一種反射鏡彈性中心支撐結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
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[0001]本發(fā)明涉及空間光學(xué)遙感技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種反射鏡彈性中心支撐結(jié)構(gòu)，它適用于中小口徑反射鏡以及口徑小于800m的大口徑的望遠(yuǎn)鏡。
【背景技術(shù)】
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[0002]反射鏡作為光學(xué)系統(tǒng)中的一個關(guān)鍵元件，它的面形精度直接影響著光學(xué)系統(tǒng)的成像質(zhì)量。反射鏡在制造裝配、地面試驗、運(yùn)載發(fā)射以及在軌工作等過程中，會受到重力、溫度變化以及振動等各種復(fù)雜環(huán)境因素的影響，而這些復(fù)雜的環(huán)境因素容易使其面形和位置(剛體位移和轉(zhuǎn)角)發(fā)生變化，導(dǎo)致光學(xué)系統(tǒng)的成像質(zhì)量變差。
[0003]反射鏡鏡面的微小變形都會導(dǎo)致光學(xué)成像質(zhì)量變差。由于支撐結(jié)構(gòu)和反射鏡直接接觸，首先要保證反射鏡正確的空間位置，即實現(xiàn)定位功能;然后要能有效的隔離外界變化對反射鏡的影響，比如反射鏡自身重力引起的變形、空間環(huán)境存在較大的溫度變化時，各部件間熱膨脹系數(shù)不匹配產(chǎn)生的熱應(yīng)力導(dǎo)致的鏡面面形發(fā)生變化等，從而保證光學(xué)系統(tǒng)優(yōu)良的成像質(zhì)量。
[0004]由于前期的項目研制和地面試驗過程中，某些情況下，需要對反射鏡進(jìn)行拆卸和重復(fù)裝配，支撐結(jié)構(gòu)需要具有較好的重復(fù)性，方便拆卸，重復(fù)安裝。

【發(fā)明內(nèi)容】

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[0005]本發(fā)明目的是設(shè)計一種結(jié)構(gòu)緊湊、可靠性極高、重量輕、熱應(yīng)力小、能夠重復(fù)可拆卸的反射鏡彈性中心支撐結(jié)構(gòu)。
[0006]如何設(shè)計一個輕小緊湊的中心支撐結(jié)構(gòu)，在可靠性高的同時，增強(qiáng)反射鏡對裝配應(yīng)力和外界環(huán)境的適應(yīng)性，獲得高精度的面形，且能夠重復(fù)可拆卸，是本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題。
[0007]具體發(fā)明如附圖1所示。
[0008]1.反射鏡彈性中心支撐結(jié)構(gòu)包括中心芯軸1、螺紋嵌套2、M3螺釘3、螺紋壓圈一4以及螺紋壓圈二 5。螺紋嵌套2膠結(jié)固定在中心芯軸I的外圓周沉孔1-1內(nèi)，所述的M3螺釘3擰入螺紋嵌套2，中心芯軸I固定在安裝背板上，通過擰緊M3螺釘3使中心芯軸I彈性葉片收緊，中心芯軸I的外圓尺寸小于反射鏡內(nèi)孔，將中心芯軸I放入反射鏡內(nèi)孔，松開M3螺釘3使中心芯軸I彈性葉片脹開，與反射鏡過盈緊密配合，螺紋壓圈一 4以及螺紋壓圈二 5從中心芯軸I頂部旋入，壓靠在反射鏡臺階面上。
[0009]2.中心芯軸I采用TC4材料制成，為空心軸，外圓周上均勻分布有12個彈性葉片1-2，每個彈性葉片后面都有弧形槽1-3，外圓周上分布有36個外圓周沉孔1-1，呈3X12均勻分布。底部端面通過螺釘固定在安裝背板上，頂部為外螺紋。
[0010]3.螺紋嵌套2采用TC4材料制成，為T形結(jié)構(gòu)，中間為M3螺紋孔。
[0011]4.M3螺釘3為內(nèi)六角螺釘，采用TC4材料制成。
[0012]5.螺紋壓圈一4以及螺紋壓圈二5為內(nèi)螺紋，螺紋與中心芯軸I配做。螺紋壓圈4端面均布三個小凸臺，凸臺后面加工有彈性槽。
[0013]6.拆卸時再次擰緊M 3螺釘3使中心芯軸I彈性葉片收緊，中心芯軸I的外圓尺寸小于反射鏡內(nèi)孔，將中心芯軸從反射鏡內(nèi)孔取出。
[0014]本發(fā)明的優(yōu)點在于:
[0015]1.本發(fā)明通過擰緊和松開M3螺釘來控制中心芯軸的外圓尺寸，實現(xiàn)中心芯軸與反射鏡的緊密配合，操作簡單；
[0016]2.本發(fā)明所述的中心芯軸具有雙層彈性葉片，空間環(huán)境溫度變化時，能夠消除反射鏡與支撐結(jié)構(gòu)熱不匹配所產(chǎn)生的熱應(yīng)力，從而保證反射鏡面形的穩(wěn)定性，光學(xué)系統(tǒng)成像質(zhì)量高；
[0017]3.本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，通過中心芯軸對反射鏡中心定位，裝配過程中，沒有多余的外在因素影響，且能夠多次拆卸，反復(fù)安裝，可重復(fù)性高；
[0018]4.本發(fā)明中所述的中心芯軸外圓與反射鏡內(nèi)孔之間圓周向多點接觸，均勻受力，避免了單點線接觸所帶來的應(yīng)力，從而獲得良好的光學(xué)面形。
【附圖說明】
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[0019]圖1是本發(fā)明中心支撐結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2是本發(fā)明中心支撐結(jié)構(gòu)剖視圖；
[0021]圖3是本發(fā)明中心芯軸示意圖；
[0022]圖中:1--中心芯軸；
[0023]2一一螺紋嵌套；
[0024]3——M3 螺釘；
[0025]4--螺紋壓圈一；
[0026]5--螺紋壓圈二；
[0027 ]1-1--中心芯軸外圓沉孔；
[0028]1-2--中心芯軸彈性葉片；
[0029]1-3——中心芯軸彈性槽。
【具體實施方式】
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[0030]下面根據(jù)圖1給出本發(fā)明一個較好實施例，用以說明本發(fā)明的結(jié)構(gòu)特征和實施方法，而非用來限定本發(fā)明的范圍。
[0031]本實施例中，反射鏡為上海硅酸鹽研究所生產(chǎn)，用于某型號衛(wèi)星相機(jī)主光學(xué)系統(tǒng)望遠(yuǎn)鏡。有效口徑Φ 600mm，材料為SIC，中心開有直徑Φ 190mm的圓孔，輕量化后重量約19Kg。安裝背板采用高強(qiáng)度的鋁基復(fù)合材料制成。
[0032]本實施例中反射鏡彈性中心支撐結(jié)構(gòu)包括:中心芯軸1、螺紋嵌套2、M3螺釘3、螺紋壓圈一4以及螺紋壓圈二5。
[0033]1.中心芯軸1:中心芯軸I由高強(qiáng)度、高剛度的TC4材料制造。中心芯軸I為空心軸，通過機(jī)械加工保證尺寸精度和形位公差，中心芯軸I外圓尺寸比反射鏡內(nèi)孔大0.10mm，圓柱度小于0.01mm。通過電火花加工出彈性槽。外圓周上均布有36個沉孔，用于粘接螺紋嵌套2。中心芯軸I端面通過螺釘連接固定在安裝底板上。中心芯軸I安裝在安裝背板上；
[0034]2.螺紋嵌套2以及M3螺釘3:螺紋嵌套2以及M3螺釘3使用TC4材料制成，螺紋嵌套2通過環(huán)氧EC2216粘接在中心芯軸外圓周沉孔內(nèi)。使用M3螺釘3擰入粘接好的螺紋嵌套2內(nèi)，通過擰緊和松開M3螺釘3來控制中心芯軸I的外圓尺寸；
[0035]3.螺紋壓圈一4以及螺紋壓圈二5:螺紋壓圈一4以及螺紋壓圈二5為內(nèi)螺紋，螺紋與中心芯軸I配做。
[0036]4.裝配:裝配前徹底清洗零件，保證無灰塵異物，保證裝配環(huán)境潔凈。通過擰緊M3螺釘3使中心芯軸I的彈性葉片收緊，保證中心芯軸I外圓尺寸小于反射鏡內(nèi)孔尺寸，此時外圓尺寸比反射鏡內(nèi)孔小約0.06mm，將中心芯軸放入反射鏡內(nèi)孔。旋即將M3螺釘3拆除，中心芯軸I由于彈性作用，彈性葉片恢復(fù)到之前的尺寸，此時中心芯軸I外圓尺寸比反射鏡內(nèi)孔大約0.08mm，從而實現(xiàn)中心芯軸I外圓與反射鏡內(nèi)孔的過盈緊密配合，螺紋壓圈一 4從中心芯軸I頂部螺紋旋入，并壓靠在反射鏡中心孔臺階面端面上，螺紋壓圈二 5壓靠在螺紋壓圈一4上，雙螺紋壓圈防松，裝配完成。
[0037]5.拆卸和重復(fù)安裝:螺紋壓圈5從中心芯軸I頂部螺紋旋出，通過擰緊M3螺釘3將中心芯軸I的彈性葉片收緊，保證中心芯軸I外徑尺寸小于反射鏡6內(nèi)孔直徑，從而可以完成中心芯軸的拆卸。
[0038]如上所述，反射鏡彈性中心支撐結(jié)構(gòu)可有效地實現(xiàn)反射鏡的支撐定位，中心芯軸的彈性彈片可以消除反射鏡和支撐結(jié)構(gòu)之間產(chǎn)生的應(yīng)力，通過擰緊與松開M3螺釘可以有效的控制中心芯軸的外圓尺寸，實現(xiàn)與反射鏡的過盈緊密配合。中心芯軸外圓與反射鏡內(nèi)孔之間圓周向多點接觸，均勻受力，避免了單點線接觸所帶來的應(yīng)力，從而獲得良好的光學(xué)面形。支撐結(jié)構(gòu)輕小緊湊，操作簡單。可重復(fù)性高，可以多次拆卸和反復(fù)安裝。
【主權(quán)項】
1.一種反射鏡彈性中心支撐結(jié)構(gòu)，包括中心芯軸(I)、螺紋嵌套(2)、M3螺釘(3)、螺紋壓圈一 (4)以及螺紋壓圈二 (5)，其特征在于: 所述的螺紋嵌套(2)膠結(jié)固定在中心芯軸(I)的外圓周沉孔(1-1)內(nèi)，所述的M3螺釘(3)擰入螺紋嵌套(2)，所述的中心芯軸(I)固定在安裝背板上，通過擰緊M3螺釘(3)使中心芯軸(I)彈性葉片收緊，中心芯軸(I)的外圓尺寸小于反射鏡內(nèi)孔，將中心芯軸(I)放入反射鏡內(nèi)孔，松開M3螺釘(3)使中心芯軸(I)彈性葉片脹開，與反射鏡過盈緊密配合，所述的螺紋壓圈一 (4)以及螺紋壓圈二 (5)從中心芯軸(I)頂部旋入，壓靠在反射鏡臺階面上。2.如權(quán)利要求1所述的一種反射鏡彈性中心支撐結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的中心芯軸(I)采用TC4材料制成，為空心軸，外圓周上均勻分布有12個彈性葉片(1-2)，每個彈性葉片后面都有弧形槽(1-3)，外圓周上分布有36個外圓周沉孔(1-1)，呈3X12均勻分布，底部端面通過螺釘固定在安裝背板上，頂部為外螺紋。3.如權(quán)利要求1所述的一種反射鏡彈性中心支撐結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的螺紋嵌套(2)采用TC4材料制成，為T形結(jié)構(gòu)，中間為M3螺紋孔。4.如權(quán)利要求1所述的一種反射鏡彈性中心支撐結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的M3螺釘(3)為內(nèi)六角螺釘，米用TC4材料制成。5.如權(quán)利要求1所述的一種反射鏡彈性中心支撐結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的螺紋壓圈一(4)為內(nèi)螺紋，螺紋與中心芯軸(I)相配，螺紋壓圈一(4)端面均布三個小凸臺，凸臺后面加工有彈性槽。6.如權(quán)利要求1所述的一種反射鏡彈性中心支撐結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的螺紋壓圈二(5)為內(nèi)螺紋，螺紋與中心芯軸(I)相配。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種反射鏡彈性中心支撐結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括中心芯軸、螺紋嵌套、M3螺釘和螺紋壓圈。所述螺紋嵌套膠結(jié)固定在中心芯軸的外圓周沉孔內(nèi)，所述的M3螺釘擰入螺紋嵌套。所述的中心芯軸固定在安裝背板上，通過擰緊M3螺釘使中心芯軸彈性葉片收緊，中心芯軸的外圓尺寸小于反射鏡內(nèi)孔，將中心芯軸放入反射鏡內(nèi)孔，松開M3螺釘使中心芯軸彈性葉片脹開，與反射鏡過盈緊密配合。所述的螺紋壓圈一、螺紋壓圈二從中心芯軸頂部旋入，壓靠在反射鏡臺階面上。其優(yōu)點在于輕小緊湊、熱應(yīng)力小、多點緊密配合、反射鏡面形小、易于拆卸和重復(fù)安裝。該結(jié)構(gòu)可以成功應(yīng)用于中小口徑望遠(yuǎn)鏡以及口徑小于800mm的大口徑望遠(yuǎn)鏡。
【IPC分類】G02B7/18
【公開號】CN105511050
【申請?zhí)枴緾N201610020772
【發(fā)明人】閆志欣, 陳宗漢, 羅家駿, 沈佳毅
【申請人】中國科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所
【公開日】2016年4月20日
【申請日】2016年1月13日