方面确保所述支撑杆13与所述前框架
11、所述后框架12的连接刚度。
[0027] 具体的，所述前框架11与后框架12的材质为铝基碳化硅并采用辐射加强筋和三角形加强筋实现高度轻量化。所述前框架11与所述后框架12是所述深空探测遥感相机100的主要支撑件，其零部件的重量和体积都较大，因此选用高体分铝基碳化硅材料可以在满足较高刚度的前提下可以显著减小整个相机的重量。
[0028] 所述支撑杆13、所述遮光罩31、所述挡光蒙皮32与所述视场光阑33的材质为碳纤维复合。碳纤维复合材料
密度仅为常用的
钛合金材料的40％左右，而比刚度却是钛合金的2倍左右，选用碳纤维复合材料可以大幅度减轻相机的重量。
[0029] 所述主镜21、所述次镜22、所述三镜23的材质为碳化硅并辅以三角形轻量化孔实现高度轻量化。尽管碳化硅材料虽然比传统微晶玻璃密度稍高，但是其比刚度是传统微晶玻璃的3倍以上，这就意味着在同等刚度的前提下，镜体的体积和重量会大幅降低。
[0030] 本
实施例中，所述前框架11包括相背的第一端111与第二端112，所述次镜22设置于所述前框架11靠近所述第一端111的位置，所述调焦机构24设置于所述前框架11靠近所述第二端112的位置。所述后框架12包括相背的第三端121与第四端122；所述主镜设置于所述后框架12靠近所述第三端121的位置，所述三镜23设置于所述后框架12靠近所述第四端122的位置。所述深空探测遥感相机100采用反射镜移动式调焦方式，该调焦方式较其他方法可以大幅度减小调焦机构组件的体积和重量。
[0031] 请参照图4，进一步的，所述调焦机构24包括支撑架241、滚珠丝杆242、直线轴承243、调焦镜架244及电机245。所述支撑架241固定于所述前框架11朝向所述后框架12的表面，所述滚珠丝杆242穿过所述支撑架241，所述直线轴承243的数量为两个并分别位于所述滚珠丝杆242的两侧，所述调焦镜架244包括与所述滚珠丝杆242
螺纹连接的螺母且所述调焦镜架244分别与所述两个直线轴承343滑动连接，进而使得所述调焦镜架244既能沿所述滚珠丝杆242往复移动，又能保证所述调焦镜架244移动的平衡、稳定。所述电机245固定连接于所述滚珠丝杆242远离所述直线轴承243的一端并与所述前框架11固定，且所述支撑架
241夹于所述电机245与所述直线轴承243之间。
[0032] 所述调焦机构24还包括谐波减速器246与编码器247，所述谐波减速器246设置于所述电机245与所述滚珠丝杆242之间，所述编码器247设置于所述滚珠丝杆242远离所述电机245的一端。所述谐波减速器246用于使所述滚珠丝杆242提供更大的
扭矩和更精细的位移输出，所述编码器247用于实时反馈所述滚珠丝杆242的旋转角度信息，为闭环控制系统提供精密的
感知元件。
[0033] 请一并参照图2，本实施例中，所述挡光蒙皮32包括固定蒙皮321以及分别位于所述固定蒙皮321两端的前蒙皮322与后蒙皮323，所述固定蒙皮321包括底板3211与自所述底板3211的相背的两侧边缘垂直延伸形成的间隔相对设置的两个侧板3212，所述底板3211与所述两个侧板3212围成卡槽3201，所述前框架11、所述后框架12及所述支撑杆13收容于所述卡槽3201中。所述前蒙皮322固定于所述前框架11背离所述后框架12的表面并与所述固定蒙皮321固定连接，所述后蒙皮323固定于所述后框架12背离所述前框架11的表面。
[0034] 所述遮光罩31呈两端开口的圆筒状，所述主镜21呈圆形且直径对应于所述遮光罩31。所述遮光罩31的一端固定于所述后框架12固定所述主镜21的边缘。所述遮光罩31朝向所述底板3211的表面开设有通孔311，所述视场光阑33收容于所述卡槽3201中且对应于所述通孔311。本实施方式中，所述遮光罩31的内表面开设有用于遮挡杂散光的挡光环312。
[0035] 请参照图5，所述深空探测遥感相机100还包括焦面组件50，所述焦面组件50包括焦面基板51、楔形垫块52、CCD器件53及CMOS器件54。所述楔形垫块52、所述CCD器件53及所述CMOS器件54分别通过固定件固定于所述焦面基板51上，所述焦面基板51与所述底板3211固定连接。
[0036] 请参照图2及图3，所述深空探测遥感相机100还包括安装支脚组件40，所述安装支脚组件40包括两个滑动支脚41与一个固定支脚42。所述两个滑动支架41分别固定于所述前框架11靠近所述第二端112的边框位置与所述后框架12靠近所述第四端122的边框位置，所述固定支脚42固定于所述后框架12靠近所述第三端121的边框位置。所述深空探测遥感相机100通过所述安装支脚组件40与遥感卫星等设备固定连接。
[0037] 所述深空探测遥感相机100还包括电箱组件60，所述电箱组件60固定于所述后框架12上且夹于固定于所述后框架12上的滑动支脚41与固定支脚42之间。所述电箱组件60用于为所述调焦机构24、焦面组件50供电。
[0038] 本发明提供的深空探测遥感相机100，通过选用结构更为紧凑的离轴三反式光学系统，并采用反射镜移动式调焦方式大幅减少其体积与重量；通过所述前框架11与后框架12采用铝基碳化硅并采用辐射加强筋和三角形加强筋实现高度轻量化。所述支撑杆13、所述遮光罩31、所述挡光蒙皮32与所述视场光阑33采用碳纤维复合材料、所述主镜21、所述次镜22、所述三镜23的材质为碳化硅并辅以三角形轻量化孔实现高度轻量化，使得所述深空探测遥感相机100的质量更轻、刚度更高。本发明提供的深空探测遥感相机100，质量轻、刚度高。
[0039] 本发明并不仅仅限于说明书和实施方式中所描述，因此对于熟悉领域的人员而言可容易地实现另外的优点和
修改，故在不背离
权利要求及等同范围所限定的一般概念的精神和范围的情况下，本发明并不限于特定的细节、代表性的设备和这里示出与描述的图示示例。
