一种用于机载激光扩束系统的轻小型反射镜组件技术方案

本发明专利技术涉及一种用于机载激光扩束系统的轻小型反射镜组件，属于航空航天遥感技术领域。本发明专利技术轻小型反射镜、三个柔性支撑结构和反射镜背板；其中反射镜正面镀反射膜，背面分别设有三个轻量化切角和三个柔性支撑安装孔；柔性支撑结构由粘接环、中心轴、U形梁和底部连接座组成；反射镜背板由一层薄面板和多个交错均匀分布的加强筋构成；柔性支撑一端通过粘接环固定在反射镜安装孔中，另一端通过底部连接座的螺纹孔与反射镜背板连接。本发明专利技术能够将外界环境的扰动由反射镜背板经过柔性支撑的衰减再传递到镜面，改善了工作环境下反射镜的面形精度。形精度。形精度。

【技术实现步骤摘要】
一种用于机载激光扩束系统的轻小型反射镜组件


[0001]本专利技术涉及航空航天遥感
，具体涉及一种用于机载激光扩束系统的轻小型反射镜组件。

技术介绍

[0002]激光通信设备以激光光束为载体实现信息传输，激光扩束系统能够减少光传输信道的发散损耗。主反射镜组件作为激光扩束系统的重要组成部分，它的面形精度和结构性能稳定性直接影响系统的通信指标和性能。机载通信设备在整个生命周期中，会经历地面装调、运输和工作阶段，因此会受到重力、温度和振动等扰动的影响；同时，机载平台的设备需要做到轻小型化。
[0003]反射镜组件主要由反射镜、柔性支撑和反射镜背板组成。其中反射镜和反射镜背板占据组件的大部分质量，具备较大的轻量化空间。反射镜基体常见轻量化形式为去除背部材料形成稳定的轻量化孔，保证轻量化的同时具有一定的刚度。反射镜背板主要为反射镜及其柔性支撑提供支撑，并为其它零部件提供安装接口，同样需要具有足够的刚度。
[0004]由于外界环境的扰动，如重力、温度和振动条件变化时，零部件的变形位移会通过反射镜背板及支撑结构传递到反射镜，进而影响反射镜的面形精度，导致系统性能衰减。因此需要合理设计支撑结构的柔性，使其能够隔离外界变形对反射镜的影响。此外，通过合理选取反射镜及其支撑结构的材料，在温度变化时能够保证结构的膨胀变化基本一致，改善温度对反射镜面形的影响。
[0005]通常用于激光通信设备的光学元件为透射式，不仅只适合单一波长的激光扩束，而且在相同性能指标下设备的体积和质量更大，很难满足机载平台的要求。另一方面，反射式扩束系统能够适应多个波长的光束，并且将体积和质量做的更小。但是如何设计结构使其能够适应机载平台恶劣的工作环境，在有限的体积和质量的同时具有良好的性能稳定性是一个具有挑战的难题。

技术实现思路

[0006]为了适应机载平台恶劣的力学热学工作环境和重量限制，反射镜难以保证面形精度稳定，影响系统性能指标的技术问题，本专利技术提供了一种用于机载扩束系统的轻小型反射镜组件。
[0007]本专利技术的技术方案具体如下：一种用于机载激光扩束系统的轻小型反射镜组件，包括轻小型反射镜1、与反射镜粘接的三个柔性支撑结构2，以及通过销钉定位和螺纹连接的反射镜背板3；所述轻小型反射镜1正面镀有高反射率的银膜11，背部设有三个均匀分布的轻量化切角12和三个均匀分布的安装孔13；所述柔性支撑结构2包括粘接环21、中心轴22、U形梁23和三个均匀分布的底部连接座24；所述粘接环21和反射镜的安装孔13相互配合，通过胶粘连接；所述底部连接座24上
分布螺纹孔241，分别实现与反射镜背板3的定位和连接；所述粘接环21和中心轴22的中心轴线重合；三个底部连接座24所环绕的轴线与整个柔性支撑结构2的中心轴线相重合；所述反射镜背板3包括一层薄面板31、多个交错均匀分布的加强筋32以及三个均匀分布的柔性支撑结构的安装座33；所述安装座33上设有与柔性支撑结构底部连接座24的螺纹孔241相对应的光孔331，螺纹孔241用于与穿过对应光孔331的螺钉相连接。
[0008]进一步地，所述轻小型反射镜1由微晶材料加工而成，正面镀银膜11，且反射率不小于95%。
[0009]进一步地，所述轻小型反射镜1背部的三个轻量化切角12呈120
°
间隔的均匀分布，且与中心轴线的距离范围为0.4R0~0.6R0，其中R0为轻小型反射镜1的半径。
[0010]进一步地，所述轻小型反射镜1背部的三个安装孔13呈120
°
间隔的均匀分布，且与中心轴线的距离范围为0.6R0~0.7R0，其中R0为轻小型反射镜1的半径。
[0011]进一步地，所述柔性支撑结构2的粘接环21、中心轴22、U形梁23和底部连接座24为一体成型加工而成。
[0012]进一步地，所述柔性支撑结构2通过粘接环21安装在轻小型反射镜1的安装孔13中，粘接面积范围为300mm2~400mm2，并通过螺纹孔241安装在反射镜背板3上。
[0013]进一步地，所述柔性支撑结构2的U形梁23，间距为0.5mm~1mm，厚度为0.5mm~1mm，宽度为3mm~5mm。
[0014]进一步地，所述柔性支撑结构2的底部连接座24上加工有1mm~2mm的环形槽。
[0015]进一步地，所述柔性支撑结构2采用殷钢材料加工而成。
[0016]进一步地，所述反射镜背板3采用殷钢材料加工而成。
[0017]本专利技术具有以下有益效果：1、本专利技术的反射镜及其支撑背板均进行了合理的轻量化。具体来说，反射镜边缘的三个切角在保证反射镜轻量化的同时，具有较好的结构刚度，并且显著降低了加工难度；柔性支撑结构最薄处仅1mm，单个质量均在几克量级；反射镜背板通过布置均匀分布的加强筋，形成近似三角形的轻量化孔，同样具有良好的轻量化和结构刚度。这些结构在保证组件结构刚度的同时避免了质量冗余。
[0018]2、本专利技术的轻量化形式简单，柔性环节易于实现，加工流程少，有效地提高了加工效率，减小加工成本。
[0019]3、本专利技术的柔性支撑结构由粘接环、中心轴、U形梁和底部连接座组成，U形梁和底部连接座上的环形槽为柔性支撑结构提供柔性，达到改善反射镜面形稳定性的作用，提高了反射镜组件适应性。具体来说，U形梁减小了支撑结构径向的转动刚度，从而提供结构的径向柔性和环境适应性，环形槽减小了支撑结构轴向的转动刚度，从而提供结构的轴向柔性和环境适应性。
附图说明
[0020]图1为本专利技术实施例中用于机载激光扩束系统的轻小型反射镜组件的结构示意图；图2为本专利技术实施例中轻小型反射镜的结构示意图；图3为本专利技术实施例中柔性支撑结构示意图；
图4为本专利技术实施例中反射镜背板的结构示意图。
[0021]附图标记说明：1
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轻小型反射镜、11
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银膜、12
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轻量化切角、13
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安装孔、2
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柔性支撑结构、21
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粘接环、22
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中心轴、23
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U形梁、24
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底部连接座、241
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螺纹孔、3
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反射镜背板、31
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薄面板、32
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加强筋、33
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安装座、331
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光孔。
具体实施方式
[0022]下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步详细说明。
[0023]如图1~4所示，一种用于机载扩束系统的轻小型反射镜组件，包括：轻小型反射镜1、柔性支撑结构2、反射镜背板3。其中，所述轻小型反射镜1正面镀有高反射率的银膜11，背部设有三个均匀分布的轻量化切角12和三个均匀分布的安装孔13。所述柔性支撑结构2包括粘接环21、中心轴22、U形梁23和三个均匀分布的底部连接座24。所述粘接环21和轻小型反射镜1的安装孔13对应相互配合，通过胶粘连接；所述底部本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于机载激光扩束系统的轻小型反射镜组件，其特征在于，包括轻小型反射镜（1）、与反射镜粘接的三个柔性支撑结构（2），以及通过销钉定位和螺纹连接的反射镜背板（3）；所述轻小型反射镜（1）正面镀有高反射率的银膜（11），背部设有三个均匀分布的轻量化切角（12）和三个均匀分布的安装孔（13）；所述柔性支撑结构（2）包括粘接环（21）、中心轴（22）、U形梁（23）和三个均匀分布的底部连接座（24）；所述粘接环（21）和反射镜的安装孔（13）相互配合，通过胶粘连接；所述底部连接座（24）上分布螺纹孔（241），分别实现与反射镜背板（3）的定位和连接；所述粘接环（21）和中心轴（22）的中心轴线重合；三个底部连接座（24）所环绕的轴线与整个柔性支撑结构（2）的中心轴线相重合；所述反射镜背板（3）包括一层薄面板（31）、多个交错均匀分布的加强筋（32）以及三个均匀分布的柔性支撑结构的安装座（33）；所述安装座（33）上设有与柔性支撑结构底部连接座（24）的螺纹孔（241）相对应的光孔（331），螺纹孔（241）用于与穿过对应光孔（331）的螺钉相连接。2.根据权利要求1所述的一种用于机载激光扩束系统的轻小型反射镜组件，其特征在于，所述轻小型反射镜（1）由微晶材料加工而成，正面镀银膜（11），且反射率不小于95%。3.根据权利要求1所述的一种用于机载激光扩束系统的轻小型反射镜组件，其特征在于，所述轻小型反射镜（1）背部的三个轻量化切角（12）呈120
°
间隔的均匀分布，且与中心轴线的距离范围为0.4R0~0.6R0...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵梦旗，邢振冲，王伟，胡子康，王碧瑶，李少波，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第五十四研究所，
类型：发明
国别省市：