[发明专利]空间光学遥感器大型圆形反射镜用柔性支撑结构

说明书

本发明公开了一种空间光学遥感器大型圆形反射镜用柔性支撑结构，以开设有柔性簧带铰链和柔性曲线槽的柔性支撑单元为主要消除应力结构体，将其集成于空间光学遥感器的大型圆形反射镜组件上，其能够将作用于柔性支撑结构上的作用力传递至上述的柔型曲线槽处，并以柔性曲线槽的形变作用消除应力的主要手段，避免作用力继续传递至空间光学遥感器的反射镜镜体上，减小了反射镜在重力作用下的应力集中，并保证反射镜的面形精度不超过光学设计的允差值。

技术领域

本发明涉及空间光学遥感技术领域，具体涉及一种空间光学遥感器大型圆形反射镜用柔性支撑结构。

背景技术

空间光学遥感器作为一种精密的光学遥感系统已在地球地貌测绘、地球资源勘测、外太空天文与行星观测和国防信息普查等方面得到了广泛应用。反射镜作为空间光学遥感器的核心组成元件，其安装定位精度和支撑面形精度对光学系统成像质量有着很大的影响。为了降低反射镜的重量，减小运载和发射成本同时提高反射镜的一阶自然频率，空间光学遥感器的主镜就必须进行轻量化设计。但反射镜的轻量化设计会使得镜体的绝对刚度下降，而且因受重力释放、热载荷和装配应力的影响会产生镜面的面形精度下降。因此空间反射镜必须要有性能良好的支撑结构用来减小以上不良因素造成的反射镜面形精度恶化，提高空间光学遥感器的成像质量。

传统的圆形反射镜支持方式有周边支撑、侧面支撑、背部中心支撑和背部多点支撑等。如周边支撑以反射镜背面或外缘为基准，应用于口径较小的反射镜上能保持较好的面形精度，但在较大口径的反射镜上使用时会产生比较严重的镜面变形。侧面支撑常用的柔性结构为Bipod型支撑，这种支撑采用柔性设计并且轴向和径向的刚度较大，但需要布置在圆形反射镜侧面增加了定位难度；背部中心式的支撑方式只适用于小型反射镜和地基反射镜的支撑，对于大型反射镜来说这种形式的支撑方式带来的支撑应力集中大，定位精度和面形精度难以保证。

公布号为CN102902042A的一篇名为《一种大口径反射镜的复合柔性支撑结构》的中国发明专利。参见附图1所示，该柔性支撑结构包括与反射镜进行小面积粘接的小粘接面锥套E、与反射镜背板相连的复合柔性支撑杆D；小粘接面锥套E与复合柔性支撑杆D通过螺钉相连、复合柔性支撑杆D上设置有L形沟槽和环形沟槽两层柔性结构，4个L形沟槽沿着复合柔性支撑杆D周线平行，后段与轴线成60度夹角；内外环形沟槽F、G均由沿着圆周均布、宽度和弧度均相同的4段弧形槽组成。该柔性支撑有效减小了在重力和热载荷影响下的镜面变形，同时小粘接面I保证了粘接残余应力下的镜面面形精度。但存在的缺点为：L形沟槽和环形沟槽的柔度不够大，在大口径反射镜重力、外界振动、热载荷等外界应力较大时能产生的柔性变形较小，可能导致一部分应力传递到镜体上产生严重的镜面变形；另一方面粘接面I太小，考虑到粘接剂可能涂抹不均匀和太空中的挥发问题，锥套和反射镜盲孔胶接的粘接面应进行调整扩大。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够解决空间光学遥感器大型圆形反射镜的背部支撑问题、消除反射镜装配过程中产生的装配盈利和重力变形对反射镜镜面面形精度的影响、提高温度适应性、降低传统支撑结构定位精度对成像质量的影响的空间光学遥感器大型圆形反射镜用柔性支撑结构柔性支撑结构。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明公开的空间光学遥感器大型圆形反射镜用柔性支撑结构，该柔性支撑结构主要包括：

柔性支撑单元；

与所述柔性支撑单元装配固定、并套设于所述柔性支撑单元上部的殷钢套；

所述柔性支撑单元沿其周向形成有多个置于同一截面的柔性簧带铰链，且相邻所述柔性簧带铰链之间开设有沿所述柔性支撑单元周向延伸的柔性曲线槽。

进一步的，所述柔性支撑单元整体为圆柱体结构，且套于所述柔性支撑单元上部的所述殷钢套呈下端开放的圆筒结构；