[发明专利]一种具有高力热稳定性的分块式反射镜多点离散支撑装置

说明书

本发明涉及一种具有高力热稳定性的分块式反射镜多点离散支撑装置，包括分块式反射镜、柔性座和柔性板；柔性板与外界6自由度调整机构连接，多个分块式反射镜组装在一起，通过6自由度调整机构将多个分块式反射镜调整成满足一定面形要求的反射面；分块式反射镜光轴竖直放置，分块式反射镜通过背部九点离散支撑的形式与柔性座连接，9个支撑点分布在两个圆周上，内圆3个支撑点成120度均布，外圆6个支撑点成60度均布。本发明具有适当的柔度，可以降低加工一致性误差、装配及温度变化对面形精度的影响，实现分块式反射镜的高力热稳定性。

技术领域

本发明涉及一种具有高力热稳定性的分块式反射镜多点离散支撑装置，属于航天光学遥感技术领域。

背景技术

随着对空间相机分辨率要求的不断提高，光学系统口径越来越大，甚至无法适应现有运载火箭的运载能力。拼接式主反射镜是目前实现超大口径空间相机的主要技术途径之一，即将主反射镜分割成尺寸相对较小的分块式反射镜，在地面研制阶段分块加工、检测和装配，入轨以后再进行全口径的反射镜拼接。由于分块式反射镜要求轻量化设计，同时具备6自由度调整的能力，因此分块式反射镜的支撑结构将面临更大的挑战。首先，反射镜刚度的下降会导致分块式反射镜更容易受到重力、发射载荷以及装配应力的影响；其次，分块式反射镜补偿因环境温度变化及镜体温度梯度而产生的镜面热变形的需求更为迫切。

当前，反射镜支撑技术在国内外空间相机上已有成熟应用，但是与常见的圆形一体反射镜、长条形一体反射镜不同，分块式反射镜多为六边形反射镜，且对支撑结构兼具轻量化与适当柔度的设计提出了更高的要求，相应的具有高力热稳定性的多点离散支撑装置尚未有成功在轨应用。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种具有高力热稳定性的分块式反射镜多点离散支撑装置，实现3点浮动支撑，能够保证对力、热的适度隔离，并具有适当的“柔度”来满足面形精度以及成像的要求。

本发明解决技术的方案是：

一种具有高力热稳定性的分块式反射镜多点离散支撑装置，包括分块式反射镜、柔性座和柔性板；

柔性板与外界6自由度调整机构连接，多个分块式反射镜组装在一起，通过6自由度调整机构将多个分块式反射镜调整成满足一定面形要求的反射面；

分块式反射镜光轴竖直放置，分块式反射镜通过背部九点离散支撑的形式与柔性座连接，9个支撑点分布在两个圆周上，内圆3个支撑点成120度均布，外圆6个支撑点成60度均布；

柔性座采用两头粗中间细的圆柱结构形式，可以在提供轴向支撑的同时释放转动自由度；

9个柔性座分成3组，每组由外圆上相邻的2个柔性座与内圆上1个柔性座组成；

同一组的3个柔性座与一个柔性板连接；

每个柔性板上有3处双面凹槽，以实现柔性铰链功能；

柔性座与柔性板之间紧固连接，最终该9点离散支撑装置实现多层柔性浮动支撑。

进一步的，分块式反射镜比刚度不小于30×10⁶m²/s²。

进一步的，柔性座热膨胀系数不大于2.5×10^-6/℃。

进一步的，柔性板、球头垫片A、球头垫片B、螺钉、球头垫片C为钛合金材料。

进一步的，分块式反射镜热膨胀系数不大于2.5×10^-6/℃。

进一步的，分块式反射镜与柔性座之间有0.2-0.5mm间隙，采用胶斑粘接。

进一步的，柔性座与柔性板之间通过球头垫片A、球头垫片B、螺钉、球头垫片C注胶紧固连接。