本发明专利技术公开了一种小口径轻型反射镜的柔性记忆合金支撑装置。现有反射镜支撑方式难以同时保证反射镜在自重、温度变化等工况下的面型精度和装配要求。本发明专利技术在支撑底座上设置凸台，并在凸台上设置柔性支撑单元和记忆合金微调单元；记忆合金微调单元的记忆合金丝两端均固定有电线接头；所有记忆合金微调单元的压力传感器均将检测的压力信号输给计算机，所有记忆合金微调单元的电线接头所通过的电流大小均由计算机控制。本发明专利技术通过计算机分别控制各个电线接头所通过的电流大小对不同支撑点的记忆合金丝进行加热变形，控制记忆合金丝微形变量，从而控制每一个支撑点的压力值，有效协调镜面面形精度影响。
【技术实现步骤摘要】
一种小口径轻型反射镜的柔性记忆合金支撑装置
本专利技术属于空间光学反射镜成像领域，具体涉及一种小口径轻型反射镜的柔性记忆合金支撑装置。
技术介绍
随着科学的不断发展及创新，反射镜探测的精度要求不断提高，光学反射镜的使用也越来越广泛，小型反射镜的精密度要求就变得更加需要提高。作为光电探测设备中最重要光学部件的主反射镜的直径和重量问题，自重、热变形等对反射镜面形精度的影响也越来越严重，从而造成空间遥感器的成像质量降低。小口径空间光学反射镜通常是通过支撑结构形成反射镜组件再安装到空间遥感器的主体结构上。所以影响主镜面形精度的因素除了主镜镜面的加工误差、自重、热变形外，主镜支撑结构的优劣起着决定性的作用。因此，支撑结构必须具备良好的静态、动态结构刚度，以满足反射镜对支撑稳定性的需求。同时，支撑结构须具备一定的柔性，可变性，以增强反射镜的热稳定性和减小装配应力的能力，从而减小重力、外载荷、温度变化以及振动等各种复杂环境因素对反射镜面形精度影响。
技术实现思路
为了解决现有技术难以同时保证反射镜在自重、温度变化等工况下的面型精度和装配工艺要求高的问题，本专利技术提供一种小口径轻型反射镜的柔性记忆合金支撑装置。本专利技术采用的技术方案：本专利技术包括柔性支撑单元、压力传感器、记忆合金微调单元、支撑底座、固定单元和计算机。所述支撑底座的端面上开设有呈同心圆状均布的n个减重槽组，n≥5；所述的减重槽组包括沿周向均布的k个减重槽，k≥6；最内侧减重槽组的减重槽呈扇形，其余减重槽组的减重槽呈扇环形；呈扇形的减重槽两条半径的连接处以及各半径与圆弧的连接处均设有过渡圆角一；各减重槽组的减重槽中心在周向位置上一一对齐；所有减重槽所对的圆心角均相等；开设n个减重槽组后的支撑底座上形成呈同心圆状均布的n+1个圆板和n个辐板组；每相邻两个圆板通过一个辐板组连接；辐板组包括沿周向均布的k个辐板；支撑底座的一个端面上设有一体成型的一个第一凸台组、n-1个第二凸台组和一个第三凸台组；除最内侧的第一个以及第n个圆板外，其余圆板上各设置一个第二凸台组；第一凸台组和第三凸台组均设置在第n个圆板上；最内侧的第一个和第二个第二凸台组均包括在圆板上且位于圆板与各个辐板交汇位置处的k个第二凸台；第i个第二凸台组包括在圆板上且位于圆板与各个辐板交汇位置处的k个第二凸台，还包括在圆板上的(i-2)×k个第四凸台，且每相邻两个第二凸台之间设置(i-2)个第四凸台，第i个第二凸台组的所有凸台沿周向均布，i依次取3，…，n-1中的值；所述的第一凸台组包括沿圆周均布的三个第一凸台，第三凸台组包括k-3个第三凸台，三个第一凸台以及k-3个第三凸台均在圆板上且分别位于圆板与各个辐板交汇位置处；各第一凸台与两侧第三凸台之间在圆板上均设置n-4个第五凸台；各第五凸台与两侧的第一凸台和第三凸台之间所夹圆弧弧长相等；每相邻两个第三凸台之间在圆板上均设置(n-3)×k个第六凸台；第n-1个圆板上的相邻两个第六凸台之间以及第六凸台与第三凸台之间所夹圆弧弧长均相等。每个第一凸台上设置一个柔性支撑单元，每个第二、第三、第四、第五和第六凸台上均设置一个记忆合金微调单元。所述的柔性支撑单元包括同轴设置的底部支撑板一、柔性支撑块一和顶板支撑板一；所述柔性支撑块一的一端与底部支撑板一固定，另一端与顶板支撑板一固定；柔性支撑块一与顶板支撑板一的连接处设有过渡圆角二，柔性支撑块一与底部支撑板一的连接处设有过渡圆角三；所述顶板支撑板一的侧部开设有沿圆周均布的六个减重槽一；所述底部支撑板一的端面开设有沿圆周均布的六个螺纹孔和沿圆周均布的三个减重槽二，且减重槽二位于螺纹孔内侧。底部支撑板一的每个螺纹孔与第一凸台上对应的连接通孔通过固定单元固定连接。所述的记忆合金微调单元包括记忆合金丝以及同轴设置的底部支撑板二、柔性支撑块二和顶板支撑板二；所述柔性支撑块二的一端与底部支撑板二固定，另一端与顶板支撑板二固定；顶板支撑板二侧部开设有沿圆周均布的六个减重槽一；三根记忆合金丝沿周向均布，记忆合金丝的两端分别与底部支撑板二和顶板支撑板二通过螺钉一连接；所述记忆合金丝的两端均固定有电线接头；与三根记忆合金丝周向位置对应的三个减重槽一内各设置一个压力传感器；底部支撑板二黏接在第二、第三、第四、第五或第六凸台上。所有记忆合金微调单元的压力传感器均将检测的压力信号输给计算机，所有记忆合金微调单元的电线接头所通过的电流大小均由计算机控制。所述的固定单元包括螺钉二、球面垫圈、锥面垫圈、轴套和弹簧垫圈；所述的轴套固定套置在第一凸台的连接通孔内，弹簧垫圈设置在第一凸台和底部支撑板一之间；球面垫圈和锥面垫圈均设置在支撑底座的背面，且锥面垫圈设置在球面垫圈和支撑底座之间；锥面垫圈的锥面与球面垫圈的球面接触；所述的螺钉二依次穿过球面垫圈、锥面垫圈、轴套和弹簧垫圈，并与底部支撑板一的螺纹孔连接。所述的底部支撑板一、底部支撑板二和顶部支撑板二的胶结面均开设导流槽，有利于粘结胶均匀扩散，形成均匀胶斑，提高面形精度，最大限度避免粘接剂及粘接残余应力对镜面面形的影响。所述的底部支撑板一和底部支撑板二均开设有消应力槽，消除反射镜与柔性支撑单元间的热应力。所述压力传感器的型号为HX711。所述的压力传感器与计算机采用数据线连接。所述支撑底座、柔性支撑块一和柔性支撑块二的材料均为殷钢，顶部支撑板一、顶部支撑板二、底部支撑板一和底部支撑板二的材料均为CFRP，记忆合金丝材料为TiNi，螺钉一和螺钉二均采用TB3。所述的轴套开设有消应力槽，减小螺钉二与轴套之间的装配应力，避免对反射镜的不良影响。所述底部支撑板一的底面、第一凸台的顶面、顶板支撑板一的圆周面以及弹簧垫圈两端面分别研磨处理，相互接触零件的接触面进行配研加工。装配过程为：1、对反射镜的支撑孔孔壁、底部支撑板一底面、第一凸台的顶面、顶板支撑板一的圆周面以及弹簧垫圈两端面分别进行研磨。2、将三个柔性支撑单元的顶板支撑板一分别胶粘到反射镜对应的支撑孔内。3、将底部支撑板一底面与第一凸台的顶面进行配研。4、首先将记忆合金丝固定于底部支撑板二和顶板支撑板二之间，电线接头固定在记忆合金丝上，形成记忆合金微调单元；然后将各个记忆合金微调单元的底部支撑板二通过胶黏接在反射镜背面，各个记忆合金微调单元的顶板支撑板二通过胶黏接在支撑底座的各个第二、第三、第四、第五和第六凸台上。5、将各压力传感器通过数据线与计算机连接。6、将底部支撑板一的每个螺纹孔与第一凸台上对应的连接通孔通过固定单元固定连接。本专利技术具有的有益效果是：1、本专利技术中记忆合金微调单元沿任意方向具有相同的柔度，各压力传感器实时传输各支撑点的压力值给计算机，计算机整体对比内置数据库，分别控制各个电线接头所通过的电流大小对不同支撑点的记忆合金丝进行加热变形，控制记忆合金丝微形变量，实现自动化智能检测调整，控制每一个支撑点的压力值，来均衡支撑装置的压力，有效协调自重、温度、外部载荷、装配应力等对镜面面形精度影响。计算机和压力传感器的实时监测调整，实现了一种智能化的效应。2、柔性支撑单元的柔性支撑块一材料为殷钢，殷钢的线膨胀系数与反射镜材料相匹配，尽量减小了柔性支撑部位对反射镜面形精度的影响。3、柔性支撑单元的顶部支撑板一与反射镜胶结，采用粘结解决质量大、装配难度大及容本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种小口径轻型反射镜的柔性记忆合金支撑装置，包括压力传感器、支撑底座、固定单元和计算机，其特征在于：还包括柔性支撑单元和记忆合金微调单元；所述支撑底座的端面上开设有呈同心圆状均布的n个减重槽组，n≥5；所述的减重槽组包括沿周向均布的k个减重槽，k≥6；最内侧减重槽组的减重槽呈扇形，其余减重槽组的减重槽呈扇环形；呈扇形的减重槽两条半径的连接处以及各半径与圆弧的连接处均设有过渡圆角一；各减重槽组的减重槽中心在周向位置上一一对齐；所有减重槽所对的圆心角均相等；开设n个减重槽组后的支撑底座上形成呈同心圆状均布的n+1个圆板和n个辐板组；每相邻两个圆板通过一个辐板组连接；辐板组包括沿周向均布的k个辐板；支撑底座的一个端面上设有一体成型的一个第一凸台组、n‑1个第二凸台组和一个第三凸台组；除最内侧的第一个以及第n个圆板外，其余圆板上各设置一个第二凸台组；第一凸台组和第三凸台组均设置在第n个圆板上；最内侧的第一个和第二个第二凸台组均包括在圆板上且位于圆板与各个辐板交汇位置处的k个第二凸台；第i个第二凸台组包括在圆板上且位于圆板与各个辐板交汇位置处的k个第二凸台，还包括在圆板上的(i‑2)×k个第四凸台，且每相邻两个第二凸台之间设置(i‑2)个第四凸台，第i个第二凸台组的所有凸台沿周向均布，i依次取3，…，n‑1中的值；所述的第一凸台组包括沿圆周均布的三个第一凸台，第三凸台组包括k‑3个第三凸台，三个第一凸台以及k‑3个第三凸台均在圆板上且分别位于圆板与各个辐板交汇位置处；各第一凸台与两侧第三凸台之间在圆板上均设置n‑4个第五凸台；各第五凸台与两侧的第一凸台和第三凸台之间所夹圆弧弧长相等；每相邻两个第三凸台之间在圆板上均设置(n‑3)×k个第六凸台；第n‑1个圆板上的相邻两个第六凸台之间以及第六凸台与第三凸台之间所夹圆弧弧长均相等；每个第一凸台上设置一个柔性支撑单元，每个第二、第三、第四、第五和第六凸台上均设置一个记忆合金微调单元；所述的柔性支撑单元包括同轴设置的底部支撑板一、柔性支撑块一和顶板支撑板一；所述柔性支撑块一的一端与底部支撑板一固定，另一端与顶板支撑板一固定；柔性支撑块一与顶板支撑板一的连接处设有过渡圆角二，柔性支撑块一与底部支撑板一的连接处设有过渡圆角三；所述顶板支撑板一的侧部开设有沿圆周均布的六个减重槽一；所述底部支撑板一的端面开设有沿圆周均布的六个螺纹孔和沿圆周均布的三个减重槽二，且减重槽二位于螺纹孔内侧；底部支撑板一的每个螺纹孔与第一凸台上对应的连接通孔通过固定单元固定连接；所述的记忆合金微调单元包括记忆合金丝以及同轴设置的底部支撑板二、柔性支撑块二和顶板支撑板二；所述柔性支撑块二的一端与底部支撑板二固定，另一端与顶板支撑板二固定；顶板支撑板二侧部开设有沿圆周均布的六个减重槽一；三根记忆合金丝沿周向均布，记忆合金丝的两端分别与底部支撑板二和顶板支撑板二通过螺钉一连接；所述记忆合金丝的两端均固定有电线接头；与三根记忆合金丝周向位置对应的三个减重槽一内各设置一个压力传感器；底部支撑板二黏接在第二、第三、第四、第五或第六凸台上；所有记忆合金微调单元的压力传感器均将检测的压力信号输给计算机，所有记忆合金微调单元的电线接头所通过的电流大小均由计算机控制。...
【技术特征摘要】
1.一种小口径轻型反射镜的柔性记忆合金支撑装置，包括压力传感器、支撑底座、固定单元和计算机，其特征在于：还包括柔性支撑单元和记忆合金微调单元；所述支撑底座的端面上开设有呈同心圆状均布的n个减重槽组，n≥5；所述的减重槽组包括沿周向均布的k个减重槽，k≥6；最内侧减重槽组的减重槽呈扇形，其余减重槽组的减重槽呈扇环形；呈扇形的减重槽两条半径的连接处以及各半径与圆弧的连接处均设有过渡圆角一；各减重槽组的减重槽中心在周向位置上一一对齐；所有减重槽所对的圆心角均相等；开设n个减重槽组后的支撑底座上形成呈同心圆状均布的n+1个圆板和n个辐板组；每相邻两个圆板通过一个辐板组连接；辐板组包括沿周向均布的k个辐板；支撑底座的一个端面上设有一体成型的一个第一凸台组、n-1个第二凸台组和一个第三凸台组；除最内侧的第一个以及第n个圆板外，其余圆板上各设置一个第二凸台组；第一凸台组和第三凸台组均设置在第n个圆板上；最内侧的第一个和第二个第二凸台组均包括在圆板上且位于圆板与各个辐板交汇位置处的k个第二凸台；第i个第二凸台组包括在圆板上且位于圆板与各个辐板交汇位置处的k个第二凸台，还包括在圆板上的(i-2)×k个第四凸台，且每相邻两个第二凸台之间设置(i-2)个第四凸台，第i个第二凸台组的所有凸台沿周向均布，i依次取3，…，n-1中的值；所述的第一凸台组包括沿圆周均布的三个第一凸台，第三凸台组包括k-3个第三凸台，三个第一凸台以及k-3个第三凸台均在圆板上且分别位于圆板与各个辐板交汇位置处；各第一凸台与两侧第三凸台之间在圆板上均设置n-4个第五凸台；各第五凸台与两侧的第一凸台和第三凸台之间所夹圆弧弧长相等；每相邻两个第三凸台之间在圆板上均设置(n-3)×k个第六凸台；第n-1个圆板上的相邻两个第六凸台之间以及第六凸台与第三凸台之间所夹圆弧弧长均相等；每个第一凸台上设置一个柔性支撑单元，每个第二、第三、第四、第五和第六凸台上均设置一个记忆合金微调单元；所述的柔性支撑单元包括同轴设置的底部支撑板一、柔性支撑块一和顶板支撑板一；所述柔性支撑块一的一端与底部支撑板一固定，另一端与顶板支撑板一固定；柔性支撑块一与顶板支撑板一的连接处设有过渡圆角二，柔性支撑块一与底部支撑板一的连接处设有过渡圆角三；所述顶板支撑板一的侧部开设有沿圆周均布的六个减重槽一；所述底部支撑板一的端面开设有沿圆周均布的六个螺纹孔和沿圆周均布的三个减重槽二，且减重槽二位于螺纹孔内侧；底部支撑板一的每个螺纹孔与第一凸台上对应的连接通孔通过固定单元固定连接；所述的记忆合金微调单元包括记忆合金丝以及同轴设置的底部支撑板二、柔性支撑块二和顶板支撑板二；所述柔性支撑块二的一端与底部支撑板二固定，另一端与顶板支撑板二固定；顶板支撑板二侧部开设有沿圆周均布的六个减重槽一；三根记忆合金丝沿周向均布，记忆合金丝的两端分别与底部支撑板二和顶板支撑板二通过螺钉一连接；所述记忆合金丝的两端均固定有电线接头；与三根记忆合...
【专利技术属性】
技术研发人员：李蓉，杨树玄，林卫，睢娟，张巨勇，陈志平，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33
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