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一種橢圓形反射鏡支撐裝置及反射鏡組件的制作方法

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一種橢圓形反射鏡支撐裝置及反射鏡組件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于光學(xué)零件結(jié)構(gòu)支撐領(lǐng)域,特別是一種高精度橢圓形反射鏡支撐裝置及反射鏡組件。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著空間科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,空間光學(xué)儀器的使用范圍越來(lái)越廣泛,使用要求越來(lái)越高。在空間光學(xué)儀器中,反射鏡是必不可少的關(guān)鍵部件之一,其在入軌過程中反射鏡自身的重量直接以指數(shù)倍數(shù)的關(guān)系影響發(fā)射成本,以及在軌工作狀態(tài)下的反射鏡面形精度及指向精度直接決定了儀器的性能,故反射鏡的設(shè)計(jì)及其支撐結(jié)構(gòu)的性能有重要的實(shí)際意義。
[0003]由于發(fā)射及外太空環(huán)境復(fù)雜,空間光學(xué)儀器需要承受熱、力學(xué)等多方面的環(huán)境考驗(yàn)。反射鏡作為重要部件,在發(fā)射階段要經(jīng)歷振動(dòng)、過載、沖擊的作用;入軌后,處于空間微重力環(huán)境領(lǐng)域的特殊工作環(huán)境,引起應(yīng)力釋放以及空間嚴(yán)苛的熱壞境作用下,這些都將引起反射鏡發(fā)生面形變化,從而導(dǎo)致空間光學(xué)儀器性能降低。
[0004]綜上所述,要求反射鏡部件設(shè)計(jì)既保證支撐及連接的剛度和強(qiáng)度,又降低其因環(huán)境載荷作用下發(fā)生的變形,同時(shí)考慮部件輕量化設(shè)計(jì)是十分必要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決現(xiàn)有橢圓形反射鏡組件支撐裝置無(wú)法保證反射鏡鏡面在空間熱環(huán)境載荷作用下發(fā)生的變形剛度以及在空間發(fā)射過程中振動(dòng)力學(xué)環(huán)境載荷作用下發(fā)生破壞的強(qiáng)度技術(shù)問題,同時(shí)解決反射鏡組件設(shè)計(jì)重量輕、空間占用包絡(luò)尺寸小的技術(shù)問題。本實(shí)用新型提供了一種橢圓形反射鏡支撐裝置及反射鏡組件。
[0006]本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是:
[0007]—種橢圓形反射鏡支撐裝置,其特征在于:包括U形槽2、U形兩腳支撐桿固定端1、斜桿3,所述U形槽2的左右兩個(gè)側(cè)壁的外表面均通過斜桿3與U形兩腳支撐桿固定端I連接;所述U形槽2的左右兩個(gè)側(cè)壁上均設(shè)置有U形兩腳支撐桿消應(yīng)力槽4,所述U形槽2的內(nèi)表面上設(shè)置有流膠槽5。
[0008]上述U形兩腳支撐桿消應(yīng)力槽4包括均垂直于U形槽2前、后端面的圓形孔和小通槽,所述小通槽與圓形孔相切。
[0009]上述流膠槽5為多條,所述流膠槽5為垂直于U形槽2前后端面的通槽。
[0010]上述斜桿3包括位于中間的支撐桿31和固定在支撐桿兩端的連接組件,所述連接組件包括第一撓性連接片32、轉(zhuǎn)接桿33和第二撓性連接片34,所述第一撓性連接片32、第二撓性連接片34均與轉(zhuǎn)接桿33連接,所述第二撓性連接片34與U形槽2或U形兩腳支撐桿固定端I連接;所述第一撓性連接片32與第二撓性連接片34的設(shè)置方向正交。
[0011]U形兩腳支撐桿固定端I上置有固定孔。
[0012]反射鏡組件,其特殊之處在于:包括反射鏡6、安裝平臺(tái)7以及三個(gè)或四個(gè)反射鏡支撐裝置,
[0013]所述反射鏡6的背面設(shè)置有多條輻射狀排列的軸對(duì)稱加強(qiáng)筋,反射鏡支撐裝置圓周均布在反射鏡6的背面;所述加強(qiáng)筋形狀與反射鏡支撐裝置的U形槽2相匹配;
[0014]反射鏡支撐裝置的U形槽2卡在加強(qiáng)筋上且粘合固定,U形兩腳支撐桿固定端I固定在安裝平臺(tái)7上。
[0015]上述U形兩腳支撐桿消應(yīng)力槽4包括均垂直于U形槽2前、后端面的圓形孔和小通槽,所述小通槽與圓形孔相切。
[0016]上述流膠槽5為多條,所述流膠槽5為垂直于U形槽2前后端面的通槽。
[0017]上述斜桿3包括位于中間的支撐桿31和固定在支撐桿兩端的連接組件,所述連接組件包括第一連撓性接片32、轉(zhuǎn)接桿33和第二撓性連接片34,所述第一撓性連接片32、第二撓性連接片34均與轉(zhuǎn)接桿連接,所述第二撓性連接片33與U形槽2或U形兩腳支撐桿固定端I連接;
[0018]所述第一撓性連接片32與第二撓性連接片34的設(shè)置方向正交。
[0019]U形兩腳支撐桿固定端I上置有固定孔,所述U形兩腳支撐桿固定端I通過螺釘固定在安裝平臺(tái)7上。
[0020]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0021]1、本實(shí)用新型所提供的反射鏡支撐裝置及反射鏡組件重量輕、空間占用包絡(luò)尺寸小、工藝可行、加工難度低、裝配和調(diào)試簡(jiǎn)單,同時(shí)能夠承受嚴(yán)酷的力學(xué)和熱學(xué)環(huán)境,無(wú)復(fù)雜機(jī)械接口。
[0022]2、本實(shí)用新型不但提高了大型高精度反射鏡支撐結(jié)構(gòu)的可靠性和穩(wěn)定性,而且為輕量化做出了貢獻(xiàn),具有很高的工程應(yīng)用價(jià)值。
【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1為本實(shí)用新型的一種橢圓形反射鏡U型支撐結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0024]圖2為高精度橢圓形反射鏡支撐技術(shù)示意圖;
[0025]圖3為高精度反射鏡減重結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]其中附圖標(biāo)記為:1-U形兩腳支撐桿固定端,2-U形槽,3-斜桿,4-U形兩腳支撐桿消應(yīng)力槽,5-流膠槽,6-反射鏡,7-安裝平臺(tái),8-螺釘。
【具體實(shí)施方式】
[0027]針對(duì)本實(shí)用新型高精度橢圓形反射鏡支撐結(jié)構(gòu)要求和特點(diǎn),結(jié)合使用環(huán)境和工藝性,提供了一種大型高精度橢圓形反射鏡支撐結(jié)構(gòu),如圖1所示,本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)不僅僅限于以下實(shí)施例。
[0028]—種反射鏡支撐裝置:包括U形兩腳支撐桿固定端1、U形槽2、斜桿3、U形兩腳支撐桿消應(yīng)力槽4和流膠槽5。
[0029]U形槽2內(nèi)表面與反射鏡6配合,U形兩腳支撐桿消應(yīng)力槽4置于U形槽2左右兩端的端面上,流膠槽5置于U形槽2內(nèi)表面上,U形兩腳支撐桿消應(yīng)力槽4和流膠槽5的方向均與U形槽2的前后端面正交,U形槽2外表面兩側(cè)均通過斜桿3與U形兩腳支撐桿固定端I連接。
[0030]斜桿3包括位于中間的支撐桿31和固定在支撐桿兩端的連接組件,所述連接組件包括第一撓性連接片32、轉(zhuǎn)接桿33和第二撓性連接片34,所述第一連接片32、第二撓性連接片34均與轉(zhuǎn)接桿33連接,第二撓性連接片34與U形槽2或U形兩腳支撐桿固定端I連接;第一撓性連接片32與第二撓性連接片34的設(shè)置方向正交。當(dāng)外界熱、力學(xué)環(huán)境發(fā)生變化時(shí),斜桿3可在兩個(gè)方向的連接片處產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)變形抵消的熱、力學(xué)應(yīng)變;連接片的寬度和厚度可根據(jù)具體熱、力學(xué)環(huán)境以及反射鏡6的結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行計(jì)算而得。
[0031]U形兩腳支撐桿消應(yīng)力槽4為垂直于U形槽2前后端面通槽,其上端為圓形孔,下端為與上端的圓孔相切的細(xì)小通槽,當(dāng)外界熱、力學(xué)環(huán)境發(fā)生變化時(shí),U形兩腳支撐桿消應(yīng)力槽4的下端細(xì)小通槽的寬度隨之變化,吸收外界能量,避免U形兩腳支撐桿與反射鏡的連接開口處應(yīng)力集中而撕裂膠層;槽的寬度可根據(jù)具體熱、力學(xué)環(huán)境以及反射鏡的結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行計(jì)算而得。流膠槽5為垂直于U形槽2前后端面的通槽,U形槽2通過內(nèi)表面抹結(jié)構(gòu)膠與反射鏡6粘接,流膠槽5的功能是方便控制膠量和增強(qiáng)反射鏡與U形槽2的貼合力,提高二者粘接的牢固性。
[0032]如圖2所示,基于橢圓形反射鏡支撐裝置的反射鏡組件,包括反射鏡6、安裝平臺(tái)7以及三個(gè)或四個(gè)反射鏡支撐裝置,如圖3所示橢圓形反射鏡背部八條輻射狀加強(qiáng)筋按特殊的角度對(duì)稱排布,優(yōu)化設(shè)計(jì)的碳纖維復(fù)材底座徑向方向熱膨脹系數(shù)接近零。反射鏡支撐裝置圓周均布在反射鏡6的背面;加強(qiáng)筋形狀與反射鏡支撐裝置的U形槽2相匹配;反射鏡支撐裝置的U形槽2卡在加強(qiáng)筋上且粘合固定,U形兩腳支撐桿固定端I固定在安裝平臺(tái)7上。一般為了對(duì)稱,反射鏡6底部有四個(gè)對(duì)稱安裝的支撐裝置,各U形兩腳支撐桿通過U形兩腳支撐桿固定端的通孔及螺釘8與安裝平臺(tái)7固連。
[0033]本實(shí)用新型選用殷鋼材料,其熱膨脹系數(shù)與反射鏡6的玻璃材料接近,可很大程度地降低熱變形。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種橢圓形反射鏡支撐裝置,其特征在于:包括U形槽(2)、U形兩腳支撐桿固定端(I)、斜桿(3),所述U形槽(2)的左右兩個(gè)側(cè)壁的外表面均通過斜桿(3)與U形兩腳支撐桿固定端(I)連接;所述U形槽(2)的左右兩個(gè)側(cè)壁上均設(shè)置有U形兩腳支撐桿消應(yīng)力槽(4),所述U形槽(2)的內(nèi)表面上設(shè)置有流膠槽(5)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的橢圓形反射鏡支撐裝置,其特征在于:所述U形兩腳支撐桿消應(yīng)力槽(4)包括均垂直于U形槽(2)前、后端面的圓形孔和小通槽,所述小通槽與圓形孔相切。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的橢圓形反射鏡支撐裝置,其特征在于:所述流膠槽(5)為多條,所述流膠槽(5)為垂直于U形槽(2)前后端面的通槽。4.根據(jù)權(quán)利要求1-3之任一所述的橢圓形反射鏡支撐裝置,其特征在于: 所述斜桿(3)包括位于中間的支撐桿(31)和固定在支撐桿兩端的連接組件,所述連接組件包括第一撓性連接片(32)、轉(zhuǎn)接桿(33)和第二撓性連接片(34),所述第一撓性連接片(32),第二撓性連接片(34)均與轉(zhuǎn)接桿(33)連接,所述第二撓性連接片(34)與U形槽(2)或U形兩腳支撐桿固定端(I)連接;所述第一撓性連接片(32)與第二撓性連接片(34)的設(shè)置方向正交。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的橢圓形反射鏡支撐裝置,其特征在于:U形兩腳支撐桿固定端(I)上置有固定孔。6.基于權(quán)利要求1-5之任一所述的橢圓形反射鏡支撐裝置的反射鏡組件,其特征在于:包括反射鏡(6)、安裝平臺(tái)(7)以及三個(gè)或四個(gè)反射鏡支撐裝置; 所述反射鏡(6)的背面設(shè)置有多條輻射狀排列的軸對(duì)稱加強(qiáng)筋,反射鏡支撐裝置圓周均布在反射鏡(6)的背面;所述加強(qiáng)筋形狀與反射鏡支撐裝置的U形槽(2)相匹配; 反射鏡支撐裝置的U形槽(2)卡在加強(qiáng)筋上且粘合固定,U形兩腳支撐桿固定端(I)固定在安裝平臺(tái)(7)上。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的反射鏡組件,其特征在于:所述U形兩腳支撐桿消應(yīng)力槽(4)包括均垂直于U形槽(2)前、后端面的圓形孔和小通槽,所述小通槽與圓形孔相切。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的反射鏡組件,其特征在于:所述流膠槽(5)為多條,所述流膠槽(5)為垂直于U形槽(2)前后端面的通槽。9.根據(jù)權(quán)利要求6-8之任一所述的反射鏡組件,其特征在于:所述斜桿(3)包括位于中間的支撐桿(31)和固定在支撐桿兩端的連接組件,所述連接組件包括第一連撓性接片(32)、轉(zhuǎn)接桿(33)和第二撓性連接片(34),所述第一連撓性接片(32)、第二撓性連接片(34)均與轉(zhuǎn)接桿連接,所述第二撓性連接片(33)與U形槽(2)或U形兩腳支撐桿固定端(I)連接; 所述第一撓性連接片(32)與第二撓性連接片(34)的設(shè)置方向正交。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的反射鏡組件,其特征在于:U形兩腳支撐桿固定端(I)上置有固定孔,所述U形兩腳支撐桿固定端(I)通過螺釘固定在安裝平臺(tái)(7)上。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種橢圓形反射鏡支撐裝置及反射鏡組件,包括U形槽、U形兩腳支撐桿固定端、斜桿、反射鏡,U形槽的左右兩個(gè)側(cè)壁的外表面均通過斜桿與U形兩腳支撐桿固定端連接;U形槽的左右兩個(gè)側(cè)壁上均設(shè)置有U形兩腳支撐桿消應(yīng)力槽,U形槽的內(nèi)表面上設(shè)置有流膠槽。本實(shí)用新型解決了現(xiàn)有反射鏡組件支撐裝置無(wú)法保證反射鏡鏡面在空間熱環(huán)境載荷作用下發(fā)生的變形剛度以及在空間發(fā)射過程中振動(dòng)力學(xué)環(huán)境載荷作用下發(fā)生破壞的強(qiáng)度技術(shù)問題。本實(shí)用新型所提供的反射鏡支撐裝置及反射鏡組件重量輕、空間占用包絡(luò)尺寸小、工藝可行、加工難度低、裝配和調(diào)試簡(jiǎn)單,同時(shí)能夠承受嚴(yán)酷的力學(xué)和熱學(xué)環(huán)境,無(wú)復(fù)雜機(jī)械接口。
【IPC分類】G02B7/182
【公開號(hào)】CN205193334
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520905879
【發(fā)明人】柴文義, 胡永明, 幺周石, 郭海超, 夏方園, 閆榮華
【申請(qǐng)人】中國(guó)科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所
【公開日】2016年4月27日
【申請(qǐng)日】2015年11月13日
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