[发明专利]一种可拆卸的柔性支撑组件

说明书

本发明提供了一种可拆卸柔性支撑装置，包括反射镜，所述反射镜的镜体上设有圆周法兰面；和至少三个柔性支撑件，每个柔性支撑件与所述反射镜连接且均布在所述圆周法兰面处，每个柔性支撑件上设有沉头孔、销钉孔、螺纹孔和至少一对交错正交的柔性槽。既可以降低柔性加工难度，又可以提高反射镜轻量化率的可拆卸柔性支撑结构。

技术领域

本发明涉及属于光学遥感技术领域，特别涉及一种可拆卸的柔性支撑组件。

背景技术

空间光学遥感器光学系统的发展趋势是高轻量化率、轻小型、高分辨率、高集成度以及高性价比等。高精度的反射镜对于航空航天载荷具有重要的意义。光学系统对地侦察、遥感、探测等领域获得高清晰度照片，可广泛应用于民用、军工、国防等领域。随着单点金刚石车削加工技术(SPDT)的发展，金属基反射镜以快速低成本制造等优点成功用于光学成像系统中。

金属材料反射镜具有很高的性价比，具有良好的可加工性，可在反射镜上直接钻孔或攻丝，易于实现反射镜体与支撑结构的一体化设计，既可以减少反射镜支撑组件复杂性，又实现整个光学系统的热特性匹配，实现整机被动无热化，可大大提高光学系统的温度适应性。

金属反射镜利用SPDT加工时，需要反射镜具有较高的结构刚度，这就要求反射镜支撑结构具有高刚度的特点。而在反射镜装调过程中，支撑结构高的结构刚度会引入安装应力、环境热应力等。采用柔性支撑结构，可以隔离安装应力对反射镜镜面面形的影响，除此之外通过柔性支撑结构产生的变形可以吸收一定的振动和冲击，起到卸载应力的作用。

现有技术中公开有一种铝合金反射镜一体化设计，该反射镜结构由反射镜1，反射镜2，安装定位螺丝孔，第一柔性槽，第二柔性槽，第三柔性槽，第四柔性槽，轻量化结构组成的，并针对126mm口径主三反射镜进行有限元建模仿真,通过对反射镜自重分析、模态分析和加工离心力分析，得出设计的主三反射镜具有较高的动态刚度,多种工况下反射镜的镜面形变化均低于1/40λ(λ＝632.8nm),可应用于可见光系统中,为金属反射镜的集成设计和制造提供一定的参考。但该反射镜柔性支撑结构存在以下缺点：a)柔性支撑与镜体一体化设计，反射镜镜面加工过程中由于柔性环节的存在容易产生镜面离心变形，因此只适合中小口径反射镜的支撑设计；b)柔性支撑结构与镜体为一体化设计，柔性支撑结构柔性槽加工难度大；c)反射镜背部与支撑结构之间相互干涉遮挡，不利于实现更高的轻量化率；d)反射镜柔性支撑结构的支撑刚度受限，只适合中小口径光学系统。

现有技术中还公开有一种超大孔径光学反射镜多向柔性支撑结构，包括大口径反射镜、锥套和柔节；所述大口径反射镜背部120°圆周均布三个支撑孔，所述支撑孔的锥度与所述锥套的锥度相同，每个支撑孔与一个锥套配合并通过胶粘结固定，每个锥套通过螺钉和销钉固定一个柔节，所述柔节的上部通过螺钉与大口径反射镜的背部支撑板上的连接凸台连接；在大口径反射镜背部均匀布置有三个柔节，每个柔节中具有4个横向沟槽和2个纵向沟槽。这种结构大多应用在超大口径非金属反射镜的柔性支撑结构中，有如下缺点：1、支撑结构复杂，包含反射镜、柔节、锥套，包含多个安装环节；2、工艺复杂，反射镜与锥套使用胶粘接固定，粘接过程中需要监测镜面面形的稳定性，如若粘接失败，需要大量的时间进行泡胶清理，周期较长。这种超大孔径光学反射镜多向柔性支撑结构不利于实现快速制造，同时粘胶过程中的镜面变形量不易控制。

现有技术中还公开有一种轻质反射镜柔性支撑装置包括反射镜、挠性环形支撑座、连接架、顶杆和安装平台，反射镜正面为光学工作面，背面设置有圆形支撑孔，支撑孔周围设置有若干个加强筋；挠性环形支撑座位于反射镜的支撑孔中，挠性环形支撑座圆周方向边缘处设置有消应力狭缝，外壁上设置有数个与反射镜连接的粘结衬块；连接架位于挠性环形支撑座和安装平台之间，连接架端面设置有与顶杆配合形成运动副的球形槽；顶杆包括螺杆和设置在顶端的球头，顶杆通过螺纹连接安装在安装平台上。该装置可用于在空间光学仪器中对反射镜的支撑和姿态的精确调整。这种支撑结构仅适合小口径反射镜的柔性支撑，支撑刚度低，同时存在粘接过程中变形量不可控制的问题。