一种大口径长条形反射镜无应力装配结构制造技术

本发明专利技术公开了一种大口径长条形反射镜无应力装配结构，包括长条形反射镜，锥套，支撑和基板。反射镜是一个具有离轴孔径的长条形结构，反射镜的镜面镀有高反射膜；锥套上底边连接支撑结构；支撑结构是一个具有柔性板簧的棱柱体；板簧转轴位置、分布角度和几何尺寸通过有限元优化分析确定；基板是一个下底中空的长方体箱体，基板上端面预留和柔性支撑连接的基面和接口，本发明专利技术的一种大口径长条形反射镜无应力装配结构，采用三点支撑方式固定反射镜，适用于大长宽比（超过4:1）的长条形反射镜。可调节镜面相对于基板的安装角度，便于相机整机装调。特别是要求反射镜长边沿着重力方向（X向）装调的情况下，可提高反射镜的稳定性，保证面形支撑精度。面形支撑精度。面形支撑精度。

【技术实现步骤摘要】
一种大口径长条形反射镜无应力装配结构


[0001]本专利技术涉及空间遥感装备
，尤其涉及一种大口径长条形反射镜无应力装配结构。

技术介绍

[0002]空间遥感在环境监测、资源调查、大气和海洋观测和天文观测以及军事等方面拥有广阔的应用前景。为了获取更加详细的信息，空间遥感和地面深空探测等光学工程项目都需要不断提高其分辨率，而增大系统的通光口径则是提高相机分辨率最有效的途径之一；碳化硅与传统玻璃等材料相比，在相同刚度下重量更轻和热稳定性更好，有利于反射镜光学面形的保持，因此具有很大优势，目前已经成为空间大型光学工程项目主反射镜的首选材料。随着反射镜口径逐渐增大，特别是离轴大长宽比矩形孔径的反射镜，如何保证其高精度面形支撑精度和热稳定性是一个亟待解决的难题。限制了碳化硅在空间光学系统中的应用；现有技术中，长条形反射镜的长宽比（δ）通常不会超过3:1（平面镜除外），装调时反射镜的短边通常沿着重力方向（X向）。当δ值大于4:1时，支撑之间的夹角β大于60
°
，反射镜沿着短边方向的支撑稳定性变差。特别地，当相机装调时如果要求反射镜长边沿着重力方向（X向），相机安装在卫星上随着火箭发射时，反射镜的加速度响应会特别大，严重的情况下可能导致失稳。
[0003]基于上述技术问题，本领域的技术人员急需研发一种能够适用于大口径长条形反射镜的无应力装配结构，采用三点支撑方式固定反射镜，适用于大长宽比（超过4:1）的长条形反射镜。特别是要求反射镜长边沿着重力方向（X向）装调的情况下，可提高反射镜的稳定性，保证面形支撑精度。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种能够适用于大口径长条形反射镜的无应力装配结构，采用三点支撑方式固定反射镜，适用于大长宽比（超过4:1）的长条形反射镜。特别是要求反射镜长边沿着重力方向（X向）装调的情况下，可提高反射镜的稳定性，保证面形支撑精度。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：本专利技术的一种大口径长条形反射镜无应力装配结构，该装配结构包括：反射镜，其具有镜面，所述镜面的四周形成有反射镜侧壁，所述反射镜侧壁端点处有形成有圆角，所述圆角的大小确定的方式依据预设的光学通光孔径确定；所述反射镜是一个具有离轴孔径的、且弯曲的长条形结构，且所述反射镜的镜面镀有高反射膜；所述反射镜与所述镜面相对的背部上形成有轻量化结构部：所述轻量化结构部形成有锥孔a、锥孔b和锥孔c；
所述轻量化结构部包括：第一加强筋、第一轻量化孔和翻边；所述锥孔a、所述锥孔b和所述锥孔c彼此之间通过所述第一加强筋、所述第一轻量化孔和所述翻边连接；其中，所述第一加强筋、所述第一轻量化孔和所述翻边的位置和尺寸通过有限元分析确定。
[0006]进一步的，该装配结构还包括锥套a，其具有粘接面，所述粘接面通过环氧胶与锥孔a粘接固定；所述锥套a的上端构造出法兰，所述法兰上有沿着圆周方向均布布置有第二轻量化孔以及第一连接孔，所述法兰的中心有第一通气孔，所述法兰的下端面为连接面；锥套b和锥套c，两者与所述锥套a的外形构造相同、且均为一个下底中空的圆台。
[0007]进一步的，所述锥套a、所述锥套b和所述锥套c的下方分别对应设置有支撑a、支撑b和支撑c；所述支撑a、支撑b和支撑c是具有柔性板簧的棱柱体；所述支撑a、支撑b和支撑c的外形结构相同。
[0008]进一步的，所述支撑a包括上端法兰，所述上端法兰中心有第二通气孔；所述第二通气孔周围均布设置有多个第二连接孔；所述上端法兰通过连杆a和Y轴板簧b串联连接连杆b；所述连杆b和X轴板簧a串联连接；所述X轴板簧a沿着Z轴负向连接V形连杆c；所述V形连杆c沿着Z轴负向分成两个支链，其中，X轴正向支链和Y轴板簧a串联，连杆d和X轴板簧b连接、且沿着Z轴负向依次和连杆e、连杆f串联连接。
[0009]进一步的，所述支撑a的下端面具有第一下端法兰，X轴负向支链和Y轴板簧c串联；所述连杆i和X轴板簧c连接、且沿着Z轴负向依次和连杆h、连杆g串联连接；所述支撑a的下端面具有第二下端法兰；所述第二下端法兰上分布有若干第三连接孔。
[0010]进一步的，所述锥孔a、所述锥孔b、所述锥孔c在所述轻量化结构部上呈三角形布置；所述锥孔c、所述锥孔a和所述锥孔b的位置、角度和相对于所述镜面的深度依据所述反射镜的自身刚度为主的力学指标和光学指标决定。
[0011]进一步的，所述X轴板簧a、所述X轴板簧b和所述X轴板簧c的转轴沿着X轴方向；其中，所述Y轴板簧a、所述Y轴板簧b和所述Y轴板簧c的转轴沿着Y轴方向；所述板簧转轴沿着X轴和Y轴的相对位置、分布角度和几何尺寸通过有限元优化分析确定。
[0012]进一步的，所述支撑b和支撑c的高度相同；所述支撑a和所述支撑b的高度不同；所述支撑a和所述支撑b的高度需要依据反射镜的轻量化形式和质心位置确定；支撑a和支撑b的高度差，即夹角β；所述支撑a、支撑b和支撑c在基板上呈三角形安装关系，该安装关系需要根据所述反射镜的力学指标和光学系统指标确定，即夹角α。
[0013]进一步的，所述基板是一个下底中空的长方体箱体；所述基板上端面预留与所述支撑a、所述支撑b和所述支撑c对应连接的支撑基面a、支撑基面b和支撑基面c；以及支撑连接孔a、支撑连接孔b、支撑连接孔c。
[0014]进一步的，所述基板预留有和相机框架连接的框架基面a、框架基面b和框架基面c；以及对应布置的框架连接孔a、框架连接孔b、框架连接孔c；所述基板内部构造成型有具有依据有限元分析结果确定的第二加强筋和第三轻量化孔。
[0015]在上述技术方案中，本专利技术提供的一种大口径长条形反射镜无应力装配结构，具有以下有益效果：本专利技术的一种大口径长条形反射镜无应力装配结构，采用三点支撑方式固定反射镜，适用于大长宽比（超过4:1）的长条形反射镜。特别是要求反射镜长边沿着重力方向（X向）装调的情况下，可提高反射镜的稳定性，保证面形支撑精度。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0017]图1为本专利技术实施例提供的一种大口径长条形反射镜无应力装配结构的剖面示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种大口径长条形反射镜无应力装配结构的锥套的装配示意图；图3为本专利技术实施例提供的一种大口径长条形反射镜无应力装配结构的支撑装配示意图；图4为本专利技术实施例提供的一种大口径长条形反射镜无应力装配结构的支撑装配示意图（侧视图）；图5为本专利技术实施例提供的一种大口径长条形反射镜无应力装配结构的反射镜镜面示意图；图6为本专利技术实施例提供的一种大口径长条形反射镜无应力装配结构的反射镜背部示意图；图7为本专利技术实施例提供的一种大口径长条形反射镜无应力装配结构的锥套剖面示意图；图8为本专利技术实施例提供的一种大口径长条形反射镜无应力装配结构的支撑示意图；图9为本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大口径长条形反射镜无应力装配结构，其特征在于，该装配结构包括：反射镜（1），其具有镜面（1
‑
11），所述镜面（1
‑
11）的四周形成有反射镜侧壁（1
‑
12），所述反射镜侧壁（1
‑
12）端点处有形成有圆角（1
‑
13），所述圆角（1
‑
13）的大小确定的方式依据预设的光学通光孔径确定；所述反射镜（1）是一个具有离轴孔径的、且弯曲的长条形结构，且所述反射镜（1）的镜面（1
‑
11）镀有高反射膜；所述反射镜（1）与所述镜面（1
‑
11）相对的背部上形成有轻量化结构部（100）：所述轻量化结构部（100）形成有锥孔a（1
‑
16）、锥孔b（1
‑
18）和锥孔c（1
‑
14）；所述轻量化结构部（100）包括：第一加强筋（1
‑
20）、第一轻量化孔（1
‑
21）和翻边（1
‑
22）；所述锥孔a（1
‑
16）、所述锥孔b（1
‑
18）和所述锥孔c（1
‑
14）彼此之间通过所述第一加强筋（1
‑
20）、所述第一轻量化孔（1
‑
21）和所述翻边（1
‑
22）连接；其中，所述第一加强筋（1
‑
20）、所述第一轻量化孔（1
‑
21）和所述翻边（1
‑
22）的位置和尺寸通过有限元分析确定。2.根据权利要求1所述的一种大口径长条形反射镜无应力装配结构，其特征在于，该装配结构还包括锥套a（2），其具有粘接面（2
‑
11），所述粘接面（2
‑
11）通过环氧胶与锥孔a（1
‑
16）粘接固定；所述锥套a（2）的上端构造出法兰（2
‑
13），所述法兰（2
‑
13）上有沿着圆周方向均布布置有第二轻量化孔（2
‑
12）以及第一连接孔（2
‑
14），所述法兰（2
‑
13）的中心有第一通气孔（2
‑
15），所述法兰（2
‑
13）的下端面为连接面（2
‑
16）；锥套b（5）和锥套c（8），两者与所述锥套a（2）的外形构造相同、且均为一个下底中空的圆台。3.根据权利要求2所述的一种大口径长条形反射镜无应力装配结构，其特征在于，所述锥套a（2）、所述锥套b（5）和所述锥套c（8）的下方分别对应设置有支撑a（3）、支撑b（6）和支撑c（7）；所述支撑a（3）、支撑b（6）和支撑c（7）是具有柔性板簧的棱柱体；所述支撑a（3）、支撑b（6）和支撑c（7）的外形结构相同。4.根据权利要求3所述的一种大口径长条形反射镜无应力装配结构，其特征在于，所述支撑a（3）包括上端法兰（3
‑
11），所述上端法兰（3
‑
11）中心有第二通气孔（3
‑
12）；所述第二通气孔（3
‑
12）周围均布设置有多个第二连接孔（3
‑
13）；所述上端法兰（3
‑
11）通过连杆a（3
‑
14）和Y轴板簧b（3
‑
24）串联连接连杆b（3
‑
15）；所述连杆b（3
‑
15）和X轴板簧a（3
‑
16）串联连接；所述X轴板簧a（3
‑
16）沿着Z轴负向连接V形连杆c（3
‑
17）；所述V形连杆c（3
‑
17）沿着Z轴负向分成两个支...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐伟，张德福，李宗轩，李清雅，李淼，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：