[发明专利]一种超轻量化曲率半径可调分块镜及其集成方法

说明书

本发明提供了一种超轻量化曲率半径可调分块镜的集成方法及集成结构，涉及空间光学遥感器技术领域。本发明提供的曲率半径可调分块镜，可通过集成的面形致动器大范围的调整顶点曲率半径并保证调整后的面形精度，可以满足拼接大口径光学镜的模式重构成像需求，同时因为分块镜曲率半径可调，可使每块分块镜的设计都是一样的，大大提高了研制效率。本发明的集成结构包括与超轻量化分块镜集成的刚性连接结构及柔性面形致动器集成结构；所述刚性结构包括小嵌套及嵌套连接件；所述柔性面形致动器集成结构包括面形致动器、固定端柔节、移动端柔节、柔节连接件及锁定螺母。另外，本发明还提供了一种超轻量化曲率半径可调分块镜的集成流程。

技术领域

本发明涉及空间光学遥感器技术领域，具体涉及一种超轻量化曲率半径可调的分块镜的集成方法及集成结构。

背景技术

为了满足人类对地观测和宇宙探索的更高性能要求，空间光学遥感器反射镜口径已经从米级向十米量级迈进，呈现不断增大的趋势；采用分块镜设计折叠展开或者在轨组装的方法已经成为实现大口径空间光学遥感器成像技术的主要技术手段；传统的分块镜均采用曲率半径固定的刚性设计，根据分块镜口径的大小，采用传统的支撑方式进行固定支撑，以保证分块镜组件在地面有良好的面形精度及定位精度，从而保证在轨展开或者组装后形成的大口径空间光学遥感器的成像质量；这样形成的拼接大口径空间光学遥感器只能完成既定的成像任务，而且每块分块镜都具特定的位置，加工耗时长，可维修差；已经不能满足侦察监视系统对超大口径遥感器的多模式成像需求；采用曲率半径可调的分块镜拼接大口径空间光学遥感器，将成为超大口径侦查探测探测系统的一个发展趋势，而且分块镜的曲率半径大范围可调，使得每块镜均可替换，大大提高了装配效率及在轨的可维修性；因此面形致动器及超轻量化分块镜的集成成为曲率半径可调分块镜必须突破的一项关键技术。

发明内容

本发明旨在解决的技术问题是提供一种面形致动器与超轻量化分块镜及其集成方法，以实现超轻量化分块镜曲率半径的可调可控。

本发明选择的面形致动器为柱状压电陶瓷致动器，致动器一侧提供外螺纹连接，另一侧提供内螺纹连接；由于面形致动器只能承受拉压力，所以面形致动器的集成结构应至少包含两个环节。

本发明采用的分块镜为超轻量化、具有半刚半柔特性、材料为SiC的六边形光学镜，因此应至少包含一个刚性连接结构用于分块镜与面形致动器的集成。

为实现上述问题，本发明采用以下的技术方案：

一种分块镜，包括光学镜以及若干个面形致动器，所述面形致动器安装在光学镜的背部，通过面形致动器调节光学镜的顶点曲率半径及面形精度。

优选的，所述面形致动器通过集成在光学镜背部的刚性连接结构实现与光学镜的安装；所述刚性连接结构包括嵌套和嵌套连接件；所述光学镜的背部有精加的环形槽，所述嵌套胶粘在所述环形槽内，嵌套连接件通过所述嵌套安装在所述环形槽的顶部，通过所述嵌套连接件实现与面形致动器的连接。

优选的，所述的嵌套连接件为带中心连接孔的圆盘形结构，圆盘上均布用于实现与面形致动器连接的集成结构固定孔，固定孔之间为加强肋板形成的扇状平面，所述扇状平面上设置安装孔，用于与外部支撑结构固连；所述中心连接孔用于与嵌套固连。

优选的，胶粘在环形槽内的所有嵌套的上端面共面，且均与所述环形槽上端面共面。

优选的，嵌套连接件上圆周均布的集成结构固定孔在沿着光学镜加强筋方向共线排布，面形致动器共线安装。

优选的，所述面形致动器采用至少两个柔性环节进行集成，首先形成柔性面形致动器集成结构，再固连至分块镜刚性连接结构上。

优选的，所述柔性面形致动器集成结构，包括面形致动器、固定端柔节、移动端柔节、柔节连接件及锁定螺母；