[发明专利]一种三点球头结合径向胶结的反射镜支撑结构

说明书

一种三点球头结合径向胶结的反射镜支撑结构，由主反射镜、主镜托框、限位块、球头球窝构成。主反射镜背部设有轻量化结构。主镜托框为一圆环结构。主镜背部外缘的筋板侧边与主镜托框内缘的齿状结构通过光学胶与主镜托框连接，实现主镜托框对主反射镜的支撑。限位块为柱状结构。限位块的一端机械连结在主镜托框上，另一端插入主镜背部外缘的限位槽中。限位块与限位槽之间放置胶垫，实现对反射镜的限位作用。主镜托框的外缘设有三处安装耳片，每处耳片通过两对球头球窝实现与安装面的无应力安装，避免了安装应力对于主镜面形的影响。

技术领域

本发明涉及一种三点球头结合径向胶结的反射镜支撑结构，即一种空间相机反射镜支撑结构，属于航天遥感领域。

背景技术

随着航天遥感技术的发展，对空间相机分辨率的要求越来越高，相机反射镜的口径也随之越来越大。反射镜在地面加工、测试和装调过程中受重力和温度变化的影响，发射到空间中后更承受着重力卸载和空间温度环境变化的显著影响。因此，随着光学口径需求的逐步增大，反射镜的支撑结构设计面临着很大的挑战。首先反射镜需要牢固的支撑来抵抗口径增大带来的重力影响的增大，而对于航天结构的重量限制加大了反射镜支撑结构的设计难度，传统的反射镜框已经无法满足对于大口径反射镜支撑的需要；其次，航天领域的反射镜产品需要经历发射阶段震动、冲击等严苛的力学环境。且反射镜材料大多是玻璃、陶瓷的脆性材料，对于反射镜的直接接触需要足够的接触面积，一般的反射镜侧边支撑方式已经无法提供足够的接触面积；再次支撑结构由于变形导致反射镜的面形变化愈发明显，接触面越多，对面形的影响越大，传统的镜框支撑方式难以平衡好充分支撑与变形影响；最后，对于反射镜组件的安装需要严格控制安装面的公差或设置应力卸载，大大增加了加工装配难度和时间成本。

发明内容

本发明选择一种三点球头结合径向胶结的反射镜支撑结构。反射镜组件与安装面通过三点连接。在三连接点处安装成对的球头球窝垫片，避免了安装面误差造成的应力，从而避免了安装应力对于反射镜面形的影响。主镜托框采用变截面梁设计，在安装点处加强，增强了主镜托框承受重力载荷的效率。

本发明的技术方案为：一种三点球头结合径向胶结的反射镜支撑结构，包括：主反射镜、主镜托框、限位块、球头球窝；主镜托框为环形结构，内边缘有向内部伸出的齿状凸起，主镜托框的外边缘有均匀分布的三处连接点；主反射镜背面的外边缘设置筋板，主反射镜的背面的外边缘设置有限位槽，限位槽位于筋板的间隙处；主反射镜通过在主反射镜背面的筋板上涂抹光学胶与主镜托框连接，实现主镜托框对主反射镜的支撑；限位块通过螺钉连接安装在主镜托框上的内边缘上，安装在主镜托框上的限位块通过胶垫通过胶垫卡在主反射镜的限位槽中，实现对主反射镜的限位作用；主镜托框的三处连接点通过球头球窝实现与安装面的无应力安装，避免了安装应力对于主镜面形的影响；

光学胶为硅橡胶或环氧胶。主反射镜背面设置三角形轻量化槽。筋板的材质和主反射镜相同。主镜托框上设置多组限位块，每组两个限位块，多组限位块在主镜托框上均匀分布；主反射镜托框与安装面通过三点机械螺纹连接，三安装点安置成对的球头球窝避免安装应力；主镜托框采用变截面梁设计，在安装点处增强。反射镜的胶结面位于沿径向的筋板上，筋板通过胶斑与主镜托框的齿结构粘接。粘接的筋板呈六处沿圆周方向间断分布。与三组件安装点对应的位置粘接筋板多，起主要支撑作用。与之镜像的三处粘接胶斑少，起辅助支撑作用。

限位块机械安装与主镜托框上，深入到主镜限位槽中，通过胶垫实现对反射镜的限位作用。

本发明相对于现有技术的优点在于：

(1)本发明提出了一种三点球头结合径向胶结的反射镜支撑结构。通过反射镜背部设置筋板，拓展了反射镜的支撑面积，减小了反射镜在地面光轴水平装调状态下受自重影响造成的面形变化问题，

(2)本发明在保证对于反射镜充分支撑的同时，减小了反射镜托框变形对于反射镜面形的影响，提升了反射镜面形的稳定度。