[實用新型]一種大口徑反射鏡的支撐結構及支撐組件

有效

• 申請號: 201820886315.4
• 申請日: 2018-06-08
• 公開（公告）號: CN208270836U
• 公開（公告）日: 2018-12-21
• 發明（設計）人: 孫麗軍;胡炳樑;李立波;趙強;孫劍;武俊強;王帥
• 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: G02B7/183
• 分類號: G02B7/183
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 汪海艷

本實用新型的大口徑反射鏡的支撐結構及支撐組件，涉及空間光學遙感器技術領域，解決了現有支撐結構存在的熱應力影響反射鏡面形精度的問題，進一步地還解決了粘接應力及裝配應力影響反射鏡面形精度的問題。本實用新型的支撐結構，包括嵌套和支撐柔鉸，嵌套包括嵌套本體，嵌套本體的端面上沿周向均布N段等弧度等寬度并在軸向上貫穿嵌套的溝槽，其中N為大于等于2的自然數；嵌套的外壁陣列設置有注膠孔。本實用新型的支撐組件包括支撐結構，還包括與不同位置高度的注膠孔對應的不同長度的輔助注膠釘。本實用新型的支撐結構及支撐組件，用于大口徑反射鏡的低應力高穩定性支撐。

技術領域

本實用新型涉及空間光學遙感器技術領域，具體涉及一種大口徑反射鏡的支撐結構及支撐組件。

背景技術

隨著空間對地觀測技術的發展，對空間遙感器的分辨率提出了越來越高的要求。大口徑反射鏡作為高分辨率空間遙感器的核心元件，其面形精度直接影響著空間遙感器的成像質量。為降低發射成本，通常對大口徑反射鏡進行高輕量化設計，這削弱了反射鏡抵抗重力、溫度及裝配應力等外界環境的能力，從而影響反射鏡的面形精度。反射鏡的面形精度與反射鏡的支撐結構有很大的關系，良好的支撐結構可以降低面形對重力、溫度及裝配應力等外界載荷的敏感度，因此反射鏡支撐結構設計成為保證面形精度的重要環節。

大口徑反射鏡的支撐廣泛采用如圖1所述的支撐結構，包括嵌套101，嵌套101的外環面A與反射鏡內孔進行全面積粘接；還包括與反射鏡背板通過螺釘連接的柔性支撐桿102，柔性支撐桿102通過螺釘與嵌套101連接，柔性支撐桿102上設置有L型柔槽103，用于釋放外部反射鏡組件安裝板帶來的熱應力和裝配應力。

上述支撐結構存在的缺陷是：

1、為削弱溫度載荷導致的熱應力，嵌套101采用可調節線膨脹系數的鐵鎳合金，與反射鏡材料線膨脹系數進行匹配，達到鏡體材料、嵌套材料及粘接劑三者的變形協調。然而在寬溫度工況(例如溫度變化范圍大于±5℃)下或者應用到線膨脹系數較小的ULE(接近零膨脹)和微晶鏡體時，鏡體、嵌套與粘接劑三者的變形難以協調，從而產生較大的熱應力，帶來面形穩定性差的問題。同時，膠層固化時膠層收縮會產生拉應力，將分別作用于嵌套和反射鏡，嵌套 101剛性較大，抗變形能力強，從而易導致反射鏡粘接區域鏡面鼓包變形。

2、在嵌套101的A面涂膠與主鏡孔環帶全面積粘接，結合界面連接成片，均勻性差，易產生局部缺膠或根部膠水堆積溢出，膠水堆積處產生較大局部應力，不利于反射鏡獲得高的面形精度。

3、柔性支撐桿102在卸載重力引起的變形時，受其垂直交叉的L型柔槽限制，僅能產生較為單一的變形，因此會殘留一部分外部反射鏡組件安裝板帶來的裝配應力，這對小型反射鏡影響較小，但對于面形精度要求高的大口徑反射鏡來說，則會產生比較明顯的面形誤差。

上述缺陷都是由于支撐結構中存在應力而影響反射鏡的面形精度，降低了反射鏡面形的穩定性，從而影響空間遙感器的成像質量。

發明內容

本實用新型提供一種大口徑反射鏡的支撐結構，以解決現有支撐結構中存在的熱應力影響反射鏡面形精度的問題，進一步地還解決了粘接應力及裝配應力對反射鏡面形精度影響的問題，實現對大口徑反射鏡的低應力高穩定性支撐。

本實用新型的技術解決方案是：一種大口徑反射鏡的支撐結構，包括嵌套與支撐柔鉸，所述嵌套外壁與反射鏡鏡孔固連，所述支撐柔鉸的一端與所述嵌套固定連接，支撐柔鉸的另一端與外部反射鏡組件安裝板固定連接，其特殊之處在于，所述嵌套包括嵌套本體，嵌套本體的端面上沿周向均布N段等弧度等寬度并在軸向上貫穿嵌套的溝槽，其中N為大于等于2的自然數。采用上述沿周向均布的弧形溝槽即可有效地消除支撐結構中存在的熱應力。

更進一步地，溝槽與嵌套外壁之間的距離小于與嵌套內壁之間的距離，溝槽與嵌套外壁之間為撓性薄片。該撓性薄片可降低支撐結構的局部剛度，進一步地釋放溫度變化較大時鏡體、嵌套與粘接劑三者的變形難以協調而產生的熱應力及膠層固化收縮而產生的應力。