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一种星载扫描机构

阅读：786发布：2020-05-08

专利汇可以提供一种星载扫描机构专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种星载扫描机构属于空间光学遥感技术领域，目的在于解决现有技术存在的使用寿命短、机构复杂以及装调费时费力的问题。本发明的一种星载扫描机构包括：支撑体；固定在支撑体一侧的驱动电机；设置在支撑体另一侧的编码器；中心轴，所述中心轴的一端穿过支撑体的一侧和所述驱动电机同轴固定连接，所述中心轴的另一端穿过支撑体的另一侧和所述编码器连接；所述中心轴靠近驱动电机的一端通过转动支撑结构在所述支撑体上转动支撑，靠近编码器一端通过游动支撑结构在所述支撑体上游动支撑；以及扫描镜，所述扫描镜通过连接座固定在所述中心轴上，所述扫描镜位于所述支撑体内。，下面是一种星载扫描机构专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种星载扫描机构，其特征在于，包括：
支撑体(1)；
固定在支撑体(1)一侧的驱动电机；
设置在支撑体(1)另一侧的编码器(3)；
中心轴(4)，所述中心轴(4)的一端穿过支撑体(1)的一侧和所述驱动电机同轴固定连接，所述中心轴(4)的另一端穿过支撑体(1)的另一侧和所述编码器(3)连接；所述中心轴(4)靠近驱动电机的一端通过转动支撑结构(5)在所述支撑体(1)上转动支撑，靠近编码器(3)一端通过游动支撑结构(6)在所述支撑体(1)上游动支撑；
以及扫描镜(7)，所述扫描镜(7)通过连接座(8)固定在所述中心轴(4)上，所述扫描镜(7)位于所述支撑体(1)内。
2.根据权利要求1所述的一种星载扫描机构，其特征在于，所述的转动支撑结构(5)包括：
和所述支撑体(1)固定连接的第一轴套(501)，所述中心轴(4)穿过所述第一轴套(501)与所述驱动电机连接；
以及设置在第一轴套(501)和中心轴(4)之间的一对角接触轴承(502)，所述角接触轴承(502)位于支撑体(1)内侧的一个分别与所述中心轴(4)的轴肩和第一轴套(501)端面接触定位，另一个和一个第一压圈(503)接触定位。
3.根据权利要求2所述的一种星载扫描机构，其特征在于，所述转动支撑结构(5)还包括：
设置在所述支撑体(1)内侧的第一密封盖(504)，第一密封盖(504)为两个半圆形结构，两个半圆形结构通过止口配合，并用螺钉固定在第一轴套(501)上，两个半圆形结构与第一轴套(501)形成迷宫密封；
以及设置在所述支撑体(1)外侧的第一外压盖(505)；第一外压盖(505)固定到第一轴套(501)上，并与一对角接触轴承(502)的另一个接触，所述第一外压盖(505)和第一压圈(503)形成迷宫密封。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种星载扫描机构，其特征在于，所述游动支撑结构(6)包括：
和所述支撑体(1)固定连接的第二轴套(601)，所述中心轴(4)穿过所述第二轴套(601)与所述编码器(3)连接；
设置在第二轴套(601)和中心轴(4)之间的深沟球轴承(602)，所述深沟球轴承(602)内端分别与所述中心轴(4)的轴肩和第二轴套(601)端面接触定位，外端为游动端；
以及弹簧垫圈(603)，所述弹簧垫圈(603)设置在所述深沟球轴承(602)内端和中心轴(4)的轴肩之间。
5.根据权利要求4所述的一种星载扫描机构，其特征在于，所述游动支撑结构(6)还包括：
设置在所述支撑体(1)内侧的第二密封盖(604)，第二密封盖(604)为两个半圆形结构，两个半圆形结构通过止口配合，并用螺钉固定在第二轴套(601)上，两个半圆形结构与第二轴套(601)形成迷宫密封；
以及设置在所述支撑体(1)外侧的第二外压盖(605)，第二外压盖(605)固定到第二轴套(601)上，所述第二外压盖(605)内设置有第二压圈(606)，第二压圈(606)和深沟球轴承(602)内圈接触，第二外压盖(605)和第二压圈(606)形成迷宫密封。
6.根据权利要求1所述的一种星载扫描机构，其特征在于，所述扫描镜(7)两端延伸安装口并采用穿轴安装结构。
7.根据权利要求1所述的一种星载扫描机构，其特征在于，所述驱动电机为直流无刷电机(2)。

说明书全文

一种星载扫描机构

技术领域

[0001] 本发明属于空间光学遥感技术领域，具体涉及一种星载扫描机构。

背景技术

[0002] 随着航天遥感技术的大力发展，扫描机构作为航天遥感成像系统的重要组成部分，可以有效扩大观测视场，获得重要的目标信息。扫描镜设计的核心是要保证扫描镜工作时的面型精度，面对复杂的空间环境，扫描镜需要保持瞬时的准确性和长期的稳定性。以往的一些结构在设计过程中，扫描镜与轴系采用背向式，导致面型精度很容易受到温度的影响。还有一些采用了不当的润滑方式，导致寿命不能得以保障。

发明内容

[0003] 本发明的目的在于提出一种星载扫描机构，解决现有技术存在的使用寿命短、面型精度容易受到影响的问题；提高面型精度，针对复杂的空间环境，提高温度适应性。

[0004] 为实现上述目的，本发明的一种星载扫描机构包括：

[0005] 支撑体；

[0006] 固定在支撑体一侧的驱动电机；

[0007] 设置在支撑体另一侧的编码器；

[0008] 中心轴，所述中心轴的一端穿过支撑体的一侧和所述驱动电机同轴固定连接，所述中心轴的另一端穿过支撑体的另一侧和所述编码器连接；所述中心轴靠近驱动电机的一端通过转动支撑结构在所述支撑体上转动支撑，靠近编码器一端通过游动支撑结构在所述支撑体上游动支撑；

[0009] 以及扫描镜，所述扫描镜通过连接座固定在所述中心轴上，所述扫描镜位于所述支撑体内。

[0010] 所述的转动支撑结构包括：

[0011] 和所述支撑体固定连接的第一轴套，所述中心轴穿过所述第一轴套与所述驱动电机连接；

[0012] 以及设置在第一轴套和中心轴之间的一对角接触轴承，所述角接触轴承位于支撑体内侧的一个分别与所述中心轴的轴肩和第一轴套端面接触定位，另一个和一个第一压圈接触定位。

[0013] 所述转动支撑结构还包括：

[0014] 设置在所述支撑体内侧的第一密封盖，第一密封盖为两个半圆形结构，两个半圆形结构通过止口配合，并用螺钉固定在第一轴套上，两个半圆形结构与第一轴套形成迷宫密封；

[0015] 以及设置在所述支撑体外侧的第一外压盖；第一外压盖固定到第一轴套上，并与一对角接触轴承的另一个接触，所述第一外压盖和第一压圈形成迷宫密封。

[0016] 所述游动支撑结构包括：

[0017] 和所述支撑体固定连接的第二轴套，所述中心轴穿过所述第二轴套与所述编码器连接；

[0018] 设置在第二轴套和中心轴之间的深沟球轴承，所述深沟球轴承内端分别与所述中心轴的轴肩和第二轴套端面接触定位，外端为游动端；

[0019] 以及弹簧垫圈，所述弹簧垫圈设置在所述深沟球轴承内端和中心轴的轴肩之间。

[0020] 所述游动支撑结构还包括：

[0021] 设置在所述支撑体内侧的第二密封盖，第二密封盖为两个半圆形结构，两个半圆形结构通过止口配合，并用螺钉固定在第二轴套上，两个半圆形结构与第二轴套形成迷宫密封；

[0022] 以及设置在所述支撑体外侧的第二外压盖，第二外压盖固定到第二轴套上，所述第二外压盖内设置有第二压圈，第二压圈和深沟球轴承内圈接触，第二外压盖和第二压圈形成迷宫密封。

[0023] 所述扫描镜两端延伸安装口并采用穿轴安装结构。

[0024] 所述驱动电机为直流无刷电机。

[0025] 本发明的有益效果为：本发明所涉及的一种星载扫描机构，中心轴横穿扫描镜镜体，扫描镜两端延伸安装口并采用穿轴安装结构可以保证扫描镜镜面的面型满足使用需求。中心轴的一端连接编码器，另一端连接直流无刷电机。轴系通过轴承进行支撑，采取的支撑方式为一端固定、一端游动。固定端采用的轴承为成对角接触轴承，游动端采用的轴承为深沟球轴承。采取该形式的技术方案可以在保证面型精度的基础上，结构简单，方便装调，寿命长，通过合理的间隙设计与材料的选择，以及经过了热力学仿真，证明其可以在-40～120°温度区间内工作，具有温度适应性及满足严格的力学条件。能保障在规定寿命周期内，星载稳定连续运转。附图说明

[0026] 图1为本发明的一种星载扫描机构示意图；

[0027] 图2为本发明的一种星载扫描机构结构剖视图；

[0028] 其中：1、支撑体，2、直流无刷电机，3、编码器，4、中心轴，5、转动支撑结构，501、第一轴套，502、角接触轴承，503、第一压圈，504、第一密封盖，505、第一外压盖，6、游动支撑结构，601、第二轴套，602、深沟球轴承，603、弹簧垫圈，604、第二密封盖，605、第二外压盖，606、第二压圈，7、扫描镜，8、连接座。

具体实施方式

[0029] 下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。

[0030] 参见附图1和附图2，本发明的一种星载扫描机构包括：

[0031] 支撑体1；

[0032] 固定在支撑体1一侧的驱动电机；

[0033] 设置在支撑体1另一侧的编码器3；

[0034] 中心轴4，所述中心轴4的一端穿过支撑体1的一侧和所述驱动电机同轴固定连接，所述中心轴4的另一端穿过支撑体1的另一侧和所述编码器3连接；所述中心轴4靠近驱动电机的一端通过转动支撑结构5在所述支撑体1上转动支撑，靠近编码器3一端通过游动支撑结构6在所述支撑体1上游动支撑；

[0035] 以及扫描镜7，所述扫描镜7通过连接座8固定在所述中心轴4上，所述扫描镜7位于所述支撑体1内。

[0036] 所述的转动支撑结构5包括：

[0037] 和所述支撑体1固定连接的第一轴套501，所述中心轴4穿过所述第一轴套501与所述驱动电机连接；

[0038] 以及设置在第一轴套501和中心轴4之间的一对角接触轴承502，所述角接触轴承502位于支撑体1内侧的一个分别与所述中心轴4的轴肩和第一轴套501端面接触定位，另一个和一个第一压圈503接触定位。

[0039] 所述转动支撑结构5还包括：

[0040] 设置在所述支撑体1内侧的第一密封盖504，第一密封盖504为两个半圆形结构，两个半圆形结构通过止口配合，并用螺钉固定在第一轴套501上，两个半圆形结构与第一轴套501形成迷宫密封，防止轴承润滑脂外溢到扫描镜镜体上；

[0041] 以及设置在所述支撑体1外侧的第一外压盖505；第一外压盖505固定到第一轴套501上，并与一对角接触轴承502的另一个接触，实现对角接触轴承502的定位，是固定角接触轴承502的外圈，同时形成一定的密封结构，使润滑脂不至于外溢到电机处，所述第一外压盖505和第一压圈503形成迷宫密封。第一压圈503和第一外压盖505结构进行配合，留有较小的间隙，以防止空间环境下，轴承润滑脂的外溢，影响电机的正常工作。

[0042] 所述游动支撑结构6包括：

[0043] 和所述支撑体1固定连接的第二轴套601，所述中心轴4穿过所述第二轴套601与所述编码器3连接；

[0044] 设置在第二轴套601和中心轴4之间的深沟球轴承602，所述深沟球轴承602内端分别与所述中心轴4的轴肩和第二轴套601端面接触定位，外端为游动端；

[0045] 以及弹簧垫圈603，所述弹簧垫圈603设置在所述深沟球轴承602内端和中心轴4的轴肩之间。

[0046] 所述游动支撑结构6还包括：

[0047] 设置在所述支撑体1内侧的第二密封盖604，第二密封盖604为两个半圆形结构，两个半圆形结构通过止口配合，并用螺钉固定在第二轴套601上，两个半圆形结构与第二轴套601形成迷宫密封，防止轴承润滑脂外溢到扫描镜镜体上；

[0048] 以及设置在所述支撑体1外侧的第二外压盖605，第二外压盖605固定到第二轴套601上，所述第二外压盖605内设置有第二压圈606，第二压圈606和深沟球轴承602内圈接触，第二外压盖605和第二压圈606形成迷宫密封。第二外压盖605和第二压圈606结构进行配合，留有较小的间隙，以防止空间环境下，轴承润滑脂的外溢。

[0049] 所述扫描镜7两端延伸安装口并采用穿轴安装结构。

[0050] 所述驱动电机为直流无刷电机2。

[0051] 中心轴4横穿扫描镜7镜体，其中扫描镜7与中心轴4通过四个连接座8由8个M2.5的螺钉进行固定。扫描镜7两端延伸安装口并采用穿轴安装结构可以保证扫描镜7镜面的面型满足使用需求。中心轴4的一端连接编码器3，另一端连接直流无刷电机2。轴系通过轴承进行支撑，采取的支撑方式为一端固定、一端游动。固定端采用的轴承为成对角接触轴承502，游动端采用的轴承为深沟球轴承602。

[0052] 轴系的电机端为固定端，包括第一密封盖504、第一轴套501、一对角接触轴承502、第一压圈503、第一外压盖505、直流无刷电机2等组成。成对角接触轴承502一端的内圈和外圈分别由轴肩和轴套进行定位，另一端的内圈和外圈分别由第一压圈503和外压根进行定位。润滑采用润滑脂，靠近扫描镜7一侧用两个半圆形组成的第一密封盖504进行密封，远离扫描镜7一侧用第一压圈503和第一外压盖505组成的类迷宫形进行密封，可以有效控制油脂的挥发，避免污染扫描镜7镜面及直流无刷电机2。

[0053] 轴系的编码器3端为游动端，包括第二密封盖604、第二轴套601、弹簧垫圈603、深沟球轴承602、第二压圈606、第二外压盖605、编码器3等组成。深沟球轴承602为游动端，其内端分别由轴肩和压圈固定压紧，外圈游动，靠近扫描镜7端的轴承外圈有弹簧垫圈603。同样采取油脂润滑，靠近扫描镜7一侧用两个半圆形组成的第二密封盖604进行密封，远离扫描镜7一侧用第二压圈606和第二外压盖605组成的类迷宫形进行密封，可以有效控制油脂的挥发，避免污染扫描镜7镜面及编码器3。

[0054] 本发明的一种星载扫描机构主要应用在遥感卫星有效载荷上，是成像系统的重要组成部分。机构驱动扫描镜7实现对目标的扫描成像，以获取相关信息。

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