[发明专利]平面反射镜柔性支撑机构

说明书

平面反射镜柔性支撑机构，解决现有反射镜的柔性支撑机构不能实现完全约束所有自由度并且不过约束支撑，同时存在支撑机构加工装调困难以及柔性不稳定等问题，本发明轴向采用一种弹性夹持机构配合细钢杆来完成支撑的紧固联接；径向则使用膜片配合芯轴及中心粘接环的支撑机构,利用膜片径向刚度远大于轴向刚度的特性,来避免径向支撑对轴向支撑的干扰；三点轴向支撑与中心径向支撑配合来实现所有自由度的约束，并且不过约束，互不干扰，使支撑解耦达到运动学平衡。本发明中的中心粘接环还运用了柔性设计，以减小温度应力；同时设置有注胶孔及定位孔，便于装调，并且结构紧凑，重量轻，适用范围广。

技术领域

本发明涉及一种平面反射镜柔性支撑机构。

背景技术

在大口径地基光电望远镜的光路系统中，平面反射镜是其中的关键部分，如三镜系统、库德光路系统中的平面反射镜，其自身的支撑面型精度对系统的成像有很大影响；因此要求这些平面反射镜能够在重力以及温度变化的影响下拥有良好的面型，尤其是随着平面反射镜的尺寸增大，支撑的难度就越大。地基光电设备通常要求在较大的温度范围内正常工作，因此需要平面反射镜及其支撑机构能够在温度变化时变形协调以减少温度应力；同时还要满足重力影响下的面型要求，增加了支撑机构的设计、制作难度。

传统的平面反射镜支撑方式，例如压边支撑，其过约束虽能令平面反射镜在重力作用下的面型较好，但压边支撑占用径向空间较大，其仅适合于小口径平面反射镜的支撑，对径向空间大小有限制要求的平面反射镜系统并不适用，同时当平面反射镜尺寸较大时，采用压边方式并不有利于装调，往往压边区域会产生较大的局部应力集中而影响面型；Bipod支撑为一种采用柔性设计并且轴向径向刚度均较大的新型支撑方式，但Bipod支撑轴向尺寸大，装调工艺复杂需要严格的定位关系，并且其仅适用于圆形平面反射镜的支撑，对于椭圆形的平面反射镜等并不适用。

柔性支撑通常被用来减弱温度效应的影响，其关键在于通过柔性设计使不同的支撑机构仅在某个方向上刚度大，其他方向上刚度小，以达到温度变形时使支撑与镜体能够变形协调，不至于产生较大的局部应力集中。对于轴向支撑而言，通常设计是在支撑件上切割正交的若干组细槽来使某一方向上的柔性增大，释放其在该方向上的小变形的能力；但是这种方式存在的问题也较为明显，切割细槽工艺上难度较大，增加加工的难度，同时如果采用若干组轴向支撑配合，例如三点轴向支撑，无法做到每一组支撑的设计柔性值相同，存在加工偏差。同时装调时，切割细槽的部件也不容易装配，易出现塑性变形，从而使实际的轴向支撑达不到所设计的效果。

为此需要设计能够完全约束所有自由度并且不过约束的，即满足运动学平衡的支撑机构，同时该支撑机构采用合理的柔性设计，既便于加工装调，柔性设计又稳定可靠，结构紧凑，适用性要广泛。

发明内容

本发明为解决现有反射镜的柔性支撑机构不能实现完全约束所有自由度并且不过约束支撑，同时存在支撑机构加工装调困难以及柔性不稳定等问题，提供一种平面反射镜柔性支撑机构。

平面反射镜柔性支撑机构，包括中心径向支撑组件和轴向支撑组件，所述中心径向支撑组件置于平面反射镜的中心处，所述轴向支撑组件均布与反射镜的周向上；

所述中心径向支撑组件包括中心粘接环、膜片和芯轴，所述芯轴的一端固定在镜室基板上，芯轴的另一端固定膜片，所述中心粘接环与膜片连接，所述中心粘接环放置在镜体中心孔内；完成径向支撑机构的安装；

所述轴向支撑组件为弹性夹持机构，包括细钢杆和两组夹持机构；每组夹持机构包括锁紧螺母、夹持基座和弹性夹头，细钢杆穿过弹性夹头的中心孔，弹性夹头置于夹持基座的锥孔内，所述弹性夹头上的锥面与夹持基座的锥孔滑动配合，当锁紧螺母与夹持基座配合锁紧时，锁紧螺母旋转轴向移动来推动弹性夹头，同时配合锥面收紧弹性夹头8，所述弹性夹头夹紧细钢杆，细钢杆两端的夹持基座分别与轴向支撑粘接座及镜室基板过渡座连接，完成轴向支撑的连接。

本发明的有益效果：