一種星載空間反射鏡的微應(yīng)力支撐結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及空間光學(xué)遙感技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種星載空間反射鏡的微應(yīng)力支撐結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]基于星載的相機(jī)和成像光譜儀的望遠(yuǎn)系統(tǒng)，一般采用折射式和反射式兩種光學(xué)系統(tǒng)。由于受到材料、加工難度及系統(tǒng)體積的限制，對(duì)于長(zhǎng)焦距大口徑的望遠(yuǎn)系統(tǒng)一般采用反射式光學(xué)系統(tǒng)，從而須有一個(gè)反射鏡。而空間反射鏡主鏡作為星載相機(jī)或者成像光譜儀的重要部分，其面形好壞直接影響整個(gè)系統(tǒng)的成像質(zhì)量及傳函。同樣，惡劣的發(fā)射環(huán)境對(duì)主鏡組件的力學(xué)性能要求也極高。
[0003]星載空間反射鏡主鏡常用的支撐結(jié)構(gòu)，多采用壓圈或者周邊固定的支撐方式，這兩種支撐方式帶來的裝配應(yīng)力會(huì)影響主鏡的面形，因此在固定主鏡時(shí)，對(duì)主鏡的壓緊力與其它透射式鏡片相比會(huì)小一點(diǎn)，導(dǎo)致整個(gè)主鏡組件力學(xué)性能變差。因此主鏡面形和固定主鏡后整個(gè)主鏡組件的力學(xué)性能是兩個(gè)相互制約的因素。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于提供一種星載空間反射鏡主鏡的微應(yīng)力支撐結(jié)構(gòu)，在完成主鏡裝夾后，可以定量控制壓圈對(duì)主鏡的壓緊力，在提高整個(gè)主鏡組件力學(xué)性能的前提下，減小裝配應(yīng)力對(duì)主鏡工作面面形的影響。
[0005]本實(shí)用新型解決上述問題的技術(shù)方案是:所提供的一種星載空間反射鏡的微應(yīng)力支撐結(jié)構(gòu)包括主鏡、主鏡座和主鏡芯軸；主鏡座與主鏡芯軸固連；主鏡芯軸從主鏡中心孔中穿過，主鏡的小端緊靠主鏡芯軸上的主鏡定位板；其特殊之處在于:主鏡芯軸上設(shè)計(jì)有機(jī)械限位凸臺(tái)；主鏡芯軸上依次安裝有主鏡橡皮墊、主鏡金屬墊、第一壓圈和第二壓圈；所述第一壓圈帶有凸臺(tái)；安裝完成后，主鏡橡皮墊緊壓主鏡大端的固定端面；第一壓圈的凸臺(tái)緊壓主鏡金屬墊，第一壓圈的非凸起面緊壓機(jī)械限位凸臺(tái)；第二壓圈緊壓第一壓圈。
[0006]上述機(jī)械限位凸臺(tái)可定量控制第一壓圈對(duì)主鏡壓緊力的大小，提高整個(gè)主鏡組件的力學(xué)性能。
[0007]上述第一壓圈與主鏡芯軸間為螺紋連接；上述第二壓圈與主鏡芯軸間為螺紋連接。
[0008]作為優(yōu)化，本實(shí)用新型在主鏡的大端的固定端面上設(shè)計(jì)有消應(yīng)力槽。裝配時(shí)，第一壓圈壓緊主鏡產(chǎn)生的裝夾應(yīng)力大部分集中在上述消應(yīng)力槽以內(nèi)的非工作面，從而大大降低裝配應(yīng)力對(duì)主鏡工作面面形的影響。
[0009]上述消應(yīng)力槽為環(huán)形槽，設(shè)置在主鏡橡皮墊與主鏡大端的固定端面接觸區(qū)域的外側(cè)。
[0010]為進(jìn)一步優(yōu)化，本實(shí)用新型將主鏡芯軸和主鏡座分開設(shè)計(jì)制造，并在主鏡芯軸上的主鏡定位板和主鏡芯軸上的主鏡座連接板之間設(shè)置加強(qiáng)筋，這樣既可以提高整個(gè)主鏡組件的剛度，也可以消除定心加工主鏡座時(shí)所帶來的加工應(yīng)力對(duì)主鏡面形的影響。
[0011]上述加強(qiáng)筋的數(shù)量與主鏡座加強(qiáng)筋的數(shù)量相等，加強(qiáng)筋的位置與主鏡座加強(qiáng)筋的位置相對(duì)應(yīng)。
[0012]為更好的固定主鏡，本實(shí)用新型在主鏡芯軸上設(shè)置有注膠孔，注膠孔位于主鏡芯軸與主鏡的接觸區(qū)域，注膠孔內(nèi)裝有硅橡膠，用以防止主鏡沿主鏡芯軸的旋轉(zhuǎn)。
[0013]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是:
[0014]1.可機(jī)械定量控制主鏡壓圈對(duì)主鏡壓緊力的大小
[0015]本實(shí)用新型在主鏡芯軸上設(shè)計(jì)有機(jī)械限位凸臺(tái)，利用機(jī)械限位凸臺(tái)定量控制主鏡壓圈對(duì)主鏡壓緊力的大小，既可提高主鏡的固定緊固度，同時(shí)也能滿足主鏡在裝夾后的面形要求。
[0016]2.能有效減小裝配應(yīng)力對(duì)主鏡面形的影響
[0017]本實(shí)用新型在主鏡大端的固定端面上設(shè)計(jì)有消應(yīng)力槽，當(dāng)?shù)谝粔喝壕o主鏡時(shí)，裝夾應(yīng)力大部分集中在消應(yīng)力槽以內(nèi)的非工作面，從而降低裝配應(yīng)力對(duì)主鏡工作面面形的影響。
[0018]3.能消除定心加工主鏡座時(shí)帶來的加工應(yīng)力對(duì)主鏡面形的影響
[0019]本實(shí)用新型將主鏡芯軸和主鏡座分開設(shè)計(jì)制造，并在主鏡芯軸上的主鏡定位板和主鏡芯軸上的主鏡座連接板之間設(shè)置加強(qiáng)筋。加強(qiáng)筋的數(shù)量和位置與主鏡座上的加強(qiáng)筋相對(duì)應(yīng)。這樣的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)既可保證主鏡固定的剛度，又可消除定心加工主鏡座時(shí)所帶來的加工應(yīng)力對(duì)主鏡面形的影響。
【附圖說明】
[0020]圖1為主鏡組件剖視圖；
[0021]圖2為圖1中I處的局部放大圖；
[0022]圖3為圖1中II處的局部放大圖；
[0023]圖4為圖1中III處的局部放大圖；
[0024]圖5為主鏡芯軸的三維圖示意圖；
[0025]其中:1_主鏡；2_主鏡座；3-螺釘；4_主鏡芯軸；5_第一壓圈；6_第二壓圈；7-主鏡橡皮墊；8_主鏡金屬墊；9_主鏡定位板；10_加強(qiáng)筋；11_機(jī)械限位凸臺(tái)；12_消應(yīng)力槽；13-主鏡座連接板；14_注膠孔；15_硅橡膠。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述:
[0027]參見附圖1至附圖4，本實(shí)用新型所提供的星載空間反射鏡的微應(yīng)力支撐結(jié)構(gòu)，它包括主鏡1、主鏡座2、主鏡芯軸4、螺釘3。本實(shí)用新型的裝配方式為:主鏡座2與主鏡芯軸4通過螺釘3固連；主鏡芯軸4從主鏡I的中心孔中穿過，主鏡I的小端緊靠主鏡芯軸4的主鏡定位板9，在主鏡芯軸4上設(shè)置有注膠孔14，且該注膠孔14位于主鏡芯軸4與主鏡I的接觸區(qū)域；注膠孔4內(nèi)有硅橡膠15，以防止主鏡I沿主鏡芯軸4的旋轉(zhuǎn)。本實(shí)用新型在主鏡芯軸4上設(shè)計(jì)有機(jī)械限位凸臺(tái)11，如圖2所示。在主鏡芯軸4上依次安裝主鏡橡皮墊7、主鏡金屬墊8、第一壓圈5和第二壓圈6。第一壓圈5與主鏡芯軸4間為螺紋連接；第二壓圈6與主鏡芯軸4間為螺紋連接。第一壓圈5帶有凸臺(tái)。第一壓圈5的凸臺(tái)可以設(shè)計(jì)為一個(gè)整體凸臺(tái)，也可以設(shè)計(jì)為均布在圓周上的兩個(gè)或兩個(gè)以上的弧形凸臺(tái)。安裝完成后，主鏡橡皮墊7緊壓主鏡I大端的固定端面；第一壓圈5的凸臺(tái)緊壓主鏡金屬墊8，第一壓圈5的非凸起面緊壓機(jī)械限位凸臺(tái)11 ;第二壓圈6緊壓第一壓圈5。
[0028]本實(shí)用新型主鏡芯軸4上的機(jī)械限位凸臺(tái)11可以機(jī)械定量的控制第一壓圈5對(duì)主鏡I壓緊力的大小，減少了主鏡I裝配的反復(fù)性工作，提高了裝配效率。
[0029]下面對(duì)本實(shí)用新型中機(jī)械限位凸臺(tái)11定量控制壓緊力的工作原理進(jìn)行說明:
[0030]假設(shè)主鏡橡皮墊7和主鏡金屬墊8的厚度分別為Hl和H2，主鏡I大端的固定端面到機(jī)械限位凸臺(tái)11的距離為L(zhǎng)I，第一壓圈5上凸臺(tái)的高度為L(zhǎng)2。主鏡橡皮墊7的壓縮變形量ΛΗ1 = (L2+H1+H2)-L10通過對(duì)前述各參數(shù)的設(shè)定，在固定主鏡I時(shí)，本實(shí)用新型可保證主鏡橡皮墊7的壓縮變形量Δ Hl為0.15?0.2_/_，這樣既可以限制主鏡I沿光軸方向的位移，提高主鏡I的固定緊固度，也可以滿足主鏡I裝夾后的對(duì)主鏡I面形的要求。
[0031]本實(shí)用新型采用第二壓圈6帶膠壓緊第一壓圈5，以防止第一壓圈5在運(yùn)輸和發(fā)射等振動(dòng)環(huán)境中發(fā)生松動(dòng)。
[0032]為降低裝配應(yīng)力對(duì)主鏡I面形的影響，本實(shí)用新型在主鏡I大端的固定端面上設(shè)計(jì)有消應(yīng)力槽12。在裝配時(shí)，當(dāng)?shù)谝粔喝?壓緊主鏡I時(shí)，裝夾應(yīng)力大部分集中在消應(yīng)力槽12以內(nèi)的非工作面，從而對(duì)主鏡I的工作面面形影響很小。
[0033]本實(shí)用新型的消應(yīng)力槽12為環(huán)形槽，開設(shè)在主鏡橡皮墊7與主鏡I大端固定端面接觸區(qū)域的外側(cè)。
[0034]作為優(yōu)化，本實(shí)用新型將主鏡芯軸4和主鏡座2分開設(shè)計(jì)制造，并在主鏡芯軸4上的主鏡定位板9和主鏡芯軸4上的主鏡座連接板13之間設(shè)置加強(qiáng)筋10。加強(qiáng)筋10的數(shù)量與主鏡座加強(qiáng)筋的數(shù)量相等，加強(qiáng)筋10的位置與主鏡座加強(qiáng)筋的位置相對(duì)應(yīng)。加強(qiáng)筋10的設(shè)置既可以提高整個(gè)主鏡組件的剛度，也可以消除定心加工主鏡座2時(shí)帶來的加工應(yīng)力對(duì)主鏡I面形的影響。
[0035]為進(jìn)一步優(yōu)化，本實(shí)用新型的另一實(shí)施例在主鏡芯軸4上的主鏡定位板9上設(shè)置注膠孔和硅橡膠，用以減小裝配應(yīng)力對(duì)主鏡面形的影響。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種星載空間反射鏡的微應(yīng)力支撐結(jié)構(gòu)，包括主鏡、主鏡座、主鏡芯軸；主鏡座與主鏡芯軸固連；主鏡芯軸從主鏡中心孔中穿過，主鏡的小端緊靠主鏡芯軸上的主鏡定位板；其特征在于: 所述主鏡芯軸上設(shè)有機(jī)械限位凸臺(tái)；所述主鏡芯軸上依次安裝有主鏡橡皮墊、主鏡金屬墊、第一壓圈和第二壓圈；所述第一壓圈帶有凸臺(tái)；安裝完成后，所述主鏡橡皮墊緊壓主鏡大端的固定端面；所述第一壓圈的凸臺(tái)緊壓主鏡金屬墊，第一壓圈的非凸起面緊壓所述機(jī)械限位凸臺(tái)；所述第二壓圈緊壓第一壓圈。2.如權(quán)利要求1所述的一種星載空間反射鏡的微應(yīng)力支撐結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述主鏡大端的固定端面上設(shè)有消應(yīng)力槽。3.如權(quán)利要求2所述的一種星載空間反射鏡的微應(yīng)力支撐結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述消應(yīng)力槽為環(huán)形槽，設(shè)置在主鏡橡皮墊與主鏡大端的固定端面接觸區(qū)域的外側(cè)。4.如權(quán)利要求1或2或3所述的一種星載空間反射鏡的微應(yīng)力支撐結(jié)構(gòu)，其特征在于:主鏡芯軸上的主鏡定位板和主鏡芯軸上的主鏡座連接板之間設(shè)置有加強(qiáng)筋。5.如權(quán)利要求4所述的一種星載空間反射鏡的微應(yīng)力支撐結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述加強(qiáng)筋的數(shù)量與主鏡座加強(qiáng)筋的數(shù)量相等，所述加強(qiáng)筋的位置與主鏡座加強(qiáng)筋的位置相對(duì)應(yīng)。6.如權(quán)利要求5所述的一種星載空間反射鏡的微應(yīng)力支撐結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述第一壓圈與主鏡芯軸間為螺紋連接；所述第二壓圈與主鏡芯軸間為螺紋連接。7.如權(quán)利要求6所述的一種星載空間反射鏡的微應(yīng)力支撐結(jié)構(gòu)，其特征在于:在主鏡芯軸上設(shè)置有注膠孔，所述注膠孔位于主鏡芯軸與主鏡的接觸區(qū)域，注膠孔內(nèi)有硅橡膠。8.如權(quán)利要求7述的一種星載空間反射鏡的微應(yīng)力支撐結(jié)構(gòu)，其特征在于:在所述主鏡定位板上也設(shè)置有注膠孔和硅橡膠。
【專利摘要】本實(shí)用新型提供的一種星載空間反射鏡的微應(yīng)力支撐結(jié)構(gòu)，包括主鏡、主鏡座、主鏡芯軸。主鏡與主鏡芯軸固連，主鏡芯軸從主鏡中心孔中穿過，且主鏡小端緊靠主鏡芯軸的主鏡定位板。主鏡芯軸上設(shè)計(jì)機(jī)械限位凸臺(tái)，且主鏡芯軸上依次安裝有主鏡橡皮墊、主鏡金屬墊、第一壓圈和第二壓圈。第一壓圈帶有凸臺(tái)。安裝完成后，主鏡橡皮墊緊壓主鏡大端的固定端面，第一壓圈的凸臺(tái)緊壓主鏡金屬墊，第一壓圈的非凸起面緊壓機(jī)械限位凸臺(tái)，第二壓圈緊壓第一壓圈。本實(shí)用新型所提供的支撐結(jié)構(gòu)可機(jī)械定量地控制主鏡壓圈對(duì)主鏡壓緊力的大小，既可提高主鏡的固定緊固度，同時(shí)也能滿足主鏡在裝夾后的面形要求。
【IPC分類】G02B7/192
【公開號(hào)】CN204855916
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520534946
【發(fā)明人】孫劍, 李立英, 胡炳樑, 鄒純博, 馮玉濤, 趙強(qiáng)
【申請(qǐng)人】中國(guó)科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所
【公開日】2015年12月9日
【申請(qǐng)日】2015年7月22日