一种分步式可展开异形遮光罩

本发明涉及可展开遮光罩，具体涉及一种分步式可展开异形遮光罩。

背景技术：

1、随着空间碎片探测需求的提升，空间光学相机的口径与视场角逐渐增加，而这会导致空间光学相机在轨工作时受到太阳光与地气光的杂散光影响，因此与光学载荷相适配的遮光罩在形状和尺寸上均需进行针对性设计。通常，该类遮光罩呈异形构型，其特殊形状导致的大包络体积在发射阶段，与运载火箭整流罩的空间限制之间具有明显矛盾，因此将可折展思想应用于遮光罩部件是解决该问题的新思路。

2、近年来，不少研究人员提出了一些可展开的异形遮光罩方案，主要包括刚性骨架、弹性材料以及充气复合材料等新材料结合柔性复合材料的遮光罩方案，但这些方案具有展开后精度低、结构刚度低的局限性，在轨工程应用存在缺陷。而目前针对光学载荷中需要具备较高刚度的刚性遮光罩，已知的方案包括丝杠驱动圆筒式展开、单块遮光板展开等形式，但这类遮光罩大多仅限应用于较小尺寸的空间光学系统。目前，对于异形、大尺寸的刚性遮光罩，尚缺乏既能在发射阶段有效收拢、又能在轨可靠展开的成熟方案。

技术实现思路

1、本发明的目的是解决异形、大尺寸的刚性遮光罩，缺乏既能在发射阶段有效收拢、又能在轨可靠展开的技术问题，而提供一种分步式可展开异形遮光罩。

2、为实现上述目的，本发明所提供的技术解决方案为：

3、一种分步式可展开异形遮光罩，其特殊之处在于，包括地气遮光罩、太阳遮光罩、支撑架以及多组记忆合金解锁装置；

4、所述太阳遮光罩包括矩形的主背板、垂直连接在主背板一侧的第一侧板以及垂直同向连接在主背板另一侧的第二侧板；所述第一侧板包括垂直连接在主背板一侧的第一连接板以及与第一连接板铰接的第二连接板，第一连接板与第二连接板的铰接轴平行于主背板的侧边，使第二连接板实现向外侧的180°折叠；

5、所述支撑架包括支撑架主板和支撑架侧板；支撑架主板安装在地气遮光罩的顶部，其上对应地气遮光罩通光孔的位置无遮挡；主背板的下端与支撑架主板的一端端部铰接，且主背板下端的长度大于支撑架主板一端的长度，使第一侧板和第二侧板分别位于支撑架主板的两侧，实现整个太阳遮光罩向下的90°折叠；

6、所述支撑架侧板一端向下垂直连接在支撑架主板的一侧，且支撑架侧板沿长度方向延伸出支撑架主板；支撑架侧板另一端与地气遮光罩的侧壁连接；

7、所述太阳遮光罩处于折叠收拢状态时，第一连接板与支撑架侧板之间通过一个记忆合金解锁装置实现锁紧，主背板与支撑架主板之间通过一个记忆合金解锁装置实现锁紧，第二连接板与主背板之间，或者与第一连接板之间通过一个记忆合金解锁装置实现锁紧。

8、进一步地，所述地气遮光罩包括地气遮光罩筒和多级中心挡光环；

9、所述地气遮光筒包括柱形底筒和同轴连接在柱形底筒上方的开放式遮光筒，开放式遮光筒的侧壁上开设有周向圆心角小于180°的缺口；

10、所述中心挡光环为带缺口的环形结构，多级中心挡光环沿轴向间隔分布，且同轴连接在地气遮光罩筒的内侧壁上；

11、各中心挡光环的缺口两端与开放式遮光筒的缺口两端分别平齐设置，定义各中心挡光环与开放式遮光筒的缺口两端整体形成的面为两个斜切面，两个斜切面由上至下向外侧倾斜；

12、两个所述斜切面的倾斜角度匹配光学系统地气杂散光规避角设置；两个斜切面上均设置有侧挡光片，侧挡光片用于封闭多级中心挡光环，并避免不期望的杂散光进入视场内部；

13、所述支撑架主板设置于地气遮光罩筒的顶部，支撑架侧板的另一端与地气遮光罩筒的外侧壁连接。

14、进一步地，所述第一连接板和第二连接板通过180°展开铰链铰接；

15、所述主背板的下端与支撑架主板远离斜切面的一端端部之间通过两个90°展开铰链铰接。

16、进一步地，所述主背板、第一侧板以及第二侧板均为框架形式；

17、所述主背板、第一侧板以及第二侧板均采用碳纤维复合材料制成，其表面包覆有高吸收率纳米消光黑膜多层。

18、进一步地，所述支撑架侧板通过三组支撑架侧筋与地气遮光筒的外侧壁连接。

19、进一步地，所述支撑架主板外侧壁上对应两个90°展开铰链的位置与地气遮光筒的外侧壁之间分别设置有支撑架后筋。

20、进一步地，所述记忆合金解锁装置为记忆合金涨断套。

21、进一步地，所述90°展开铰链为销轴锁定式铰链，或死点锁定式铰链；

22、所述180°展开铰链为销轴锁定式铰链，或死点锁定式铰链。

23、进一步地，所述90°展开铰链和180°展开铰链上分别设置有缓释控制装置。

24、进一步地，所述第一连接板内侧表面、主背板内侧表面以及第二连接板的外侧表面分别设置有中空的柱形凸台；

25、一个记忆合金解锁装置由第一连接板外侧穿过对应柱形凸台实现第一连接板与支撑架侧板之间的锁紧；另一个记忆合金解锁装置由主背板外侧穿过对应柱形凸台实现主背板与支撑架主板之间的锁紧；剩余一个记忆合金解锁装置由第二连接板内侧穿过对应柱形凸台实现第二连接板与第一连接板之间的锁紧。

26、与现有技术相比，本发明具有的有益技术效果如下：

27、1、本发明提供的一种分步式可展开异形遮光罩，创新性地对太阳遮光罩和支撑架进行了特殊结构设计，采用多点分步锁紧与解锁策略，使太阳遮光罩的主背板通过两组记忆合金解锁装置和90°展开铰链实现锁紧与展开，太阳遮光罩的第一侧板和/或第二侧板通过一组记忆合金解锁装置和180°展开铰链实现锁紧与展开；本发明的分步式可展开异形遮光罩在实现高遮光的同时，既能实现太阳遮光罩侧边的180°折叠，又能实现太阳遮光罩整体向下的90°折叠，大大减小了异形遮光罩的包络体积；同时，通过太阳遮光罩和支撑架的结构配合，保证了遮光罩的整体刚度，该设计思路可广泛应用于各种可展开异形遮光罩，也可为其他研究领域的可展结构方案提供参考，例如卫星太阳翼等。

28、2、本发明提供的一种分步式可展开异形遮光罩中，太阳遮光罩的不同锁紧点独立控制，既保证了发射段的整体刚度，又实现了异形遮光罩在轨的有序分步展开，避免了同步展开可能带来的空间干涉和冲击问题。

29、3、本发明提供的一种分步式可展开异形遮光罩，地气遮光罩采用斜切式构型，通过多级中心挡光环抑制视场内杂散光，通过侧挡光片封闭多级中心挡光环，并有效避免了不期望的杂散光进入视场内部。

1.一种分步式可展开异形遮光罩，其特征在于：

2.根据权利要求1所述一种分步式可展开异形遮光罩，其特征在于：

3.根据权利要求2所述一种分步式可展开异形遮光罩，其特征在于：

4.根据权利要求3所述一种分步式可展开异形遮光罩，其特征在于：

5.根据权利要求4所述一种分步式可展开异形遮光罩，其特征在于：

6.根据权利要求5所述一种分步式可展开异形遮光罩，其特征在于：

7.根据权利要求6所述一种分步式可展开异形遮光罩，其特征在于：

8.根据权利要求7所述一种分步式可展开异形遮光罩，其特征在于：

9.根据权利要求8所述一种分步式可展开异形遮光罩，其特征在于：

10.根据权利要求9所述一种分步式可展开异形遮光罩，其特征在于：