[發明專利]一種分段式次鏡高穩定性支撐結構

有效

• 申請號: 201710371601.7
• 申請日: 2017-05-24
• 公開（公告）號: CN107037566B
• 公開（公告）日: 2020-03-24
• 發明（設計）人: 練敏隆;王躍;張祝偉;董杰;趙學敏;賀瑞聰
• 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
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 陳鵬

一種分段式次鏡高穩定性支撐結構，包括第一前鏡筒(1)、第二前鏡筒(2)和次鏡支撐組件(3)；次鏡支撐組件(3)包括輻板組件(4)、次鏡框(5)；每組輻板組件(4)包括輻板(10)、輻板基座；輻板(10)一端與輻板基座連接，另一端與次鏡框(5)連接且圓形的次鏡框(5)相切；各輻板基座分別固定安裝在第二前鏡筒(2)一端，第二前鏡筒另一端與第一前鏡筒(1)連接。本發明中復合材料鏡筒和柔性輻板結構實現了對次鏡的高穩定性支撐。支撐結構也采用了三層夾心結構輻板結構，既減輕了重量，提高了結構剛度，又一定程度上對熱應力進行了卸載。

技術領域

本發明涉及一種支撐結構，屬于航天光學遙感器技術領域。

背景技術

隨著航天光學遙感器技術的迅速發展，對光學遙感器更高分辨力的追求也對空間光學系統結構剛度和尺寸精度提出了越來越高的要求。次反射鏡是大多數空間光學遙感系統的關鍵光學部件之一。次反射鏡的支撐結構和方法起著保證鏡面面形和鏡間距離的作用，從而直接影響著光學系統的成像質量。傳統的次鏡支撐方式由三桿支架來支撐。隨著主鏡口徑的越來越大和長焦距光學系統的采用，傳統的單桿支架設計會變得更長更粗，不但導致組件重量越來越大，而且對主反射鏡的入射光線會造成更大的遮攔。更重要的是，桿的長度越大，產生的重力變形越大，給光學系統裝調和成像質量帶來極其不利的影響。因此，輕質高穩定的次鏡支撐結構和方法是空間光學相機研制中的一個難點。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：克服現有技術的不足，本發明提供了一種分段式次鏡高穩定性支撐結構，解決大口徑長焦距光學系統中的傳統三桿支撐技術重量大、重力變形大的問題，穩定性、可靠性高。

本發明所采用的技術方案是：一種分段式次鏡高穩定性支撐結構，包括第一前鏡筒、第二前鏡筒和次鏡支撐組件；次鏡支撐組件包括輻板組件、次鏡框；每組輻板組件包括輻板、輻板基座；輻板一端與輻板基座連接，另一端與次鏡框連接且圓形的次鏡框相切；各輻板基座分別固定安裝在第二前鏡筒一端，第二前鏡筒另一端與第一前鏡筒連接。

所述第一前鏡筒為錐臺形，大端通過端部法蘭與外部設備相連，小端與第二前鏡筒相連。

所述第二前鏡筒為圓筒形，通過端部法蘭與各輻板基座固定連接。

所述輻板基座包括固定端和運動端；固定端與第二前鏡筒端部法蘭相連接；運動端為長方形板件，運動端兩側分別與固定端、輻板連接；運動端上開有兩道卸載槽，兩道卸載槽相互平行且平行于輻板與運動端相連的邊；兩道卸載槽開口位置分別位于運動端的兩條對邊上。

所述輻板組件有三組，輻板與次鏡框切點位置在次鏡框上沿周向均勻分布。

所述次鏡支撐組件還包括用于限定次鏡的位置的限位塊，限位塊安裝在次鏡框上。

所述輻板為三層夾心結構，包括芯板、加強板、蒙皮，中間層為芯板，芯板兩側為加強板，蒙皮包裹加強板及芯板，中間層芯板材料為殷鋼并加注阻尼橡膠。

所述第一前鏡筒或第一前鏡筒端部的法蘭的材料為C/SiC復合材料。

所述第二前鏡筒或第二前鏡筒端部法蘭的材料為C/SiC復合材料。

本發明與現有技術相比的優點在于：

(1)本發明能夠給次反射鏡提供精確穩定的支撐，大幅度減輕重量，從而為光學系統的成像質量提供保障。

(2)本發明通過增加鏡筒結構，大幅度縮短了支撐結構的長度，避免了細長支撐桿的大懸臂受力狀態。鏡筒結構選用輕質高比剛度的樹脂基復合材料，大幅減輕結構重量。

(3)本發明的輻板切向安裝，輻板產生熱應力時通過次鏡及次鏡框的旋轉降低自身剛體位移，保證了次鏡的位置精度，且輻板為三層夾心結構，中間層芯板進行輕量化設計，并加注阻尼橡膠，具有低線膨脹系數的優勢，與微晶材料熱匹配性好，能夠有效提高熱環境適應能力。