泡沫夾心結(jié)構(gòu)輕質(zhì)掃描鏡及其制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種泡沫夾心結(jié)構(gòu)輕質(zhì)掃描鏡及其制作方法，掃描鏡為正面高反射率鏡面鋁板、中間發(fā)泡塑料和背面結(jié)構(gòu)鋁板的三明治結(jié)構(gòu)，泡沫夾心結(jié)構(gòu)輕質(zhì)掃描鏡的制作采用模具固定高發(fā)射率鏡面鋁板和結(jié)構(gòu)鋁板之后在中間填充發(fā)泡塑料成型的方式加工而成。本發(fā)明適用于光學(xué)成像儀器的機(jī)械掃描機(jī)構(gòu)，相對(duì)于傳統(tǒng)的一體化加工的掃描鏡，具有結(jié)構(gòu)質(zhì)量輕，負(fù)載力矩小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉的優(yōu)點(diǎn)，為掃描鏡的輕量化和掃描機(jī)構(gòu)的小型化提供了一種新方法。
【專利說(shuō)明】泡沬夾心結(jié)構(gòu)輕質(zhì)掃描鏡及其制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光學(xué)成像探測(cè)【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是掃描鏡的減重問(wèn)題，具體涉及泡沫夾心結(jié)構(gòu)輕質(zhì)掃描鏡及其制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在光學(xué)成像探測(cè)等很多領(lǐng)域，由于光學(xué)系統(tǒng)本身視場(chǎng)的局限，需要借助機(jī)械驅(qū)動(dòng)的掃描鏡來(lái)擴(kuò)展系統(tǒng)的視場(chǎng)，以完成對(duì)目標(biāo)的快速掃描成像。傳統(tǒng)的掃描鏡一般米用石英玻璃、SiC、金屬鈹和鋁等熱穩(wěn)定性好、剛度大的材料通過(guò)機(jī)械一體化加工制作而成，其中金屬鋁由于良好的光學(xué)反射率而被廣泛應(yīng)用在掃描鏡的制作和掃描鏡的鍍膜中。然而，由于大視場(chǎng)的光學(xué)成像系統(tǒng)所需要的掃描鏡尺寸比較大，從而導(dǎo)致由上述石英玻璃、SiC、金屬鈹和鋁等大密度材料制作的掃描鏡質(zhì)量太大，掃描機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)掃描鏡所需的力矩較大，從而導(dǎo)致掃描機(jī)構(gòu)的整體尺寸和質(zhì)量的增加，雖然可以在掃描鏡的背部制作輕量化孔，但是其減重效果依然不理想，且其加工周期長(zhǎng)、價(jià)格高。大質(zhì)量、長(zhǎng)加工周期、高價(jià)格的掃描鏡限制了光學(xué)成像系統(tǒng)在小型化、市場(chǎng)化等很多方面的應(yīng)用。因此，亟需一種能夠?qū)崿F(xiàn)掃描鏡輕量化且能夠?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)的掃描鏡結(jié)構(gòu)和掃描鏡制作方法來(lái)替代現(xiàn)有的一體式加工和背部輕量化減重方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種泡沫夾心結(jié)構(gòu)輕質(zhì)掃描鏡及其制作方法來(lái)解決上述大尺寸掃描鏡減重和實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)方面存在的問(wèn)題。
[0004]根據(jù)本發(fā)明提供的泡沫夾心結(jié)構(gòu)輕質(zhì)掃描鏡，包括:高反射率鏡面鋁板、化學(xué)發(fā)泡塑料、結(jié)構(gòu)鋁板；
[0005]化學(xué)發(fā)泡塑料位于高反射率鏡面鋁板與結(jié)構(gòu)鋁板之間；高反射率鏡面鋁板用于作為掃描鏡的功能性鏡面以反射物方光線到光學(xué)系統(tǒng)；作為結(jié)構(gòu)支撐件的結(jié)構(gòu)鋁板3的形狀與高反射率鏡面鋁板相一致。
[0006]優(yōu)選地，高反射率鏡面鋁板平行于結(jié)構(gòu)鋁板。
[0007]優(yōu)選地，高反射率鏡面鋁板的主體部分為橢圓形或者圓形。
[0008]優(yōu)選地，高反射率鏡面鋁板包括兩個(gè)定位邊，兩個(gè)定位邊的延伸方向相互垂直。
[0009]優(yōu)選地，高反射率鏡面鋁板與結(jié)構(gòu)鋁板之間通過(guò)冷卻后的化學(xué)發(fā)泡塑料的粘結(jié)力相結(jié)合。
[0010]優(yōu)選地，化學(xué)發(fā)泡塑料為聚氨酯泡沫塑料。
[0011]根據(jù)本發(fā)明提供的上述的泡沫夾心結(jié)構(gòu)輕質(zhì)掃描鏡的制作方法，其利用模具將正面高反射率鏡面鋁板和背面結(jié)構(gòu)鋁板固定，然后在固定的高反射率鏡面鋁板和結(jié)構(gòu)鋁板之間的模具型腔內(nèi)澆注適量的化學(xué)發(fā)泡塑料，澆注后密封澆注口，待化學(xué)發(fā)泡塑料冷卻后起模得到泡沫夾心結(jié)構(gòu)的掃描鏡。
[0012]優(yōu)選地，用于固定正面高反射率鏡面鋁板和背面結(jié)構(gòu)鋁板的模具材料為鋁合金或不銹鋼，模具結(jié)構(gòu)分上模、下模，上模、下模全部為凹模，上模、下模型腔的底面和掃描鏡正面高反射率鏡面鋁板和背面結(jié)構(gòu)鋁板的形狀相同；上模分型面上制作的凸出的定位機(jī)構(gòu)同下模分型面上制作的凹下的定位機(jī)構(gòu)配合以保證上模、下模型腔的定位精度；上模、下模分型面上制作有相互配合的漏斗形的澆口，以利于發(fā)泡塑料的注入；上模、下模分型面上制作有相互配合的長(zhǎng)方體盲孔以方便掃描鏡模型冷卻后的起模。
[0013]優(yōu)選地，模具上模、下模型腔和正面高反射率鏡面鋁板和背面結(jié)構(gòu)鋁板之間的配合為過(guò)渡配合。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)的石英玻璃、SiC、金屬鈹和鋁等大密度材料制作的掃描鏡相比，本發(fā)明具有質(zhì)量輕，負(fù)載力矩小，可大大簡(jiǎn)化掃描機(jī)構(gòu)的質(zhì)量和體積、節(jié)約生產(chǎn)成本的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明所述的泡沫夾心結(jié)構(gòu)輕質(zhì)掃描鏡的制作采用模具澆注發(fā)泡塑料成型的方法，相對(duì)于傳統(tǒng)的機(jī)械一體化加工方法，方法簡(jiǎn)單，易操作，加工周期短，成本低，適合于批量化生產(chǎn)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]通過(guò)閱讀參照以下附圖對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯:
[0016]圖1是本發(fā)明的泡沫夾心結(jié)構(gòu)輕質(zhì)掃描鏡厚度方向的結(jié)構(gòu)圖。
[0017]圖2是本發(fā)明的泡沫夾心結(jié)構(gòu)輕質(zhì)掃描鏡一個(gè)實(shí)施例的形狀。
[0018]圖3是本發(fā)明的泡沫夾心結(jié)構(gòu)輕質(zhì)掃描鏡制作所需模具裝配圖。
[0019]圖4是本發(fā)明的泡沫夾心結(jié)構(gòu)輕質(zhì)掃描鏡制作所需模具的上模。
[0020]圖5是本發(fā)明的泡沫夾心結(jié)構(gòu)輕質(zhì)掃描鏡制作所需模具的下模。
[0021]圖6是本發(fā)明的泡沫夾心結(jié)構(gòu)輕質(zhì)掃描鏡制作方法簡(jiǎn)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。以下實(shí)施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)。這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0023]本發(fā)明的泡沫夾心結(jié)構(gòu)掃描鏡減重的原理在于利用中間層發(fā)泡塑料的低密度多孔結(jié)構(gòu)代替原來(lái)的實(shí)心結(jié)構(gòu)，在利用正面的鏡面鋁保證掃描鏡的鏡面反射功能，利用背面的結(jié)構(gòu)鋁板保證掃描鏡剛度和同掃描機(jī)構(gòu)安裝的情況下實(shí)現(xiàn)掃描鏡的輕量化。
[0024]本發(fā)明的泡沫夾心結(jié)構(gòu)掃描鏡的制作方法利用模具固定正面的鏡面鋁板和背面的結(jié)構(gòu)鋁板，并在正面鏡面鋁板和背面結(jié)構(gòu)鋁板之間注入發(fā)泡塑料，利用發(fā)泡塑料發(fā)泡時(shí)的膨脹張力和模具型腔的平面度保證掃描鏡制作的平面度和平行度，利用發(fā)泡塑料冷卻后同鋁板之間的粘結(jié)力將正面鏡面鋁板和背部結(jié)構(gòu)鋁板粘結(jié)在一起。
[0025]具體地，下面結(jié)合附圖1至圖6對(duì)本發(fā)明的泡沫夾心結(jié)構(gòu)輕質(zhì)掃描鏡及其制作方法一個(gè)實(shí)施例的【具體實(shí)施方式】作詳細(xì)說(shuō)明:
[0026]如圖1所示，泡沫夾心結(jié)構(gòu)輕質(zhì)掃描鏡包括主要由正面的高反射率鏡面鋁板1、中間的聚氨酯泡沫塑料2和背面的結(jié)構(gòu)鋁板3組成的三明治結(jié)構(gòu)。正面高反射率鏡面鋁板I是掃描鏡的功能性鏡面，用于反射物方光線到光學(xué)系統(tǒng)。如圖2所示高反射率鏡面鋁板I的鏡面基本形狀為橢圓形，由于橢圓形的曲線不方便定位，因此為方便定位在橢圓結(jié)構(gòu)上加了兩個(gè)垂直方向的定位邊4。掃描鏡背面結(jié)構(gòu)鋁板3是掃描鏡的結(jié)構(gòu)支撐件，用于保證掃描鏡的剛度以及保證掃描鏡正面高反射率鏡面鋁板I和掃描機(jī)構(gòu)安裝時(shí)的平行度，其形狀同正面高反射率鏡面鋁板I完全一致。掃描鏡正面高反射率鏡面鋁板I和背部普通結(jié)構(gòu)鋁板3之間填充的聚氨酯泡沫塑料2為保證掃描鏡剛度的支撐結(jié)構(gòu)材料，同時(shí)也是掃描鏡的減重材料。掃描鏡正面高反射率鏡面鋁板1、背部普通結(jié)構(gòu)鋁板3同中間夾心的聚氨酯泡沫塑料2支撐結(jié)構(gòu)之間通過(guò)液態(tài)的聚氨酯泡沫塑料發(fā)泡冷卻后的粘性力聯(lián)接。
[0027]如圖6所示本發(fā)明所述泡沫夾心結(jié)構(gòu)輕質(zhì)掃描鏡的制作是通過(guò)圖3所示的模具固定正面高反射率鏡面鋁板I和背面結(jié)構(gòu)鋁板3，然后在兩塊鋁板之間的模具型腔中澆灌液態(tài)聚氨酯泡沫塑料2經(jīng)發(fā)泡冷卻成型后得到的。圖4和圖5所示用于固定正面高反射率鏡面鋁板和背面結(jié)構(gòu)鋁板的不銹鋼或鋁制模具分為上模5和下模6，上模5和下模6以厚度方向的中心平面為分型面，上下模全部為凹模。上下模型腔形狀7a和7b和掃描鏡正面鏡面鋁I和背面結(jié)構(gòu)鋁板3的形狀(圖2所示)相同。上模5和下模6之間通過(guò)螺栓利用上下配合的螺紋孔8a和Sb聯(lián)接，上模5分型面上制作有凸出的定位機(jī)構(gòu)9a同下模6分型面上凹下的定位機(jī)構(gòu)9b配合以保證上下模型腔7a和7b的定位精度。上模5和下模6上制作有相互配合的漏斗形澆口 IOa和10b，以利于液態(tài)聚氨酯塑料的注入。同時(shí)為方便起模，上模5和下模6上制作有相互配合的起模槽Ila和lib。
[0028]以上對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。
【權(quán)利要求】
1.一種泡沫夾心結(jié)構(gòu)輕質(zhì)掃描鏡，其特征在于，包括:高反射率鏡面鋁板、化學(xué)發(fā)泡塑料、結(jié)構(gòu)招板； 化學(xué)發(fā)泡塑料位于高反射率鏡面鋁板與結(jié)構(gòu)鋁板之間；高反射率鏡面鋁板用于作為掃描鏡的功能性鏡面以反射物方光線到光學(xué)系統(tǒng)；作為結(jié)構(gòu)支撐件的結(jié)構(gòu)鋁板的形狀與高反射率鏡面鋁板相一致。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的泡沫夾心結(jié)構(gòu)輕質(zhì)掃描鏡，其特征在于，高反射率鏡面鋁板平行于結(jié)構(gòu)鋁板。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的泡沫夾心結(jié)構(gòu)輕質(zhì)掃描鏡，其特征在于，高反射率鏡面鋁板的主體部分為橢圓形或者圓形。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的泡沫夾心結(jié)構(gòu)輕質(zhì)掃描鏡，其特征在于，高反射率鏡面鋁板包括兩個(gè)定位邊，兩個(gè)定位邊的延伸方向相互垂直。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的泡沫夾心結(jié)構(gòu)輕質(zhì)掃描鏡，其特征在于，高反射率鏡面鋁板與結(jié)構(gòu)鋁板之間通過(guò)冷卻后的化學(xué)發(fā)泡塑料的粘結(jié)力相結(jié)合。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的泡沫夾心結(jié)構(gòu)輕質(zhì)掃描鏡，其特征在于，化學(xué)發(fā)泡塑料為聚氨酯泡沫塑料。
7.—種權(quán)利要求1所述的泡沫夾心結(jié)構(gòu)輕質(zhì)掃描鏡的制作方法，其特征在于:利用模具將正面高反射率鏡面鋁板和背面結(jié)構(gòu)鋁板固定，然后在固定的高反射率鏡面鋁板和結(jié)構(gòu)鋁板之間的模具型腔內(nèi)澆注適量的化學(xué)發(fā)泡塑料，澆注后密封澆注口，待化學(xué)發(fā)泡塑料冷卻后起模得到泡沫夾心結(jié)構(gòu)的掃描鏡。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的泡沫夾心結(jié)構(gòu)輕質(zhì)掃描鏡的制作方法，其特征在于:用于固定正面高反射率鏡面鋁板和背面結(jié)構(gòu)鋁板的模具材料為鋁合金或不銹鋼，模具結(jié)構(gòu)分上模、下模，上模、下模全部為凹模，上模、下模型腔的底面和掃描鏡正面高反射率鏡面鋁板和背面結(jié)構(gòu)鋁板的形狀相同；上模分型面上制作的凸出的定位機(jī)構(gòu)同下模分型面上制作的凹下的定位機(jī)構(gòu)配合以保證上模、下模型腔的定位精度；上模、下模分型面上制作有相互配合的漏斗形的澆口，以利于發(fā)泡塑料的注入；上模、下模分型面上制作有相互配合的長(zhǎng)方體盲孔以方便掃描鏡模型冷卻后的起模。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的泡沫夾心結(jié)構(gòu)輕質(zhì)掃描鏡的制作方法，其特征在于:模具上模、下模型腔和正面高反射率鏡面鋁板和背面結(jié)構(gòu)鋁板之間的配合為過(guò)渡配合。
【文檔編號(hào)】G02B26/10GK103631014SQ201310647967
【公開日】2014年3月12日 申請(qǐng)日期:2013年12月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月4日
【發(fā)明者】關(guān)冉, 謝巍, 侯麗偉, 曹德華, 周德亮, 劉素芳, 王兵兵, 臧元章, 鄒鍶, 俞旭輝, 王曉東 申請(qǐng)人:中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第五十研究所