用于空間探測器上全景相機和轉臺相連接的接口板結構的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于空間探測器上的全景相機和可自由運動的轉臺相連接技術領域，具體地說是一種用于空間探測器上全景相機和轉臺相連接的接口板結構。
【背景技術】
[0002]全景相機和轉臺作為一套獨立的空間有效載荷，主要安裝于不同類型和不同應用背景的空間探測器上，例如月球探測器、火星探測器以及深空探測器等等。而相機接口板作為這兩部分的主要連接部件，它起到承載、支撐和減振的作用，并且還要滿足相應的接口功能和特殊需求，確保探測任務的順利實施。而由于火箭在發(fā)射、飛行和在軌期間將會產生劇烈的沖擊振動、熱真空和熱輻射，相機板的剛度強度、抗熱性和抗振性將會對相機的自身性能產生重要的影響，嚴重情況下會導致相機失效。
[0003]在探測器飛向星球或朝向更遠的外太空飛行過程中，空間的非結構化環(huán)境，例如:劇烈振動、深冷、高溫、真空和太陽輻射等要素都會對探測器本體及其上面的有效載荷造成威脅。因此，為了實現(xiàn)全景相機轉臺這一有效載荷在發(fā)射階段的可靠鎖緊以及在軌展開狀態(tài)下能夠順利實現(xiàn)全景觀察并不會與自身其他部件發(fā)生干涉，需要對其結構樣式和外部接口進行合理設計。為了進一步減輕結構的重量，增強其抗振和抗熱性能，需要對相機板材料的選用，材料的分布，各部位的幾何尺寸等都需要進行合理的優(yōu)化設計。

【發(fā)明內容】

[0004]針對上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種用于空間探測器上全景相機和轉臺相連接的接口板結構。該接口板結構質量輕、剛度高，具有隔熱絕緣性能，能適應于對全景相機和轉臺組件的連接，并且其上面有棱鏡接口，可以對整個設備進行標定和定位。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案:
[0006]—種用于空間探測器上全景相機和轉臺相連接的接口板結構，包括接口板本體、中間法蘭埋件及棱鏡座埋件，其中接口板本體的中間部分設有中間法蘭埋件，所述中間法蘭埋件用于與轉臺相連接，所述接口板本體的頂部設有棱鏡座埋件，所述棱鏡座埋件用于與棱鏡相連接，所述接口板本體的兩側可分別安裝一個全景相機。
[0007]所述接口板本體包括轉臺連接座及兩個側翼，其中兩個側翼對稱設置于轉臺連接座的兩側，所述轉臺連接座上設有法蘭穿過孔及分布于該法蘭穿過孔周圍的多個法蘭安裝孔，所述側翼上設有相機穿過孔及分布于該相機穿過孔周圍的多個相機安裝孔，所述接口板本體的頂部設有多個棱鏡座埋件安裝孔。
[0008]各相機安裝孔內均設有襯套埋件，所述襯套埋件的截面為中間通透的“工”字型。
[0009]兩個所述側翼與所述轉臺連接座之間均通過斜面過渡連接，所述側翼與斜面上均設有多個減重孔。兩個所述側翼向內側傾斜。各側翼的兩側均設有與所述轉臺連接座連接的斜拉筋。
[0010]所述接口板本體采用碳纖維鋪層模壓而成，并且所述接口板本體的外表面采用碳布包邊。
[0011 ] 所述中間法蘭埋件的兩端分別為接口板本體連接端和轉臺連接端，其中接口板本體連接端上沿周向設有多個分別與所述法蘭安裝孔相對應的接口板連接通孔，所述轉臺連接端插設于所述轉臺連接座上的法蘭穿過孔內，所述轉臺連接端的端面上沿周向設有多個轉臺安裝孔，所述轉臺連接端上還對稱設有用于連接火工品的兩個螺紋孔。
[0012]所述轉臺連接端為階梯軸，所述轉臺連接座上的法蘭穿過孔為與所述階梯軸配合的階梯孔，所述轉臺連接端與所述轉臺連接座上的法蘭穿過孔通過粘接方式連接。
[0013]所述棱鏡座埋件為方形結構，該方形結構的一側為與所述接口板本體接觸的平面，另一側四角設有凸起，各凸起上均設有棱鏡安裝孔。
[0014]本發(fā)明的優(yōu)點及有益效果是:
[0015]1.本發(fā)明的幾何構型一方面可以適應于全景相機和轉臺之間的安全可靠銜接，節(jié)省空間、結構緊湊。另一方面整體結構的抗力學和抗熱學性能優(yōu)良，能夠有效減少對全景相機空間有效載荷的振動加速度和熱量的傳遞。
[0016]2.本發(fā)明采用碳纖維鋪層優(yōu)化工藝一體模壓成型而成，質量輕且剛度性能好。通過螺栓連接將中間法蘭埋件緊緊地安裝在纖維主結構上，顯著提升整個結構的連接強度和整體剛性。
[0017]3.本發(fā)明設計有專用棱鏡安裝座，用于整個設備對自身作業(yè)狀態(tài)的標定和校正，中間法蘭埋件上設計有固定用螺紋孔，用于相機板和全景相機結構組件整體與轉臺之間進行鎖緊和固定。
[0018]4.本發(fā)明主要用于空間探測器上的全景相機和可自由運動的轉臺相銜接，起到結構過渡和發(fā)射承載的功能，從而實現(xiàn)對星球表面或深空進行多角度和全方位觀察的功能。
【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明的爆炸視圖；
[0020]圖2為本發(fā)明等軸測視圖；
[0021]圖3為本發(fā)明的主視圖；
[0022]圖4為本發(fā)明的側視圖；
[0023]圖5為本發(fā)明的后視圖；
[0024]圖6為本發(fā)明中接口板本體的結構示意圖；
[0025]圖7為本發(fā)明中中間法蘭埋件的結構示意圖；
[0026]圖8為本發(fā)明中棱鏡座埋件的結構示意圖。
[0027]其中:1為接口板本體，101為相機安裝孔，102為側翼，103為減重孔，104為相機穿過孔，105為斜拉筋，106斜面，107為轉臺連接座，108為法蘭穿過孔，109為法蘭安裝孔，2為中間法蘭埋件，201為接口板連接通孔，202為接口板本體連接端，203為轉臺連接端，204為轉臺安裝孔，205為螺紋孔，3為兩側襯套埋件，4為棱鏡座埋件，401為凸起，402為棱鏡安裝孔，5為連接螺釘。
【具體實施方式】
[0028]下面結合附圖對本發(fā)明作進一步詳述。
[0029]如圖1?5所示，本發(fā)明提供的一種用于空間探測器上全景相機和轉臺相連接的接口板結構，包括接口板本體1、中間法蘭埋件2及棱鏡座埋件4，其中接口板本體1的中間部分設有中間法蘭埋件2，所述中間法蘭埋件2用于與轉臺相連接，所述接口板本體1的頂部設有棱鏡座埋件4，所述棱鏡座埋件4用于與棱鏡相連接，所述接口板本體1的兩側可分別安裝一個全景相機。
[0030]如圖6所示，所述接口板本體1包括轉臺連接座106及兩個側翼102，其中兩個側翼102對稱設置于轉臺連接座106的兩側，所述轉臺連接座106上設有法蘭穿過孔108及分布于該法蘭穿過孔108周圍的多個法蘭安裝孔109。所述側翼102上設有相機穿過孔104及分布于該相機穿過孔104周圍的多個相機安裝孔101。所述相機穿過孔104防止相機鏡頭與接口板本體1發(fā)生干涉，各相機安裝孔101內均設有襯套埋件3，所述襯套埋件3的截面為中間通透的“工”字型，該種“工”字型的埋件設計可以有效隔離全景相機和相機接口板之間的熱量傳遞，并且起到全景相機對下級組件絕緣的作用。所述接口板本體1的頂部設有多個棱鏡座埋件安裝孔。
[0031]進一步地，兩個所述側翼102與所述轉臺連接座107之間均通過斜面106過渡連接，所述側翼102與斜面106上均設有多個減重孔103，減重孔103為不規(guī)則形狀的孔洞，用于在減輕結構質量的同時又能有效提高整體的動態(tài)性能。所述接口板本體1上所開設的減重孔103的形狀、位置和大小均是通過不同發(fā)射工況下的多目標結構優(yōu)化技術得到的，從而獲得了既滿足安裝和使用要求又具有優(yōu)良動力學性能的相機板結構。兩個所述側翼102向內側傾斜，即向轉臺方向傾斜，以適應全景相機工作時的內扣角度要求。各側翼102的兩側均設有與所述轉臺連接座107連接的斜拉筋105，所述斜拉筋105以增強整個板件的抗彎強度。
[0032]所述接口板本體1采用碳纖維鋪層模壓而成的階梯狀薄板件，并且所述接口板本體1的外表面采用碳布包邊，一方面增強整體剛度，另一方面增強了后續(xù)機械加工的工藝性又兼具美觀的效果。
[0033]所述接口板本體1按照多目標多約束的優(yōu)化技術，包括拓撲優(yōu)化、形狀優(yōu)化和尺寸優(yōu)化，建立克里金插值的近似模型，采用近似響應面的方法得到的整個結構的最終結構樣式。它可以顯著提升整個相機板的整體剛性和抗振性能。
[0034]如圖7所示，所述中間法蘭埋件2的兩端分