[发明专利]主镜轴向支撑推拉力过载保护机构

说明书

技术领域

本发明涉及光电仪器主镜支撑结构技术领域，具体涉及一种主镜轴向支撑推拉力过载保护机构。

背景技术

随着地基望远镜口径的增大，主动光学技术得以广泛应用。主动光学通常是利用分布在望远镜主镜背面的力促动器对主镜施加轴向主动校正力，使主镜产生微小的弹性变形来补偿望远镜的主镜和次镜的重力变形、温度梯度产生的变形以及加工、安装误差等引起的望远镜光学系统的波前误差。

轴向主动支撑力促动器主要有机械式和气压式两种，机械式力促动器通常采用电机丝杠驱动线性弹簧结构输出轴向推拉力，安装在力促动器输出端的力传感器Load cell可实时监测力促动器对主镜施加的轴向力大小和方向。若发生电机控制故障、地震等冲击振动类似突发情况，轴向支撑力促动器输出的推拉力可能超出阈值，轻则造成精密测量元件力传感器Load cell的过载损坏，重则造成主镜断裂破坏。

发明内容

为了解决现有采用电机丝杠驱动线性弹簧结构的机械式力促动器存在的突发状况下的推拉力可能超出阈值造成精密测量元件力传感器Load cell的过载损坏甚至造成主镜断裂破坏的问题，本发明提供一种主镜轴向支撑推拉力过载保护机构，保护突发情况下轴向推拉力过大时，精密测量元件力传感器Load cell和主镜的安全。

本发明为解决技术问题所采用的技术方案如下：

主镜轴向支撑推拉力过载保护机构，包括：

中间和两端均设置有螺纹段的主轴；

与主轴中间螺纹段固定的主轴连接件；

从主轴上端依次装入的上弹簧、上导向座和上预紧螺母，所述上预紧螺母与主轴的上端螺纹段固定，调节上预紧螺母使弹簧压缩后完成预紧，所述上导向座与上锁紧螺母之间因上弹簧挤压而贴合；

固定在上导向座上的上连接件，所述上连接件顶端与主镜轴向支撑垫相连，所述上预紧螺母位于上连接件中腔内，且中腔顶面与主轴上端面留有安全距离；

从主轴下端依次装入的下导向座、下弹簧和下预紧螺母，所述下预紧螺母与主轴下端螺纹段固定，调节下预紧螺母使下弹簧压缩后完成预紧，所述下导向座与主轴连接件之间因下弹簧挤压而贴合；

固定在下导向座上的下连接件，所述下连接件下端与力传感器相连，所述下弹簧和下预紧螺母装入下连接件中腔内，且中腔底面与主轴下端面留有安全距离。

所述主轴中间螺纹段直径大于两端螺纹段直径，且中间螺纹段的长度小于主轴连接件中心螺纹段的高度，保证上导向座和下导向座能够装入主轴并可导向滑动。

所述主轴连接件与上弹簧的接触端加工出上弹簧的定位孔，所述主轴连接件与下导向座的接触端研磨出接触平面。

所述上导向座与上弹簧的接触端加工出上弹簧的定位孔；所述上导向座的上端外圆周加工出安装上连接件的安装面和螺纹孔，并研磨出与上锁紧螺母接触的凸台面和与主轴配合导向滑动的中心孔，该中心孔与主轴上圆柱面配研。

所述下导向座上端研磨出与主轴连接件接触的凸台面，下端外圆周加工出安装下连接件的安装面和螺纹孔，并研磨出与主轴配合导向滑动的中心孔，该中心孔与主轴下圆柱面配研。

所述上弹簧为压簧，轴向刚度为K₁，调节上预紧螺母使弹簧压缩X₁后完成预紧，上导向座与上锁紧螺母贴合面之间的预紧力大小为K₁X₁，推力极限值即为K₁X₁，推力极限值K₁X₁小于力传感器和主镜允许的推力极限值中的最小值。

当轴向支撑输出推力超出K₁X₁后，上预紧螺母与上导向座之间的接触面会分离，上弹簧参与力的传递，主镜向下的位移迅速增大，并且在主轴的上端面接触到上连接件之前，主镜率先与安全防护装置下方的轴向安全防护垫接触并受保护，轴向支撑断开，通过推拉力过载保护机构保证力传感器和主镜的安全。

所述下弹簧为压簧，轴向刚度为K₂，调节下预紧螺母使下弹簧压缩X₂后完成预紧，下导向座与主轴连接件贴合面之间的预紧力大小为K₂X₂，拉力极限值即为K₂X₂，拉力极限值K₂X₂小于由力传感器和主镜允许的拉力极限值中的最小值。