[实用新型]可调节反射镜Bipod柔性支撑结构及支撑装置

说明书

技术领域

本实用新型属于空间光学技术领域，具体涉及一种可调节反射镜Bipod柔性支撑结构及支撑装置。

背景技术

反射镜作为空间相机的核心部件，其面形精度和位置精度直接影响到光学系统的成像质量。为减小胶粘应力及温度变化产生的热应力对反射镜面形精度的影响，反射镜通常采用Bipod柔性支撑结构与主承力结构进行连接。在空间相机设备装调过程中，反射镜与支撑结构的装调是保证整机光学性能的重要环节。

2015年2月，中国科学院长春光学精密机械与物理研究所的张丽敏等人在论文《Bipod柔性结构在小型反射镜支撑中的应用》(光学精密工程，第23卷第2期)中提出了一种由3组Bipod组成的柔性支撑结构，用于提高在实际工作条件下小型反射镜的面形精度。为了避免不对称性对反射镜造成的影响，该柔性支撑结构是根据光学设计要求整体加工而成的具有固定参数的结构。

在地面进行相机装调时，由于重力的影响，反射镜与Bipod柔性支撑结构装调需采用光轴水平方式进行检测。在光轴水平装调时，反射镜面形精度对支撑位置非常敏感，为减小光轴水平方向检测、装调时反射镜的倾覆力矩，需要使Bipod柔性支撑结构柔性杆交点形成的面接近反射镜重心所在平面，这有利于控制反射镜的面形精度和倾角。另外，目前空间相机的反射镜大多选用碳化硅材料，由于制备过程中各环节加工误差的叠加，虽然最终得到的反射镜可达到光学设计要求，但其外形和重心与设计的反射镜都存在一定差异，如果按照初始设计进行装调，反射镜与支撑结构的安装位置将产生偏离。采用整体加工的具有固定参数的柔性支撑结构无法针对实际装调情况进行调节控制，为了达到反射镜面形精度的设计要求，则必须对支撑结构进行反复加工和装调测试，装调精度差且效率低下。

实用新型内容

本实用新型目的是提供一种可调节反射镜Bipod柔性支撑结构及支撑装置，解决了传统的反射镜支撑结构存在的装调精度差且效率低下的技术问题。

本实用新型的技术解决方案是：一种可调节反射镜Bipod柔性支撑结构，包括两个顶部相连的柔性杆，其特殊之处在于：还包括双向调节机构；

所述双向调节机构包括固定支架和安装于固定支架上的双向滚珠丝杠，双向滚珠丝杠的两端各设置一个丝杠接头；双向滚珠丝杠具有两段螺距相同但旋向相反的螺纹，当双向滚珠丝杠旋转时，两个丝杠接头沿滚珠丝杠对称移动；两个柔性杆的底部分别与两个丝杠接头铰接，两个柔性杆可绕顶部连接点转动；

所述固定支架上还设置有用于驱动双向滚珠丝杠旋转的伺服电机和用于记录反馈双向滚珠丝杠旋转方向和角度的电位器。

进一步地，上述柔性杆包括一个径向柔节和在径向柔节两端对称设置的两个切向柔节，所述径向柔节可沿反射镜的半径方向弹性形变，所述切向柔节可沿反射镜的切线方向弹性形变。

进一步地，上述径向柔节通过中部连接块与切向柔节的一端相连，所述切向柔节的另一端设置有端部连接块，所述端部连接块内安装圆锥滚子轴承。

进一步地，上述固定支架上还设置有两个与双向滚珠丝杠平行的直线导轨，所述双向滚珠丝杠位于两个直线导轨之间；每个直线导轨上均设置有两个滑块，其中一个滑块与双向滚珠丝杠的一个丝杠接头相连，另一个滑块与双向滚珠丝杠的另一个丝杠接头相连；位于双向滚珠丝杠同一端的两个滑块和一个丝杠接头通过支撑座连接为一体，柔性杆的底部通过转轴安装于所述支撑座上。

进一步地，上述固定支架上还设置有减速箱，所述减速箱内设置有蜗轮蜗杆组件，蜗杆通过柔性联轴器与伺服电机相连，蜗轮通过柔性联轴器与双向滚珠丝杠一端相连；所述电位器通过柔性联轴器与双向滚珠丝杠的另一端相连。

进一步地，两个柔性杆的顶部通过一个三角形支撑框相连，所述三角形支撑框的两个底角分别与两个柔性杆的顶部铰接。

进一步地，上述三角形支撑框是由三个面板组成的截面为等边三角形的框架结构，每个面板上均设置有至少两个用于固定反射镜的安装孔。

本实用新型还提供一种基于上述的可调节反射镜Bipod柔性支撑结构的支撑装置，其特殊之处在于：包括三个在反射镜周面上轴对称设置的固定嵌件，每个固定嵌件的底部均安装一个可调节反射镜Bipod柔性支撑结构；所述固定嵌件与反射镜胶接固定，固定嵌件与可调节反射镜Bipod柔性支撑结构内的柔性杆顶部螺接固定；三个固定嵌件的中心与反射镜的重心重合，三个固定嵌件的中心所在平面垂直于反射镜的光轴。