[發明專利]一種大口徑輕質反射鏡光軸水平重力卸載支撐方法

有效

• 申請號: 201110418180.1
• 申請日: 2011-12-13
• 公開（公告）號: CN102436052A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發明（設計）人: 周于鳴;聞廣泉;趙野;王海超
• 申請（專利權）人: 北京空間機電研究所
• 主分類號: G02B7/182
• 分類號: G02B7/182;G02B7/198
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 安麗

技術領域

本發明屬于光學領域，涉及一種反射鏡支撐方法。

背景技術

大口徑光學零件面型檢測，是光學加工的一個重要環節，直接決定了光學零件加工的精度，但是用于空間遙感器的大口徑光學零件，需要采用輕量化設計，其絕對剛度較低，在地面重力環境下，不同的支撐形式以及支撐狀態會造成不同的重力變形結果。

2001年第28卷第5期《光電工程》上刊登了一篇名為《大口徑輕質鏡支撐的有限元分析》的論文，其中對輕質鏡的重力變形進行了有限元分析，并且提出了使用水銀吊帶的形式為輕質鏡光軸水平狀態提供支撐，使用扁長條形狀密封袋，灌裝水銀，形成水銀吊帶，并放置在一個半圓弧固定結構中，然后，將輕質鏡以光軸水平狀態放置在水銀吊帶上。

采用這種支撐方法的不足之處在于1、水銀吊帶只能在下半圓弧提供支撐力，上半圓弧提供向下的壓力，在力學支撐上不合理；2、受水銀吊帶結構的限制，其形成支撐點的支撐形狀無法保持一致，導致了容易引入額外裝配應力，進而引起的輕型鏡變形與重力引起的變形混合在一起，影響最終的光學檢測數據以及評判；3、由于水銀是液體，雖然在局限空間內受重物擠壓，能夠自動適應被擠壓面的形狀，但是也正因為是液體，具有流動性，這種受壓成形的狀態并不穩定，非常容易受外界振動而變化，即輕質鏡使用這種支撐方法，是處于一個非常脆弱的固定狀態，容易造成微量的位移往復變化，最終導致測試狀態不穩定，測試數據偏差很大；4、水銀有劇毒，對人體有害，在工程實施方面缺乏安全性。

發明內容

本發明的技術解決問題是：克服以往吊帶形式只能提供下半圓弧支撐的不足，提供了一種大口徑輕型鏡光軸水平重力卸載方法，減少了輕型鏡在重力環境下的變形。

本發明的技術解決方案是：一種大口徑輕質反射鏡光軸水平重力卸載支撐方法，步驟如下：

(1)在水平方向上從左至右依次固定第一定滑輪、第二定滑輪、第三定滑輪和第四定滑輪，第二定滑輪和第三定滑輪的下方布置第一動滑輪；第一定滑輪的外側切線和第四定滑輪的外側切線之間的距離等于圓盤形反射鏡的直徑，第一動滑輪位于第二定滑輪和第三定滑輪的中心連線的垂直平分線上，第一動滑輪固定在杠桿橫梁的中間；

(2)通過吊帶將圓盤形反射鏡的半圓周圍繞起來，吊帶的一端繞過第一動滑輪的四分之一圓周并經過第二定滑輪，吊帶的另一端繞過第四動滑輪的四分之一圓周并經過第三定滑輪，吊帶的兩端在第一動滑輪的下方連接并將第一動滑輪及杠桿橫梁支撐起來；

(3)在杠桿橫梁的兩側對稱的固定安裝第二動滑輪和第三動滑輪，在第二動滑輪上通過鋼絲繩分別吊掛第四動滑輪和第五動滑輪，在第三動滑輪上通過鋼絲繩分別吊掛第六動滑輪和第七動滑輪；

(4)在圓盤形反射鏡的未被吊帶圍繞的半圓周圍上等間隔的選取八個吊點，各吊點與圓盤形反射鏡中心的連線將半圓盤形分成相等的面積；

(5)八個吊點從左至右兩兩一組，并通過鋼絲繩分別吊掛在第四動滑輪、第五動滑輪、第六動滑輪、第七動滑輪上。

所述的第一定滑輪和圓盤形反射鏡之間的吊帶上，第四定滑輪和圓盤形反射鏡之間的吊帶上，第二動滑輪和第四動滑輪之間的鋼絲繩上，第三動滑輪和第七動滑輪之間的鋼絲繩上，第四動滑輪和與其吊掛的其中任意一個吊點之間的鋼絲繩上，或者第七動滑輪和與其吊掛的其中任意一個吊點之間的鋼絲繩上連接有配重。

所述吊帶的材料為橡膠。所述的吊點為采用XM-23膠粘劑形成的斑點。

本發明與現有技術相比的優點在于：

(1)本發明方法利用滑輪組吊繩能夠自適應位移、同時保證兩端吊繩受力均衡的特點，將下半圓弧的支撐力與上半圓弧的提拉力結合在一起，實現了兩個方向力的自適應平衡，為大口徑輕質鏡光軸水平狀態提供了最合理支撐形式的工程實施方法；

(2)由于在輕型鏡上半圓弧段提供了提拉力支撐，因此在光軸水平狀態下，減少了下半圓弧承受所有重力的情況，也就直接減少了這部分的支撐應力，以及由支撐應力帶來的支撐變形情況；

(3)由于各連接支撐點都是采用固定連接，不存在振動變形的影響。支撐狀態非常穩定，為光學面形檢測提供了穩定的檢測支撐；

(4)由于可以使用配重的形式，即可以適時調整各鋼絲繩所提供的牽引力，可以保證各點支撐力無限趨近理想模型；

(5)本發明方法能夠適應所有具備完整外圓柱面特征的大口徑輕型鏡的支撐、檢測。

附圖說明

圖1為本發明大口徑輕型鏡光軸水平重力卸載方法的原理示意圖。

具體實施方式