[實用新型]可調節反射鏡Bipod柔性支撐結構及支撐裝置

有效

• 申請號: 201720931601.3
• 申請日: 2017-07-28
• 公開（公告）號: CN207051570U
• 公開（公告）日: 2018-02-27
• 發明（設計）人: 劉貝;王煒;鳳良杰;屈艷軍;李旭鵬;成鵬飛;石進峰;任國瑞;王肖;樊學武
• 申請（專利權）人: 中國科學院西安光學精密機械研究所
• 主分類號: G02B7/18
• 分類號: G02B7/18;G02B7/183
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司61211
• 代理人: 陳廣民

技術領域

本實用新型屬于空間光學技術領域，具體涉及一種可調節反射鏡Bipod柔性支撐結構及支撐裝置。

背景技術

反射鏡作為空間相機的核心部件，其面形精度和位置精度直接影響到光學系統的成像質量。為減小膠粘應力及溫度變化產生的熱應力對反射鏡面形精度的影響，反射鏡通常采用Bipod柔性支撐結構與主承力結構進行連接。在空間相機設備裝調過程中，反射鏡與支撐結構的裝調是保證整機光學性能的重要環節。

2015年2月，中國科學院長春光學精密機械與物理研究所的張麗敏等人在論文《Bipod柔性結構在小型反射鏡支撐中的應用》(光學精密工程，第23卷第2期)中提出了一種由3組Bipod組成的柔性支撐結構，用于提高在實際工作條件下小型反射鏡的面形精度。為了避免不對稱性對反射鏡造成的影響，該柔性支撐結構是根據光學設計要求整體加工而成的具有固定參數的結構。

在地面進行相機裝調時，由于重力的影響，反射鏡與Bipod柔性支撐結構裝調需采用光軸水平方式進行檢測。在光軸水平裝調時，反射鏡面形精度對支撐位置非常敏感，為減小光軸水平方向檢測、裝調時反射鏡的傾覆力矩，需要使Bipod柔性支撐結構柔性桿交點形成的面接近反射鏡重心所在平面，這有利于控制反射鏡的面形精度和傾角。另外，目前空間相機的反射鏡大多選用碳化硅材料，由于制備過程中各環節加工誤差的疊加，雖然最終得到的反射鏡可達到光學設計要求，但其外形和重心與設計的反射鏡都存在一定差異，如果按照初始設計進行裝調，反射鏡與支撐結構的安裝位置將產生偏離。采用整體加工的具有固定參數的柔性支撐結構無法針對實際裝調情況進行調節控制，為了達到反射鏡面形精度的設計要求，則必須對支撐結構進行反復加工和裝調測試，裝調精度差且效率低下。

實用新型內容

本實用新型目的是提供一種可調節反射鏡Bipod柔性支撐結構及支撐裝置，解決了傳統的反射鏡支撐結構存在的裝調精度差且效率低下的技術問題。

本實用新型的技術解決方案是：一種可調節反射鏡Bipod柔性支撐結構，包括兩個頂部相連的柔性桿，其特殊之處在于：還包括雙向調節機構；

所述雙向調節機構包括固定支架和安裝于固定支架上的雙向滾珠絲杠，雙向滾珠絲杠的兩端各設置一個絲杠接頭；雙向滾珠絲杠具有兩段螺距相同但旋向相反的螺紋，當雙向滾珠絲杠旋轉時，兩個絲杠接頭沿滾珠絲杠對稱移動；兩個柔性桿的底部分別與兩個絲杠接頭鉸接，兩個柔性桿可繞頂部連接點轉動；

所述固定支架上還設置有用于驅動雙向滾珠絲杠旋轉的伺服電機和用于記錄反饋雙向滾珠絲杠旋轉方向和角度的電位器。

進一步地，上述柔性桿包括一個徑向柔節和在徑向柔節兩端對稱設置的兩個切向柔節，所述徑向柔節可沿反射鏡的半徑方向彈性形變，所述切向柔節可沿反射鏡的切線方向彈性形變。

進一步地，上述徑向柔節通過中部連接塊與切向柔節的一端相連，所述切向柔節的另一端設置有端部連接塊，所述端部連接塊內安裝圓錐滾子軸承。

進一步地，上述固定支架上還設置有兩個與雙向滾珠絲杠平行的直線導軌，所述雙向滾珠絲杠位于兩個直線導軌之間；每個直線導軌上均設置有兩個滑塊，其中一個滑塊與雙向滾珠絲杠的一個絲杠接頭相連，另一個滑塊與雙向滾珠絲杠的另一個絲杠接頭相連；位于雙向滾珠絲杠同一端的兩個滑塊和一個絲杠接頭通過支撐座連接為一體，柔性桿的底部通過轉軸安裝于所述支撐座上。

進一步地，上述固定支架上還設置有減速箱，所述減速箱內設置有蝸輪蝸桿組件，蝸桿通過柔性聯軸器與伺服電機相連，蝸輪通過柔性聯軸器與雙向滾珠絲杠一端相連；所述電位器通過柔性聯軸器與雙向滾珠絲杠的另一端相連。

進一步地，兩個柔性桿的頂部通過一個三角形支撐框相連，所述三角形支撐框的兩個底角分別與兩個柔性桿的頂部鉸接。

進一步地，上述三角形支撐框是由三個面板組成的截面為等邊三角形的框架結構，每個面板上均設置有至少兩個用于固定反射鏡的安裝孔。

本實用新型還提供一種基于上述的可調節反射鏡Bipod柔性支撐結構的支撐裝置，其特殊之處在于：包括三個在反射鏡周面上軸對稱設置的固定嵌件，每個固定嵌件的底部均安裝一個可調節反射鏡Bipod柔性支撐結構；所述固定嵌件與反射鏡膠接固定，固定嵌件與可調節反射鏡Bipod柔性支撐結構內的柔性桿頂部螺接固定；三個固定嵌件的中心與反射鏡的重心重合，三個固定嵌件的中心所在平面垂直于反射鏡的光軸。