可实现高精度支撑与多自由度调整的离轴反射镜机构制造技术

本发明专利技术提供一种可实现高精度支撑与多自由度调整的离轴反射镜机构，解决对大相对孔径反射镜的支撑，存在稳定性差及反射镜自由度调整较为单一的问题。该机构包括离轴反射镜、镜座、调整板及支撑座；镜座包括座体、设在座体前端面的凹槽和多个用于将离轴反射镜压紧在凹槽内的压紧板、设在凹槽内的多个粘接柱和多个支撑柱；每个粘接柱顶端设有胶粘剂；调整板通过多个第一调整单元与座体后端面连接；第一调整单元包括用于调整调整板和座体距离的顶紧螺钉组件、用于固定调整板和座体的锁紧拉紧螺钉组件；支撑座为套装在座体和调整板外侧的中空架体结构；支撑座通过第二调整单元与调整板侧面连接，第二调整单元用于调整调整板在上下和左右方向的平移。

【技术实现步骤摘要】
可实现高精度支撑与多自由度调整的离轴反射镜机构
本专利技术涉及一种离轴反射镜机构，具体涉及一种可实现高精度支撑与多自由度调整的离轴反射镜机构。
技术介绍
高光谱成像仪光学系统一般由前置成像物镜、准直物镜、分光系统、成像物镜和探测器构成。前置成像物镜把地面目标物成像到分光系统的入射狭缝上，经过分光系统的分光，把一维的光谱信息分开，经过成像物镜，把各个波段的狭缝像成像到探测器上，获得目标物体空间信息和光谱信息。前置成像物镜在系统中承担着把地面目标成像到准直-分光-成像系统物面上的作用。前置成像物镜是高光谱成像仪实现超宽视场的关键元件，其结构型式可分为以下三类：折射式、折反式和反射式。前两种结构型式由于含有透射材料，不适用于宽波段系统，优先考虑反射式结构，反射式结构系统不产生色差、热抗性好、宜于轻量化，且可通过利用非球面或自由曲面来校正像差，使系统结构简单，像质优良。两反射镜、三反射镜以及多反射镜系统均可实现超宽视场设计。由于光学系统要求视场很大，一般的两反射镜光学系统轴外点成像质量较差。而近年来兴起的自由曲面光学元件，可为两反射镜光学系统带来更多的设计自由度，有效提高系统成像质量。前置成像物镜的发展与光谱成像技术的发展息息相关，高光谱成像仪为了获得更多的能量，从而提高其光谱分辨率和空间分辨率，要求不断提高其相对孔径。与此同时，为了使系统的像差小和结构紧凑，更多地进行研究和开发基于Offner中继系统的高光谱成像仪。Offner高光谱成像系统具有对称性、结构紧凑、像质好、畸变低等优点。狭缝的宽度决定着系统的光谱分辨率；狭缝越窄，系统的光谱分辨率越高，但此时进入狭缝的能量减弱，要求必须提高探测器响应灵敏度，这将使探测器的成本上升。在这种情况下，增大系统的数值孔径是提高系统能量收集能力、降低探测器成本的有效办法，设计人员期望提高Offner型光谱成像仪的数值孔径。但是仅提高超光谱成像系统的数值孔径并不能完全解决问题，还必须提高与之相匹配的前置成像物镜的数值孔径，才能达到真正目的。发展大相对孔径的前置成像物镜已成为狭缝型超光谱成像仪发展的必要条件，对其深入研究具有重要意义。目前前置成像物镜中反射镜的支撑主要采用单一的背部或径向固定支撑，或者设计复杂的柔节结构实现转接固定支撑，但对于大相对孔径反射镜的支撑，其稳定性差，以及反射镜的自由度调整较为单一。
技术实现思路
为了解决现有对于大相对孔径反射镜的支撑，存在稳定性差以及反射镜自由度调整较为单一的技术问题，本专利技术提供了一种可实现高精度支撑与多自由度调整的离轴反射镜机构。为实现上述目的，本专利技术提供的技术方案是：一种可实现高精度支撑与多自由度调整的离轴反射镜机构，其特殊之处在于：包括离轴反射镜、镜座、调整板及支撑座；所述镜座包括座体、设置在座体前端面与离轴反射镜底部形状相适配的凹槽和设置在凹槽外周的多个压紧板、设置在凹槽内底面的多个粘接柱和多个支撑柱；每个粘接柱的顶端设有胶粘剂，粘接柱和胶粘剂的总高度等于支撑柱的高度；每个压紧板的一端与座体连接，另一端用于将离轴反射镜压紧固定在所述凹槽内，且离轴反射镜的侧面与凹槽槽壁之间存在间隙；所述调整板通过多个第一调整单元与座体的后端面连接；每个所述第一调整单元包括顶紧螺钉组件和锁紧拉紧螺钉组件；顶紧螺钉组件设置在调整板上且前端抵靠在座体的后端面，用于调整调整板和座体的距离；锁紧拉紧螺钉组件包括穿过调整板上通孔的锁紧拉紧螺钉，锁紧拉紧螺钉的前端与座体的后端面螺纹连接，用于调整板和座体的固定；所述支撑座为套装在座体和调整板外侧的中空架体结构，支撑座的下端左右两侧均设置连接耳座；所述支撑座通过第二调整单元与调整板侧面连接；所述第二调整单元设置在支撑座上，用于调整调整板在上下方向和左右方向的平移。进一步地，所述顶紧螺钉组件包括从前至后依次设置的外压簧、压板、带球窝的移动柱、调整支架及顶紧螺钉；所述座体的后端面设有外簧座，外簧座为环形槽；所述调整板上开设有台阶通孔，包括由前至后且直径依次减小的第一通孔和第二通孔；所述压板设置在第一通孔内，压板的前端面设置有伸入外簧座的环形外簧支架，后端面设有调整球头；所述外压簧设置在环形槽内，且前端通过环形槽底面限位，后端套装在环形外簧支架；所述带球窝的移动柱设置在第二通孔内，且前端的球窝设置在调整球头上；所述调整支架固定在调整板的后端面，调整支架上设有螺纹孔，所述顶紧螺钉穿过螺纹孔后抵靠在移动柱后端面。进一步地，所述顶紧螺钉组件还包括同轴设置在外压簧内的内压簧；所述座体后端面设有内簧座，内簧座为柱形槽；所述压板的前端面设有伸入内簧座的内簧柱；所述内压簧设置在柱形槽内，且前端通过柱形槽底面限位，后端套装在内簧柱上。进一步地，所述座体的后端面设有多个连接台，连接台的数量与顶紧螺钉组件的数量相等且位置一一对应；所述内簧座和外簧座均设置在连接台的后端面上。进一步地，所述调整板为矩形结构；所述第一调整单元为4个，4个第一调整单元呈矩形布置在调整板的四个角上。进一步地，所述支撑座为矩形中空架体结构，包括首尾依次连接的左支撑板、下支撑板、右支撑板和上支撑板；所述第二调整单元包括左右调整组件和上下调整组件；所述左右调整组件包括对称设置的左调节螺钉和右调节螺钉，左调节螺钉设置在左支撑板上，且内端面抵靠在调整板的左端面；右调节螺钉设置在右支撑板上，且内端面抵靠在调整板的右端面；所述上下调整组件包括对称设置的上调节螺钉和下调节螺钉，上调节螺钉设置在上支撑板上，且内端面抵靠在调整板的上端面；下调节螺钉设置在下支撑板上，且内端面抵靠在调整板的下端面。进一步地，所述调整板左端面与左调节螺钉相配合的位置、调整板右端面与右调节螺钉相配合的位置、调整板上端面与上调节螺钉相配合的位置、调整板下端面与下调节螺钉相配合的位置均设有定位槽。进一步地，所述锁紧拉紧螺钉组件还包括设置在锁紧拉紧螺钉上的球面垫圈；离轴反射镜侧面与凹槽的间隙范围为0.06-0.15mm，所述间隙内填充有粘接剂。进一步地，所述连接台的侧面设有用于减小应力的开口槽。进一步地，所述座体的凹槽槽底开设有中心通孔；所述调整板中部设有六边形减重孔；所述粘接柱为均布于中心通孔外周的4个，粘接柱顶端胶粘剂的直径为20mm，厚度为0.5mm；所述支撑柱的数量为4个，且位于粘接柱的外侧。与现有技术相比，本专利技术的优点是：1、本专利技术离轴反射镜机构将离轴反射镜安装在座体的凹槽中，在凹槽底面设的粘接柱和支撑柱形成离轴反射镜底面定位基准，可通过研磨粘接柱和支撑柱，保证离轴反射镜较好的安装平面精度，并通过压紧板将离轴反射镜压紧固定在凹槽内，保证离轴反射镜可靠的支撑在座体内；第一调整单元和第二调整单元能够实现离轴反射镜多自由度高精度旋转和平移装调，有效保证物镜的像质优良，能够适用于中型反射镜的装夹固定和自由度调整，达到较高的调整精本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可实现高精度支撑与多自由度调整的离轴反射镜机构，其特征在于：包括离轴反射镜(7)、镜座、调整板(2)及支撑座(3)；/n所述镜座包括座体(1)、设置在座体(1)前端面与离轴反射镜(7)底部形状相适配的凹槽(11)和设置在凹槽(11)外周的多个压紧板(12)、设置在凹槽(11)内底面的多个粘接柱(14)和多个支撑柱(15)；每个粘接柱(14)的顶端设有胶粘剂，粘接柱(14)和胶粘剂的总高度等于支撑柱(15)的高度；每个压紧板(12)的一端与座体(1)连接，另一端用于将离轴反射镜(7)压紧固定在所述凹槽(11)内，且离轴反射镜(7)的侧面与凹槽(11)槽壁之间存在间隙；/n所述调整板(2)通过多个第一调整单元与座体(1)的后端面连接；每个所述第一调整单元包括顶紧螺钉组件(5)和锁紧拉紧螺钉组件(6)；顶紧螺钉组件(5)设置在调整板(2)上且前端抵靠在座体(1)的后端面，用于调整调整板(2)和座体(1)的距离；锁紧拉紧螺钉组件(6)包括穿过调整板(2)上通孔的锁紧拉紧螺钉(61)，锁紧拉紧螺钉(61)的前端与座体(1)的后端面螺纹连接，用于固定调整板(2)和座体(1)；/n所述支撑座(3)为套装在座体(1)和调整板(2)外侧的中空架体结构，支撑座(3)的下端左右两侧均设置连接耳座(35)；/n所述支撑座(3)通过第二调整单元与调整板(2)侧面连接；所述第二调整单元设置在支撑座(3)上，用于调整调整板(2)在上下方向和左右方向的平移。/n...

【技术特征摘要】
1.一种可实现高精度支撑与多自由度调整的离轴反射镜机构，其特征在于：包括离轴反射镜(7)、镜座、调整板(2)及支撑座(3)；
所述镜座包括座体(1)、设置在座体(1)前端面与离轴反射镜(7)底部形状相适配的凹槽(11)和设置在凹槽(11)外周的多个压紧板(12)、设置在凹槽(11)内底面的多个粘接柱(14)和多个支撑柱(15)；每个粘接柱(14)的顶端设有胶粘剂，粘接柱(14)和胶粘剂的总高度等于支撑柱(15)的高度；每个压紧板(12)的一端与座体(1)连接，另一端用于将离轴反射镜(7)压紧固定在所述凹槽(11)内，且离轴反射镜(7)的侧面与凹槽(11)槽壁之间存在间隙；
所述调整板(2)通过多个第一调整单元与座体(1)的后端面连接；每个所述第一调整单元包括顶紧螺钉组件(5)和锁紧拉紧螺钉组件(6)；顶紧螺钉组件(5)设置在调整板(2)上且前端抵靠在座体(1)的后端面，用于调整调整板(2)和座体(1)的距离；锁紧拉紧螺钉组件(6)包括穿过调整板(2)上通孔的锁紧拉紧螺钉(61)，锁紧拉紧螺钉(61)的前端与座体(1)的后端面螺纹连接，用于固定调整板(2)和座体(1)；
所述支撑座(3)为套装在座体(1)和调整板(2)外侧的中空架体结构，支撑座(3)的下端左右两侧均设置连接耳座(35)；
所述支撑座(3)通过第二调整单元与调整板(2)侧面连接；所述第二调整单元设置在支撑座(3)上，用于调整调整板(2)在上下方向和左右方向的平移。


2.根据权利要求1所述可实现高精度支撑与多自由度调整的离轴反射镜机构，其特征在于：所述顶紧螺钉组件(5)包括从前至后依次设置的外压簧(51)、压板(52)、带球窝的移动柱(53)、调整支架(54)及顶紧螺钉(55)；
所述座体(1)的后端面设有外簧座(18)，外簧座(18)为环形槽；
所述调整板(2)上开设有台阶通孔，包括由前至后且直径依次减小的第一通孔(22)和第二通孔(23)；
所述压板(52)设置在第一通孔(22)内，压板(52)的前端面设置有伸入外簧座(18)的环形外簧支架(521)，后端面设有调整球头(522)；
所述外压簧(51)设置在环形槽内，且前端通过环形槽底面限位，后端套装在环形外簧支架(521)；
所述带球窝的移动柱(53)设置在第二通孔(23)内，且前端的球窝设置在调整球头(522)上；
所述调整支架(54)固定在调整板(2)的后端面，调整支架(54)上设有螺纹孔，所述顶紧螺钉(55)穿过螺纹孔后抵靠在带球窝的移动柱(53)后端面。


3.根据权利要求2所述可实现高精度支撑与多自由度调整的离轴反射镜机构，其特征在于：所述顶紧螺钉组件(5)还包括同轴设置在外压簧(51)内的内压簧(56)；
所述座体(1)后端面设有内簧座(19)，内簧座(19)为柱形槽；
所述压板(52)的前端面设有伸入内簧座(19)的内簧柱(523)；
所述内压簧(56)设置在柱形槽内，且前端通过柱...

【专利技术属性】
技术研发人员：张兆会，韩亚娟，李立波，李思远，王春来，胡炳樑，
申请(专利权)人：中国科学院西安光学精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：陕西;61