一種大口徑反射鏡的復合柔性支撐結構，涉及空間光學遙感技術領域，解決了現有單一柔性支撐結構不能保證反射鏡面形精度而影響空間光學遙感器成像質量的問題。本發明專利技術包括與反射鏡進行小面積粘接的小粘接面錐套；與反射鏡背板相連的復合柔性支撐桿；小粘接面錐套與復合柔性支撐桿通過螺釘固定相連；復合柔性支撐桿上設置有L形溝槽和環形溝槽兩層柔性結構，4個L形溝槽沿著復合柔性支撐桿軸線均勻分布，前段與復合柔性支撐桿軸線平行，后段與軸線成60度夾角；內、外環形溝槽均由沿著圓周均布、寬度和弧度均相同的4段弧形槽組成。本發明專利技術利用兩層柔性環節，提高了鏡面面形精度，保證了空間光學遙感器的成像質量。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及空間光學遙感
，具體涉及一種大口徑反射鏡的復合柔性支撐結構。
技術介紹
空間光學遙感器在對地觀察、太空探測等領域的應用具有重要的科學和經濟意義。大口徑反射鏡是指通光孔徑大于500_的反射鏡，是空間光學遙感器光學系統中最重要的光學元件，它的面形精度直接決定著空間光學遙感器的成像質量。由于大口徑反射鏡鏡面尺寸大，重量重，鏡體質心靠向鏡面，背部支撐容易引起鏡面變形，因此如何保證反射鏡的面形精度以及提高面形的穩定性顯得尤為重要。大口徑反射鏡的支撐結構一般都采用單一柔性支撐結構，如圖I所示，大口徑反 射鏡的單一柔性支撐結構包括與反射鏡I進行全面積粘接的錐套3，錐套3外表面主要由粘接面A組成，通過粘接面A與反射鏡I進行全面積粘接；與反射鏡背板2通過螺釘連接的單一柔性支撐桿4 ;單一柔性支撐桿4上開有L形溝槽5 ;錐套3與單一柔性支撐桿4通過螺釘連接。其缺點主要有三個方面一、由于鏡體具有自身質量，在有重力與微重力狀態轉換的過程中，單一柔性支撐結構不能使鏡體產生純位移，在鏡面與錐套3的結合處殘留較大的應力，因此單一柔性支撐結構對鏡體自重引起的變形適應能力有所降低；二、只能在±3°C溫度范圍內保證鏡面面形精度不變化，當空間光學遙感器所處的空間環境存在較大的溫度變化時(例如大于±5°C)，由于反射鏡I和反射鏡背板2材料線膨脹系數的不一致性，使反射鏡I和反射鏡背板2伸縮出現不一致，而單一柔性支撐結構通過變形抵消熱應力的同時，不能完全釋放掉較大的熱應力而導致鏡面面形發生變化；三、錐套3的粘接方式為全面積粘接，使粘接面A—直延伸到鏡面附近，由于粘接劑存在殘余粘接應力容易引起鏡面變形。上述三個方面的缺點都會影響反射鏡I的面形精度，從而影響空間光學遙感器的成像質量，降低鏡面面形的穩定性。
技術實現思路
為了解決現有的單一柔性支撐結構不能保證反射鏡面形精度從而影響空間光學遙感器成像質量的問題，本專利技術提供一種大口徑反射鏡的復合柔性支撐結構。本專利技術為解決技術問題所采用的技術方案如下一種大口徑反射鏡的復合柔性支撐結構，包括與反射鏡通過粘接劑進行小面積粘接的小粘接面錐套，外表面主要由粘接面B和空刀面C組成；與反射鏡背板通過螺釘相連的復合柔性支撐桿；所述小粘接面錐套與所述復合柔性支撐桿通過螺釘固定相連；所述復合柔性支撐桿上設置有L形溝槽和環形溝槽兩層柔性結構，4個L形溝槽沿著復合柔性支撐桿軸線均勻分布，所述L形溝槽的前段與復合柔性支撐桿軸線平行，后段與復合柔性支撐桿軸線成60度夾角；所述環形溝槽由直徑不同的內環形溝槽和外環形溝槽組成，內環形溝槽和外環形溝槽均由沿著圓周均布的4段弧形槽組成，每段弧形槽的寬度和弧度均相同。所述L形溝槽沿著復合柔性支撐桿軸線間隔90度均布4個，相對的兩個L形溝槽切割方向相同，相鄰的兩個L形溝槽切割方向相反，L形溝槽的后段與復合柔性支撐桿軸線成60度夾角。所述內環形溝槽直徑小于外環形溝槽直徑，所述內環形溝槽和外環形溝槽均由四段弧形槽組成，每段弧形槽的寬度相同，弧度均為60度，相鄰兩段弧形槽之間間隔為30度，內環形溝槽的一段弧形槽與外環形溝槽的一端弧形槽之間重合15度。所述小粘接面錐套采用4J32材料制成。所述復合柔性支撐桿采用TC4材料制成。本專利技術的有益效果是本專利技術的復合柔性支撐結構，利用了兩層柔性環節，即通過L形溝槽和環形溝槽之間的配合，使大口徑反射鏡在重力及溫度變化時，鏡體只產生平行位·移而不殘留應力，使鏡面面形精度能夠在較寬的溫度范圍內(±15°C)保持穩定，有效地增強了大口徑反射鏡對裝配應力及外界環境的適應性；對于鏡體與小粘接面錐套的粘接則采用了一種小面積粘接方式，最大限度的避免了粘接劑及粘接殘余應力對鏡面面形的影響，保證了空間光學遙感器的成像質量。附圖說明圖I為圖I中單一柔性支撐結構的示意圖；圖2為現有的大口徑反射鏡的單一柔性支撐結構與反射鏡、反射鏡背板連接的示意圖；圖3為本專利技術的一種大口徑反射鏡的復合柔性支撐結構的示意圖；圖4為本專利技術中環形溝槽的結構示意圖；圖5為圖3中復合柔性支撐結構的工作原理示意圖。圖中1、反射鏡，2、反射鏡背板，3、錐套，4、單一柔性支撐桿，5、L形溝槽，6、小粘接面錐套，7、復合柔性支撐桿，8、內環形溝槽，9、外環形溝槽。具體實施例方式以下結合附圖對本專利技術作進一步詳細說明。如圖2所示，反射鏡I與反射鏡背板2通過支撐結構連接成為一體，反射鏡I采用SiC材料制成，直徑φ 676mm，中心厚70mm，反射鏡背板2采用4J32材料制成，長X寬X高為 460mmX400mmX38mm。如圖3所示，本專利技術的一種大口徑反射鏡的復合柔性支撐結構，主要包括小粘接面錐套6和復合柔性支撐桿7，小粘接面錐套6采用4J32材料制成，直徑Φ 74mm,高58mm，小粘接面錐套6的外表面主要由粘接面B和空刀面C組成，粘接面B為圓柱面，高為31. 5mm,空刀面C為圓柱面，高為26. 5mm,粘接面B設置在小粘接面錐套6的后端，空刀面C設置在小粘接面錐套6的前端，粘接面B通過粘接劑與反射鏡I進行小面積粘接，粘接面B距離鏡面較遠，降低了粘接劑殘余應力對鏡面面形的影響。復合柔性支撐桿7位于小粘接面錐套6的內部，復合柔性支撐桿7前端通過螺釘與小粘接面錐套6前端內部連接，復合柔性支撐桿7后端通過螺釘與反射鏡背板2連接，復合柔性支撐桿7采用TC4材料制成，與反射鏡背板2的連接面為圖3中的E面，外徑Φ67πιπι，內徑Φ43πιπι，螺釘孔分布圓Φ53πιπι，復合柔性支撐桿7與小粘接面錐套6的連接面外徑Φ59mm,內徑Φ43ι πι,螺釘孔分布圓Φ28ι πι。復合柔性支撐桿7上開有四個Imm寬的L形溝槽5，四個L形溝槽5在復合柔性支撐桿7內部空間間隔90度均布，兩個相對的L形溝槽5切割方向相同，兩個相鄰的L形溝槽5切割方向相反，四個L形溝槽5的前段均與復合柔性支撐桿7軸線平行，平行間距為16mm,四個L形溝槽5的后段均與復合柔性支撐桿7軸線成60度夾角，后段長度大于前段長度。如圖4所示，復合柔性支撐桿7的前端開有由交錯布局的內環形溝槽8和外環形溝槽9組成的環形溝槽，內環形溝槽8和外環形溝槽9的直徑不同，內環形溝槽8中心線直徑為Φ37. 5mm，外環形溝槽9中心線直徑為Φ41. 5mm,內環形溝槽8由四段弧形槽組成，每段弧形槽的寬度為O. 5mm,弧度為60度，相鄰兩段弧形槽之間間隔為30度，外環形溝槽9也 由四段弧形槽組成，每段弧形槽的寬度為O. 5mm，弧度為60度，相鄰兩段弧形槽之間間隔為30度，內環形溝槽8的一段弧形槽與外環形溝槽9的一端弧形槽之間重合15度。上述用到的所有螺釘均采用TB3材料制成。上述4J32材料與SiC材料有相近的線膨脹系數。如圖5所示，當空間光學遙感器所在的重力環境及溫度環境發生變化時，由于重力條件的變化以及各部件材料的線膨脹系數不一致，會出現反射鏡I的鏡體與反射鏡背板2之間的相互位置變化，若反射鏡背板2為剛性，則反射鏡I相對反射鏡背板2就會產生前傾及下移的趨勢，而單一柔性支撐結構不能釋放掉其位置變化引起的能量，大部分功將轉變成鏡體變形能，從而引起鏡面的局部嚴重變形，導致成像質量惡化，通過本專利技術的復合柔性支撐結構，在重力及溫度變化的影響下，可使反射鏡I沿著平行方向發生位移，本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種大口徑反射鏡的復合柔性支撐結構，其特征在于，包括：與反射鏡（1）通過粘接劑進行小面積粘接的小粘接面錐套（6），外表面主要由粘接面B和空刀面C組成；與反射鏡背板（2）通過螺釘相連的復合柔性支撐桿（7）；所述小粘接面錐套（6）與所述復合柔性支撐桿（7）通過螺釘固定相連；所述復合柔性支撐桿（7）上設置有L形溝槽（5）和環形溝槽兩層柔性結構，4個L形溝槽（5）沿著復合柔性支撐桿（7）軸線均勻分布，所述L形溝槽（5）的前段與復合柔性支撐桿（7）軸線平行，后段與復合柔性支撐桿（7）軸線成60度夾角；所述環形溝槽由直徑不同的內環形溝槽（8）和外環形溝槽（9）組成，內環形溝槽（8）和外環形溝槽（9）均由沿著圓周均布的4段弧形槽組成，每段弧形槽的寬度和弧度均相同。
【技術特征摘要】
1.一種大口徑反射鏡的復合柔性支撐結構，其特征在于，包括 與反射鏡(I)通過粘接劑進行小面積粘接的小粘接面錐套(6)，外表面主要由粘接面B和空刀面C組成； 與反射鏡背板(2)通過螺釘相連的復合柔性支撐桿(7)； 所述小粘接面錐套(6)與所述復合柔性支撐桿(7)通過螺釘固定相連； 所述復合柔性支撐桿(7 )上設置有L形溝槽(5 )和環形溝槽兩層柔性結構，4個L形溝槽(5)沿著復合柔性支撐桿(7)軸線均勻分布，所述L形溝槽(5)的前段與復合柔性支撐桿(7)軸線平行，后段與復合柔性支撐桿(7)軸線成60度夾角； 所述環形溝槽由直徑不同的內環形溝槽(8 )和外環形溝槽(9 )組成，內環形溝槽(8 )和外環形溝槽(9)均由沿著圓周均布的4段弧形槽組成，每段弧形槽的寬度和弧度均相同。2.根據權利要求I所述的一種大口徑反射鏡的復合柔性支撐結構，其特征在于，所...
【專利技術屬性】
技術研發人員：董吉洪，劉宏偉，徐抒巖，
申請(專利權)人：中國科學院長春光學精密機械與物理研究所，
類型：發明
國別省市：
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