一種橢圓形反射鏡支撐裝置及反射鏡組件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于光學(xué)零件結(jié)構(gòu)支撐領(lǐng)域，特別是一種高精度橢圓形反射鏡支撐裝置及反射鏡組件。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著空間科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，空間光學(xué)儀器的使用范圍越來越廣泛，使用要求越來越高。在空間光學(xué)儀器中，反射鏡是必不可少的關(guān)鍵部件之一，其在入軌過程中反射鏡自身的重量直接以指數(shù)倍數(shù)的關(guān)系影響發(fā)射成本，以及在軌工作狀態(tài)下的反射鏡面形精度及指向精度直接決定了儀器的性能，故反射鏡的設(shè)計及其支撐結(jié)構(gòu)的性能有重要的實際意義。
[0003]由于發(fā)射及外太空環(huán)境復(fù)雜，空間光學(xué)儀器需要承受熱、力學(xué)等多方面的環(huán)境考驗。反射鏡作為重要部件，在發(fā)射階段要經(jīng)歷振動、過載、沖擊的作用；入軌后，處于空間微重力環(huán)境領(lǐng)域的特殊工作環(huán)境，引起應(yīng)力釋放以及空間嚴(yán)苛的熱壞境作用下，這些都將引起反射鏡發(fā)生面形變化，從而導(dǎo)致空間光學(xué)儀器性能降低。
[0004]綜上所述，要求反射鏡部件設(shè)計既保證支撐及連接的剛度和強(qiáng)度，又降低其因環(huán)境載荷作用下發(fā)生的變形，同時考慮部件輕量化設(shè)計是十分必要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決現(xiàn)有橢圓形反射鏡組件支撐裝置無法保證反射鏡鏡面在空間熱環(huán)境載荷作用下發(fā)生的變形剛度以及在空間發(fā)射過程中振動力學(xué)環(huán)境載荷作用下發(fā)生破壞的強(qiáng)度技術(shù)問題，同時解決反射鏡組件設(shè)計重量輕、空間占用包絡(luò)尺寸小的技術(shù)問題。本發(fā)明提供了一種橢圓形反射鏡支撐裝置及反射鏡組件。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:
[0007]—種橢圓形反射鏡支撐裝置，其特征在于:包括U形槽2、U形兩腳支撐桿固定端
1、斜桿3，所述U形槽2的左右兩個側(cè)壁的外表面均通過斜桿3與U形兩腳支撐桿固定端1連接；所述U形槽2的左右兩個側(cè)壁上均設(shè)置有U形兩腳支撐桿消應(yīng)力槽4，所述U形槽2的內(nèi)表面上設(shè)置有流膠槽5。
[0008]上述U形兩腳支撐桿消應(yīng)力槽4包括均垂直于U形槽2前、后端面的圓形孔和小通槽，所述小通槽與圓形孔相切。
[0009]上述流膠槽5為多條，所述流膠槽5為垂直于U形槽2前后端面的通槽。
[0010]上述斜桿3包括位于中間的支撐桿31和固定在支撐桿兩端的連接組件，所述連接組件包括第一撓性連接片32、轉(zhuǎn)接桿33和第二撓性連接片34，所述第一撓性連接片32、第二撓性連接片34均與轉(zhuǎn)接桿33連接，所述第二撓性連接片34與U形槽2或U形兩腳支撐桿固定端1連接；所述第一撓性連接片32與第二撓性連接片34的設(shè)置方向正交。
[0011]U形兩腳支撐桿固定端1上置有固定孔。
[0012]反射鏡組件，其特殊之處在于:包括反射鏡6、安裝平臺7以及三個或四個反射鏡支撐裝置，
[0013]所述反射鏡6的背面設(shè)置有多條輻射狀排列的軸對稱加強(qiáng)筋，反射鏡支撐裝置圓周均布在反射鏡6的背面；所述加強(qiáng)筋形狀與反射鏡支撐裝置的U形槽2相匹配；
[0014]反射鏡支撐裝置的U形槽2卡在加強(qiáng)筋上且粘合固定，U形兩腳支撐桿固定端1固定在安裝平臺7上。
[0015]上述U形兩腳支撐桿消應(yīng)力槽4包括均垂直于U形槽2前、后端面的圓形孔和小通槽，所述小通槽與圓形孔相切。
[0016]上述流膠槽5為多條，所述流膠槽5為垂直于U形槽2前后端面的通槽。
[0017]上述斜桿3包括位于中間的支撐桿31和固定在支撐桿兩端的連接組件，所述連接組件包括第一連撓性接片32、轉(zhuǎn)接桿33和第二撓性連接片34，所述第一撓性連接片32、第二撓性連接片34均與轉(zhuǎn)接桿連接，所述第二撓性連接片33與U形槽2或U形兩腳支撐桿固定端1連接；
[0018]所述第一撓性連接片32與第二撓性連接片34的設(shè)置方向正交。
[0019]U形兩腳支撐桿固定端1上置有固定孔，所述U形兩腳支撐桿固定端1通過螺釘固定在安裝平臺7上。
[0020]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0021]1、本發(fā)明所提供的反射鏡支撐裝置及反射鏡組件重量輕、空間占用包絡(luò)尺寸小、工藝可行、加工難度低、裝配和調(diào)試簡單，同時能夠承受嚴(yán)酷的力學(xué)和熱學(xué)環(huán)境，無復(fù)雜機(jī)械接口。
[0022]2、本發(fā)明不但提高了大型高精度反射鏡支撐結(jié)構(gòu)的可靠性和穩(wěn)定性，而且為輕量化做出了貢獻(xiàn)，具有很高的工程應(yīng)用價值。
【附圖說明】
[0023]圖1為本發(fā)明的一種橢圓形反射鏡U型支撐結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖2為高精度橢圓形反射鏡支撐技術(shù)示意圖；
[0025]圖3為高精度反射鏡減重結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]其中附圖標(biāo)記為:1-U形兩腳支撐桿固定端，2-U形槽，3-斜桿，4-U形兩腳支撐桿消應(yīng)力槽，5-流膠槽，6-反射鏡，7-安裝平臺，8-螺釘。
【具體實施方式】
[0027]針對本發(fā)明高精度橢圓形反射鏡支撐結(jié)構(gòu)要求和特點(diǎn)，結(jié)合使用環(huán)境和工藝性，提供了一種大型高精度橢圓形反射鏡支撐結(jié)構(gòu)，如圖1所示，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)不僅僅限于以下實施例。
[0028]—種反射鏡支撐裝置:包括U形兩腳支撐桿固定端1、U形槽2、斜桿3、U形兩腳支撐桿消應(yīng)力槽4和流膠槽5。
[0029]U形槽2內(nèi)表面與反射鏡6配合，U形兩腳支撐桿消應(yīng)力槽4置于U形槽2左右兩端的端面上，流膠槽5置于U形槽2內(nèi)表面上，U形兩腳支撐桿消應(yīng)力槽4和流膠槽5的方向均與U形槽2的前后端面正交，U形槽2外表面兩側(cè)均通過斜桿3與U形兩腳支撐桿固定端1連接。
[0030]斜桿3包括位于中間的支撐桿31和固定在支撐桿兩端的連接組件，所述連接組件包括第一撓性連接片32、轉(zhuǎn)接桿33和第二撓性連接片34，所述第一連接片32、第二撓性連接片34均與轉(zhuǎn)接桿33連接，第二撓性連接片34與U形槽2或U形兩腳支撐桿固定端1連接；第一撓性連接片32與第二撓性連接片34的設(shè)置方向正交。當(dāng)外界熱、力學(xué)環(huán)境發(fā)生變化時，斜桿3可在兩個方向的連接片處產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)變形抵消的熱、力學(xué)應(yīng)變；連接片的寬度和厚度可根據(jù)具體熱、力學(xué)環(huán)境以及反射鏡6的結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行計算而得。
[0031]U形兩腳支撐桿消應(yīng)力槽4為垂直于U形槽2前后端面通槽，其上端為圓形孔，下端為與上端的圓孔相切的細(xì)小通槽，當(dāng)外界熱、力學(xué)環(huán)境發(fā)生變化時，U形兩腳支撐桿消應(yīng)力槽4的下端細(xì)小通槽的寬度隨之變化，吸收外界能量，避免U形兩腳支撐桿與反射鏡的連接開口處應(yīng)力集中而撕裂膠層；槽的寬度可根據(jù)具體熱、力學(xué)環(huán)境以及反射鏡的結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行計算而得。流膠槽5為垂直于U形槽2前后端面的通槽，U形槽2通過內(nèi)表面抹結(jié)構(gòu)膠與反射鏡6粘接，流膠槽5的功能是方便控制膠量和增強(qiáng)反射鏡與U形槽2的貼合力，提高二者粘接的牢固性。
[0032]如圖2所示，基于橢圓形反射鏡支撐裝置的反射鏡組件，包括反射鏡6、安裝平臺7以及三個或四個反射鏡支撐裝置，如圖3所示橢圓形反射鏡背部八條輻射狀加強(qiáng)筋按特殊的角度對稱排布，優(yōu)化設(shè)計的碳纖維復(fù)材底座徑向方向熱膨脹系數(shù)接近零。反射鏡支撐裝置圓周均布在反射鏡6的背面；加強(qiáng)筋形狀與反射鏡支撐裝置的U形槽2相匹配；反射鏡支撐裝置的U形槽2卡在加強(qiáng)筋上且粘合固定，U形兩腳支撐桿固定端1固定在安裝平臺7上。一般為了對稱，反射鏡6底部有四個對稱安裝的支撐裝置，各U形兩腳支撐桿通過U形兩腳支撐桿固定端的通孔及螺釘8與安裝平臺7固連。
[0033]本發(fā)明選用殷鋼材料，其熱膨脹系數(shù)與反射鏡6的玻璃材料接近，可很大程度地降低熱變形。
【主權(quán)項】
1.一種橢圓形反射鏡支撐裝置，其特征在于:包括u形槽(2)、U形兩腳支撐桿固定端(1)、斜桿(3)，所述U形槽⑵的左右兩個側(cè)壁的外表面均通過斜桿(3)與U形兩腳支撐桿固定端(1)連接；所述U形槽(2)的左右兩個側(cè)壁上均設(shè)置有U形兩腳支撐桿消應(yīng)力槽(4)，所述U形槽(2)的內(nèi)表面上設(shè)置有流膠槽(5)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的橢圓形反射鏡支撐裝置，其特征在于:所述U形兩腳支撐桿消應(yīng)力槽(4)包括均垂直于U形槽(2)前、后端面的圓形孔和小通槽，所述小通槽與圓形孔相切。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的橢圓形反射鏡支撐裝置，其特征在于:所述流膠槽(5)為多條，所述流膠槽(5)為垂直于U形槽(2)前后端面的通槽。4.根據(jù)權(quán)利要求1-3之任一所述的橢圓形反射鏡支撐裝置，其特征在于: 所述斜桿(3)包括位于中間的支撐桿(31)和固定在支撐桿兩端的連接組件，所述連接組件包括第一撓性連接片(32)、轉(zhuǎn)接桿(33)和第二撓性連接片(34)，所述第一撓性連接片(32)、第二撓性連接片(34)均與轉(zhuǎn)接桿(33)連接，所述第二撓性連接片(34)與U形槽(2)或U形兩腳支撐桿固定端(1)連接；所述第一撓性連接片(32)與第二撓性連接片(34)的設(shè)置方向正交。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的橢圓形反射鏡支撐裝置，其特征在于:U形兩腳支撐桿固定端(1)上置有固定孔。6.基于權(quán)利要求1-5之任一所述的橢圓形反射鏡支撐裝置的反射鏡組件，其特征在于:包括反射鏡出)、安裝平臺(7)以及三個或四個反射鏡支撐裝置； 所述反射鏡￠)的背面設(shè)置有多條輻射狀排列的軸對稱加強(qiáng)筋，反射鏡支撐裝置圓周均布在反射鏡出)的背面；所述加強(qiáng)筋形狀與反射鏡支撐裝置的U形槽(2)相匹配； 反射鏡支撐裝置的U形槽(2)卡在加強(qiáng)筋上且粘合固定，U形兩腳支撐桿固定端(1)固定在安裝平臺(7)上。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的反射鏡組件，其特征在于:所述U形兩腳支撐桿消應(yīng)力槽(4)包括均垂直于U形槽(2)前、后端面的圓形孔和小通槽，所述小通槽與圓形孔相切。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的反射鏡組件，其特征在于:所述流膠槽(5)為多條，所述流膠槽(5)為垂直于U形槽(2)前后端面的通槽。9.根據(jù)權(quán)利要求6-8之任一所述的反射鏡組件，其特征在于:所述斜桿(3)包括位于中間的支撐桿(31)和固定在支撐桿兩端的連接組件，所述連接組件包括第一連撓性接片(32)、轉(zhuǎn)接桿(33)和第二撓性連接片(34)，所述第一連撓性接片(32)、第二撓性連接片(34)均與轉(zhuǎn)接桿連接，所述第二撓性連接片(33)與U形槽(2)或U形兩腳支撐桿固定端(1)連接； 所述第一撓性連接片(32)與第二撓性連接片(34)的設(shè)置方向正交。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的反射鏡組件，其特征在于:U形兩腳支撐桿固定端(1)上置有固定孔，所述U形兩腳支撐桿固定端(1)通過螺釘固定在安裝平臺(7)上。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種橢圓形反射鏡支撐裝置及反射鏡組件，包括U形槽、U形兩腳支撐桿固定端、斜桿、反射鏡，U形槽的左右兩個側(cè)壁的外表面均通過斜桿與U形兩腳支撐桿固定端連接；U形槽的左右兩個側(cè)壁上均設(shè)置有U形兩腳支撐桿消應(yīng)力槽，U形槽的內(nèi)表面上設(shè)置有流膠槽。本發(fā)明解決了現(xiàn)有反射鏡組件支撐裝置無法保證反射鏡鏡面在空間熱環(huán)境載荷作用下發(fā)生的變形剛度以及在空間發(fā)射過程中振動力學(xué)環(huán)境載荷作用下發(fā)生破壞的強(qiáng)度技術(shù)問題。本發(fā)明所提供的反射鏡支撐裝置及反射鏡組件重量輕、空間占用包絡(luò)尺寸小、工藝可行、加工難度低、裝配和調(diào)試簡單，同時能夠承受嚴(yán)酷的力學(xué)和熱學(xué)環(huán)境，無復(fù)雜機(jī)械接口。
【IPC分類】G02B7/182
【公開號】CN105353495
【申請?zhí)枴緾N201510777277
【發(fā)明人】柴文義, 胡永明, 幺周石, 郭海超, 夏方園, 閆榮華
【申請人】中國科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所
【公開日】2016年2月24日
【申請日】2015年11月13日