[发明专利]一种适应于超薄能动镜变形解耦的三点被动支撑装置

说明书

本发明涉及一种三点被动支撑装置设计，尤其涉及一种适应于超薄能动镜变形解耦的三点被动支撑装置，包括支撑框架板及固定在支撑框架板上的三个导轨滑块组件；每个导轨滑块组件沿支撑框架板径向设置，导轨滑块组件包括弹簧组件、导轨、能够沿导轨滑动的滑块、固定在滑块上表面的鱼眼轴承及固定在鱼眼轴承内孔的支撑件；支撑件的端部曲率半径与超薄镜曲率半径相等，用于固定超薄镜；弹簧组件与滑块连接，能够调节滑块在导轨上的位置。解决了反射镜的支撑定位和PZT促动时的变形解耦等技术问题，具有很好的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种三点被动支撑装置设计，尤其涉及一种适应于超薄能动镜变形解耦的三点被动支撑装置。

背景技术

现代光学技术对光学系统的轻量化提出了越来越高的要求，其中主反射镜是光学系统中最重要的组成部分之一，其轻重对整台光学仪器也起着关键作用。传统的作法是通过机械加工或超声波在反射镜的背面或侧面钻孔的方法来减轻重量。之后，又通过不断地采用新材料、新工艺有效地实现光学元件的轻量化。但对于大口径光学系统的反射镜，尤其是用于外空探测的望远镜，要求要达到很高的加工精度并有足够的刚度，则在轻量化设计和加工方法等方面都存在很大困难。

随着大型能动光学镜面制造技术的发展，采用超薄反射镜技术使这些难题的难度得以降低。目前通常有两种解决方案：(一)垂直致动原理，依靠支撑镜面的几十到几百个促动器和传感器来控制镜面达到所需的面形精度。主要存在的问题：其PZT或其他促动器重量和尺寸过大、需要高刚性的支撑背板等，从原理就很难以实现轻量化。在小型轻量促动器应用及材料轻量化的技术不断进步下，其面密度水平仍限制在50kg/m2以上，难以在空间光学领域应用；(二)平行致动原理，将促动器紧贴镜面，不仅提高了超薄镜的刚性，且省掉了多个促动器的支撑结构，因此可将面密度大幅降低，实现优于10kg/m2的面密度水平，意味着相机轻量化技术又提升了近一个数量级，但同时也对支撑结构也提出了严格的要求：(1)不能干涉PZT促动，必须能够实现变形调整的解耦；(2)必须保证支撑稳定，实现自由度约束静定。

发明内容

本发明的目的是提出一种三点被动支撑装置设计，用于超薄能动反射镜的支撑，解决了反射镜的支撑定位和PZT促动时的变形解耦等技术问题，具有很好的应用前景。

根据超薄能动镜三点被动支撑的设计要求，三点被动支撑方式为简支，相应的支撑结构设计为铰支座。一般铰支座可以分为固定铰支座和滑移支座，其中固定铰支座可以转动，但水平，垂直方向不能移动，而滑移支座垂直方向不能移动，但可以转动，也可以沿水平方向移动。而超薄镜的三个支撑件在PZT促动时，会有转动，同时沿径向会有平动，因此支撑结构应该设计成滑移支座。

本发明的技术解决方案是提供一种适应于超薄能动镜变形解耦的三点被动支撑装置，其特殊之处在于：包括支撑框架板及固定在支撑框架板上的三个导轨滑块组件；

每个导轨滑块组件沿支撑框架板径向设置，上述导轨滑块组件包括弹簧组件、导轨、能够沿导轨滑动的滑块、固定在滑块上表面的鱼眼轴承及固定在鱼眼轴承内孔的支撑件；

上述支撑件的端部曲率半径与超薄镜曲率半径相等，用于固定超薄镜；

上述弹簧组件与滑块连接，能够调节滑块在导轨上的位置。

进一步地，上述弹簧组件包括弹簧、弹簧拉杆及弹簧座，上述弹簧的中心轴线与导轨平行，弹簧的一端与滑块连接，另一端与弹簧拉杆连接，弹簧拉杆通过弹簧座固定在支撑框架板上，弹簧拉杆能够沿支撑框架板的径向方向平移；

三个导轨滑块组件均布在支撑框架板上。

进一步地，弹簧座上设有能够使弹簧拉杆穿过的通孔，弹簧拉杆穿过所述通孔，通过螺钉对弹簧拉杆进行定位。

进一步地，上述弹簧组件还包括活节螺钉，活节螺钉与滑块固定连接，弹簧的一端与活节螺钉上的小孔连接。