[發(fā)明專利]一種可拆卸的柔性支撐組件

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711136188.2
• 申請日: 2017-11-16
• 公開（公告）號: CN107748427B
• 公開（公告）日: 2019-03-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張繼真;張新;王靈杰;譚雙龍;謝曉麟
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所
• 主分類號: G02B7/183
• 分類號: G02B7/183
• 代理公司: 深圳市科進(jìn)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44316
• 代理人: 趙勍毅

本發(fā)明提供了一種可拆卸柔性支撐裝置，包括反射鏡，所述反射鏡的鏡體上設(shè)有圓周法蘭面；和至少三個(gè)柔性支撐件，每個(gè)柔性支撐件與所述反射鏡連接且均布在所述圓周法蘭面處，每個(gè)柔性支撐件上設(shè)有沉頭孔、銷釘孔、螺紋孔和至少一對交錯(cuò)正交的柔性槽。既可以降低柔性加工難度，又可以提高反射鏡輕量化率的可拆卸柔性支撐結(jié)構(gòu)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及屬于光學(xué)遙感技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種可拆卸的柔性支撐組件。

背景技術(shù)

空間光學(xué)遙感器光學(xué)系統(tǒng)的發(fā)展趨勢是高輕量化率、輕小型、高分辨率、高集成度以及高性價(jià)比等。高精度的反射鏡對于航空航天載荷具有重要的意義。光學(xué)系統(tǒng)對地偵察、遙感、探測等領(lǐng)域獲得高清晰度照片，可廣泛應(yīng)用于民用、軍工、國防等領(lǐng)域。隨著單點(diǎn)金剛石車削加工技術(shù)(SPDT)的發(fā)展，金屬基反射鏡以快速低成本制造等優(yōu)點(diǎn)成功用于光學(xué)成像系統(tǒng)中。

金屬材料反射鏡具有很高的性價(jià)比，具有良好的可加工性，可在反射鏡上直接鉆孔或攻絲，易于實(shí)現(xiàn)反射鏡體與支撐結(jié)構(gòu)的一體化設(shè)計(jì)，既可以減少反射鏡支撐組件復(fù)雜性，又實(shí)現(xiàn)整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的熱特性匹配，實(shí)現(xiàn)整機(jī)被動(dòng)無熱化，可大大提高光學(xué)系統(tǒng)的溫度適應(yīng)性。

金屬反射鏡利用SPDT加工時(shí)，需要反射鏡具有較高的結(jié)構(gòu)剛度，這就要求反射鏡支撐結(jié)構(gòu)具有高剛度的特點(diǎn)。而在反射鏡裝調(diào)過程中，支撐結(jié)構(gòu)高的結(jié)構(gòu)剛度會引入安裝應(yīng)力、環(huán)境熱應(yīng)力等。采用柔性支撐結(jié)構(gòu)，可以隔離安裝應(yīng)力對反射鏡鏡面面形的影響，除此之外通過柔性支撐結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的變形可以吸收一定的振動(dòng)和沖擊，起到卸載應(yīng)力的作用。

現(xiàn)有技術(shù)中公開有一種鋁合金反射鏡一體化設(shè)計(jì)，該反射鏡結(jié)構(gòu)由反射鏡1，反射鏡2，安裝定位螺絲孔，第一柔性槽，第二柔性槽，第三柔性槽，第四柔性槽，輕量化結(jié)構(gòu)組成的，并針對126mm口徑主三反射鏡進(jìn)行有限元建模仿真,通過對反射鏡自重分析、模態(tài)分析和加工離心力分析，得出設(shè)計(jì)的主三反射鏡具有較高的動(dòng)態(tài)剛度,多種工況下反射鏡的鏡面形變化均低于1/40λ(λ＝632.8nm),可應(yīng)用于可見光系統(tǒng)中,為金屬反射鏡的集成設(shè)計(jì)和制造提供一定的參考。但該反射鏡柔性支撐結(jié)構(gòu)存在以下缺點(diǎn)：a)柔性支撐與鏡體一體化設(shè)計(jì)，反射鏡鏡面加工過程中由于柔性環(huán)節(jié)的存在容易產(chǎn)生鏡面離心變形，因此只適合中小口徑反射鏡的支撐設(shè)計(jì)；b)柔性支撐結(jié)構(gòu)與鏡體為一體化設(shè)計(jì)，柔性支撐結(jié)構(gòu)柔性槽加工難度大；c)反射鏡背部與支撐結(jié)構(gòu)之間相互干涉遮擋，不利于實(shí)現(xiàn)更高的輕量化率；d)反射鏡柔性支撐結(jié)構(gòu)的支撐剛度受限，只適合中小口徑光學(xué)系統(tǒng)。

現(xiàn)有技術(shù)中還公開有一種超大孔徑光學(xué)反射鏡多向柔性支撐結(jié)構(gòu)，包括大口徑反射鏡、錐套和柔節(jié)；所述大口徑反射鏡背部120°圓周均布三個(gè)支撐孔，所述支撐孔的錐度與所述錐套的錐度相同，每個(gè)支撐孔與一個(gè)錐套配合并通過膠粘結(jié)固定，每個(gè)錐套通過螺釘和銷釘固定一個(gè)柔節(jié)，所述柔節(jié)的上部通過螺釘與大口徑反射鏡的背部支撐板上的連接凸臺連接；在大口徑反射鏡背部均勻布置有三個(gè)柔節(jié)，每個(gè)柔節(jié)中具有4個(gè)橫向溝槽和2個(gè)縱向溝槽。這種結(jié)構(gòu)大多應(yīng)用在超大口徑非金屬反射鏡的柔性支撐結(jié)構(gòu)中，有如下缺點(diǎn)：1、支撐結(jié)構(gòu)復(fù)雜，包含反射鏡、柔節(jié)、錐套，包含多個(gè)安裝環(huán)節(jié)；2、工藝復(fù)雜，反射鏡與錐套使用膠粘接固定，粘接過程中需要監(jiān)測鏡面面形的穩(wěn)定性，如若粘接失敗，需要大量的時(shí)間進(jìn)行泡膠清理，周期較長。這種超大孔徑光學(xué)反射鏡多向柔性支撐結(jié)構(gòu)不利于實(shí)現(xiàn)快速制造，同時(shí)粘膠過程中的鏡面變形量不易控制。

現(xiàn)有技術(shù)中還公開有一種輕質(zhì)反射鏡柔性支撐裝置包括反射鏡、撓性環(huán)形支撐座、連接架、頂桿和安裝平臺，反射鏡正面為光學(xué)工作面，背面設(shè)置有圓形支撐孔，支撐孔周圍設(shè)置有若干個(gè)加強(qiáng)筋；撓性環(huán)形支撐座位于反射鏡的支撐孔中，撓性環(huán)形支撐座圓周方向邊緣處設(shè)置有消應(yīng)力狹縫，外壁上設(shè)置有數(shù)個(gè)與反射鏡連接的粘結(jié)襯塊；連接架位于撓性環(huán)形支撐座和安裝平臺之間，連接架端面設(shè)置有與頂桿配合形成運(yùn)動(dòng)副的球形槽；頂桿包括螺桿和設(shè)置在頂端的球頭，頂桿通過螺紋連接安裝在安裝平臺上。該裝置可用于在空間光學(xué)儀器中對反射鏡的支撐和姿態(tài)的精確調(diào)整。這種支撐結(jié)構(gòu)僅適合小口徑反射鏡的柔性支撐，支撐剛度低，同時(shí)存在粘接過程中變形量不可控制的問題。