一种椭圆形反射镜支撑装置及反射镜组件

摘要

本发明涉及一种椭圆形反射镜支撑装置及反射镜组件，包括U形槽、U形两脚支撑杆固定端、斜杆、反射镜，U形槽的左右两个侧壁的外表面均通过斜杆与U形两脚支撑杆固定端连接；U形槽的左右两个侧壁上均设置有U形两脚支撑杆消应力槽，U形槽的内表面上设置有流胶槽。本发明解决了现有反射镜组件支撑装置无法保证反射镜镜面在空间热环境载荷作用下发生的变形刚度以及在空间发射过程中振动力学环境载荷作用下发生破坏的强度技术问题。本发明所提供的反射镜支撑装置及反射镜组件重量轻、空间占用包络尺寸小、工艺可行、加工难度低、装配和调试简单，同时能够承受严酷的力学和热学环境，无复杂机械接口。

说明书

技术领域

本发明属于光学零件结构支撑领域，特别是一种高精度椭圆形反射镜支撑装置及反射镜组件。

背景技术

随着空间科学技术的进一步发展，空间光学仪器的使用范围越来越广泛，使用要求越来越高。在空间光学仪器中，反射镜是必不可少的关键部件之一，其在入轨过程中反射镜自身的重量直接以指数倍数的关系影响发射成本，以及在轨工作状态下的反射镜面形精度及指向精度直接决定了仪器的性能，故反射镜的设计及其支撑结构的性能有重要的实际意义。

由于发射及外太空环境复杂，空间光学仪器需要承受热、力学等多方面的环境考验。反射镜作为重要部件，在发射阶段要经历振动、过载、冲击的作用；入轨后，处于空间微重力环境领域的特殊工作环境，引起应力释放以及空间严苛的热坏境作用下，这些都将引起反射镜发生面形变化，从而导致空间光学仪器性能降低。

综上所述，要求反射镜部件设计既保证支撑及连接的刚度和强度，又降低其因环境载荷作用下发生的变形，同时考虑部件轻量化设计是十分必要的。

发明内容

为了解决现有椭圆形反射镜组件支撑装置无法保证反射镜镜面在空间热环境载荷作用下发生的变形刚度以及在空间发射过程中振动力学环境载荷作用下发生破坏的强度技术问题，同时解决反射镜组件设计重量轻、空间占用包络尺寸小的技术问题。本发明提供了一种椭圆形反射镜支撑装置及反射镜组件。

本发明的技术解决方案是：

一种椭圆形反射镜支撑装置，其特征在于：包括U形槽2、U形两脚支撑杆固定端1、斜杆3，所述U形槽2的左右两个侧壁的外表面均通过斜杆3与U形两脚支撑杆固定端1连接；所述U形槽2的左右两个侧壁上均设置有U形两脚支撑杆消应力槽4，所述U形槽2的内表面上设置有流胶槽5。

上述U形两脚支撑杆消应力槽4包括均垂直于U形槽2前、后端面的圆形孔和小通槽，所述小通槽与圆形孔相切。

上述流胶槽5为多条，所述流胶槽5为垂直于U形槽2前后端面的通槽。

上述斜杆3包括位于中间的支撑杆31和固定在支撑杆两端的连接组件，所述连接组件包括第一挠性连接片32、转接杆33和第二挠性连接片34，所述第一挠性连接片32、第二挠性连接片34均与转接杆33连接，所述第二挠性连接片34与U形槽2或U形两脚支撑杆固定端1连接；所述第一挠性连接片32与第二挠性连接片34的设置方向正交。

U形两脚支撑杆固定端1上置有固定孔。

反射镜组件，其特殊之处在于：包括反射镜6、安装平台7以及三个或四个反射镜支撑装置，

所述反射镜6的背面设置有多条辐射状排列的轴对称加强筋，反射镜支撑装置圆周均布在反射镜6的背面；所述加强筋形状与反射镜支撑装置的U形槽2相匹配；

反射镜支撑装置的U形槽2卡在加强筋上且粘合固定，U形两脚支撑杆固定端1固定在安装平台7上。

上述U形两脚支撑杆消应力槽4包括均垂直于U形槽2前、后端面的圆形孔和小通槽，所述小通槽与圆形孔相切。

上述流胶槽5为多条，所述流胶槽5为垂直于U形槽2前后端面的通槽。

上述斜杆3包括位于中间的支撑杆31和固定在支撑杆两端的连接组件，所述连接组件包括第一连挠性接片32、转接杆33和第二挠性连接片34，所述第一挠性连接片32、第二挠性连接片34均与转接杆连接，所述第二挠性连接片33与U形槽2或U形两脚支撑杆固定端1连接；

所述第一挠性连接片32与第二挠性连接片34的设置方向正交。

U形两脚支撑杆固定端1上置有固定孔，所述U形两脚支撑杆固定端1通过螺钉固定在安装平台7上。

本发明与现有技术相比的优点在于：

1、本发明所提供的反射镜支撑装置及反射镜组件重量轻、空间占用包络尺寸小、工艺可行、加工难度低、装配和调试简单，同时能够承受严酷的力学和热学环境，无复杂机械接口。

2、本发明不但提高了大型高精度反射镜支撑结构的可靠性和稳定性，而且为轻量化做出了贡献，具有很高的工程应用价值。

附图说明

图1为本发明的一种椭圆形反射镜U型支撑结构的结构示意图；

图2为高精度椭圆形反射镜支撑技术示意图；

图3为高精度反射镜减重结构示意图。

其中附图标记为：1-U形两脚支撑杆固定端，2-U形槽，3-斜杆，4-U形两脚支撑杆消应力槽，5-流胶槽，6-反射镜，7-安装平台，8-螺钉。

具体实施方式

针对本发明高精度椭圆形反射镜支撑结构要求和特点，结合使用环境和工艺性，提供了一种大型高精度椭圆形反射镜支撑结构，如图1所示，本发明的结构不仅仅限于以下实施例。

一种反射镜支撑装置：包括U形两脚支撑杆固定端1、U形槽2、斜杆3、U形两脚支撑杆消应力槽4和流胶槽5。

U形槽2内表面与反射镜6配合，U形两脚支撑杆消应力槽4置于U形槽2左右两端的端面上，流胶槽5置于U形槽2内表面上，U形两脚支撑杆消应力槽4和流胶槽5的方向均与U形槽2的前后端面正交，U形槽2外表面两侧均通过斜杆3与U形两脚支撑杆固定端1连接。

斜杆3包括位于中间的支撑杆31和固定在支撑杆两端的连接组件，所述连接组件包括第一挠性连接片32、转接杆33和第二挠性连接片34，所述第一连接片32、第二挠性连接片34均与转接杆33连接，第二挠性连接片34与U形槽2或U形两脚支撑杆固定端1连接；第一挠性连接片32与第二挠性连接片34的设置方向正交。当外界热、力学环境发生变化时，斜杆3可在两个方向的连接片处产生扭转变形抵消的热、力学应变；连接片的宽度和厚度可根据具体热、力学环境以及反射镜6的结构尺寸进行计算而得。

U形两脚支撑杆消应力槽4为垂直于U形槽2前后端面通槽，其上端为圆形孔，下端为与上端的圆孔相切的细小通槽，当外界热、力学环境发生变化时，U形两脚支撑杆消应力槽4的下端细小通槽的宽度随之变化，吸收外界能量，避免U形两脚支撑杆与反射镜的连接开口处应力集中而撕裂胶层；槽的宽度可根据具体热、力学环境以及反射镜的结构尺寸进行计算而得。流胶槽5为垂直于U形槽2前后端面的通槽，U形槽2通过内表面抹结构胶与反射镜6粘接，流胶槽5的功能是方便控制胶量和增强反射镜与U形槽2的贴合力，提高二者粘接的牢固性。

如图2所示，基于椭圆形反射镜支撑装置的反射镜组件，包括反射镜6、安装平台7以及三个或四个反射镜支撑装置，如图3所示椭圆形反射镜背部八条辐射状加强筋按特殊的角度对称排布，优化设计的碳纤维复材底座径向方向热膨胀系数接近零。反射镜支撑装置圆周均布在反射镜6的背面；加强筋形状与反射镜支撑装置的U形槽2相匹配；反射镜支撑装置的U形槽2卡在加强筋上且粘合固定，U形两脚支撑杆固定端1固定在安装平台7上。一般为了对称，反射镜6底部有四个对称安装的支撑装置，各U形两脚支撑杆通过U形两脚支撑杆固定端的通孔及螺钉8与安装平台7固连。

本发明选用殷钢材料，其热膨胀系数与反射镜6的玻璃材料接近，可很大程度地降低热变形。