一种金属反射镜柔性吊装机构及面形保持机构制造技术

本申请公开了一种金属反射镜柔性吊装机构，包括支撑机构、多个马蹄形连接机构和多个柔性杠杆机构；柔性杠杆机构均固定在支撑机构上，并且每个柔性杠杆机构的一端安装有驱动装置，另一端悬挂连接柔性钢丝，柔性钢丝的自由端通过马蹄形连接机构连接金属反射镜，调节驱动装置控制柔性杠杆机构运动，控制金属反射镜的安装角度。本申请还公开了金属反射镜面形保持机构，包括上述吊装机构和吊装调节机构。本申请的机构避免固定应力集中，使金属反射镜受力均匀，避免吊挂方式因重力变形、高辐射及高热量引起的结构变形，从而避免因形变导致的太阳模拟器均匀性、辐照度等性能降低。适用于大口径、面形精度及环境适应性要求高的金属反射镜。

A flexible hoisting mechanism and shape keeping mechanism of metal reflector

【技术实现步骤摘要】
一种金属反射镜柔性吊装机构及面形保持机构
本专利技术一般涉及光学元件
，具体涉及一种金属反射镜柔性吊装机构及面形保持机构。
技术介绍
近年来，随着航天科学技术的迅猛发展，地面模拟太阳光照试验需求也逐日增多，太阳模拟器是太阳光照地面模拟试验、性能测试、定标的重要设备，其主要用于完成卫星的热平衡试验，模拟仿真卫星的光照情况，验证卫星的热设计，提高其可靠性。在太阳模拟器中，需要采用准直式金属反射镜对模拟的太阳光束进行准直及反射，且整体结构使用环境为真空低温环境，金属反射镜接收光表面受高热量辐照，使用环境温度变化范围比较大，所以金属反射镜及其支撑结构不仅要满足静力学要求，还要满足温度引起的结构变形。金属反射镜组件结构作为太阳模拟器关键部件，其面形精度和安装精度是影响整个光学系统的关键因素。随着对太阳模拟器辐照面、均匀性、辐照度等性能要求的提高，金属反射镜的口径越来越大，对系统中单个金属反射镜的位置精度和面形精度的要求也越来越高。现有太阳模拟器多数为卧式太阳模拟器，其金属反射镜结构多采用垂直放置，其中反射镜组件多为拼接结构，金属反射镜以小型立式支撑居多，且支撑装置多采用硬连接支撑设计，其放置在严酷的热环境下，容易发生变形问题，且硬连接会导致光学装调过程中重量过重、姿态难以调整等问题。立式太阳模拟器具有性能高效、节省空间等优点，但是国内应用中的立式太阳模拟器较少，已经投入使用的立式太阳模拟器基本为口径1m以下、低辐照度的小型立式太阳模拟器。目前还没有研制成功的大型立式离轴准直式高辐照太阳模拟器。主要是由于太阳模拟器主体为立式结构，原本常见的太阳模拟器用金属反射镜支撑结构多为卧式小型拼接结构，适用于俯式吊装的大口径准直型金属反射镜的支撑结构较少。立式太阳模拟器金属反射镜需采用俯式吊装支撑结构，但是由于金属反射镜口径越大其质量也越大，现有金属反射镜支撑结构、吊装式小口径金属反射镜或透镜支撑结构很难满足立式太阳模拟器大口径俯式吊装金属反射镜的面形使用需求。
技术实现思路
鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种金属反射镜柔性吊装机构、面形保持机构以及太阳模拟器。第一方面，本专利技术提供的金属反射镜柔性吊装机构，包括支撑机构、多个马蹄形连接机构和多个柔性杠杆机构；支撑机构一侧通过马蹄形连接机构连接金属反射镜，用于定位金属反射镜；每个马蹄形连接机构能够实现多角度的连接，用于将金属反射镜保持在需要固定的位置；每个柔性杠杆机构均固定在支撑机构上，并且每个柔性杠杆机构的一端安装有驱动装置，每个柔性杠杆机构另一端悬挂连接柔性钢丝，柔性钢丝的自由端通过马蹄形连接机构连接金属反射镜，通过调节驱动装置使得所述柔性杠杆机构运动，控制金属反射镜的安装角度。优选地，支撑机构包括支撑部和连接部，支撑部包括支撑框架和至少四个支撑脚，每个支撑脚通过一个马蹄形连接机构连接金属反射镜的四个位置，对金属反射镜进行定位，连接部间隔布设在支撑框架四周和内部，用于连接柔性杠杆机构。优选地，每个柔性杠杆机构均包括固定板，固定板固定连接在连接板上，且固定板底部固接平底U型连接板，平底U型连接板的开口方向与固定板垂直，并且平底U型连接板的开口两端之间通过轴枢接力臂板，力臂板的一端连接驱动装置，另一端连接柔性钢丝，用于连接金属反射镜，以轴作为支点，通过调节驱动装置，力臂板绕轴运动从而来调整柔性钢丝的高度调整金属反射镜的角度。优选地，驱动装置包括配重块和调整机构，调整机构安装在力臂板的一端，调整机构与配重块连接，带动配重块沿着力臂板的长度方向移动。优选地，调整机构包括螺杆，螺杆贯穿力臂板侧壁且沿其长度方向延伸至靠近轴处，力臂板长度方向螺杆穿过的部位挖空成槽，用于提供配重块沿着螺杆移动的空间，配重块的顶部螺纹配合连接螺杆。优选地，配重块与柔性钢丝相对轴的力臂的比值为2:1。优选地，马蹄形连接机构包括马蹄形底座，马蹄形底座上间隔开设至少两个通孔，在通孔处用于设置环式螺栓连接件，环式螺栓连接件包括吊环和螺栓，吊环底部连接在所述螺栓一端，螺栓的另一端穿设于通孔中，吊环顶部与支撑机构或柔性钢丝的一端连接。优选地，金属反射镜采用铝合金6061材质坯底，金属反射镜的反射面为Al+SiO2材质，并采用非电解镍镀层；金属反射镜背面的外边缘沿着径向靠近圆心的方向间隔设置至少两圈连接杆，相邻或间隔的两圈连接杆之间呈辐射状间隔均匀安装有多个加强筋，多个加强筋将金属反射镜背面划分为多个扇形镂空区，多个扇形镂空区在金属反射镜背面相互垂直的两轴线方向对称分布。第二方面，本专利技术提供一种金属反射镜面形保持机构，包括吊装调节机构和上述的柔性吊装机构，吊装调节机构和柔性吊装机构连接。优选地，吊装调节机构包括上层和下层，上层设置有多个横梁，每个横梁与支撑机构的横板固定连接，下层间隔开设有至少一个卵形槽，用于通过螺钉将下层固定连接在太阳模拟器的真空容器口上，上层和下层之间连接螺杆，螺杆用于调节上层和下层之间的相对高度和倾斜度，并通过螺钉将上层和下层固定连接。本专利技术通过支撑机构吊挂连接在金属反射镜背面，实现对金属反射镜的定位固定，约束金属反射镜因俯式吊挂引起的倾斜摇摆，再将多个柔性杠杆机构固定连接在支撑机构上，每个柔性杠杆机构中采用柔性钢丝连接在金属反射镜背面的不同位置，通过配重块的位置调整柔性钢丝与金属反射镜的连接从而实现对金属反射镜角度的调整，并且支撑机构、柔性杠杆机构与金属发射镜连接处设置有多角度的马蹄形连接机构，马蹄形连接机构的角度根据入射光的角度设计，保证金属反射镜的离轴角和准直角达到太阳模拟器的要求。本专利技术中的柔性杠杆机构可以避免固定支撑应力集中，使俯式金属反射镜受力均匀，有效避免了吊挂方式因重力变形、高辐射及高热量引起的结构变形，从而避免因形变导致的太阳模拟器均匀性、辐照度等性能指标降低。本专利技术的吊装机构容许支撑结构较大的加工和装配误差，适用于立式太阳模拟器对金属反射镜的面形影响小，应用范围广，适用于大口径、面形精度要求高、环境适应性要求高的金属反射镜。附图说明通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1为本专利技术的一个实施例金属反射镜柔性吊装机构的立体结构示意图；图2为本专利技术的一个实施例金属反射镜柔性吊装机构的结构示意图；图3为本专利技术的一个实施例中支撑机构的结构示意图；图4为本专利技术的一个实施例中柔性杠杆机构的结构示意图；图5为本专利技术的一个实施例中马蹄形连接机构的结构示意图；图6为本专利技术的一个实施例中马蹄形连接机构的与柔性钢丝的连接处的结构示意图；图7为本专利技术的第二个实施例中金属反射镜的结构示意图。图8为本专利技术的第三个实施例金属反射镜面形保持机构的结构示意图；图9为本专利技术的第三个实施例中吊装调节机构的结构示意图。图中，1.支撑机构：1-1.横板，1-2.支撑架，1-3.支撑脚，1-4.加强筋，1-5.连接板；2.马蹄形连接机构：2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.金属反射镜柔性吊装机构，其特征在于，包括支撑机构、多个马蹄形连接机构和多个柔性杠杆机构；/n所述支撑机构一侧通过所述马蹄形连接机构连接金属反射镜，用于定位金属反射镜；/n每个所述马蹄形连接机构能够实现多角度的连接，用于将金属反射镜保持在需要固定的位置；每个所述柔性杠杆机构均固定在所述支撑机构上，并且每个所述柔性杠杆机构的一端安装驱动装置，每个所述柔性杠杆机构另一端悬挂连接柔性钢丝，所述柔性钢丝的自由端通过所述马蹄形连接机构连接金属反射镜，通过调节驱动装置使得所述柔性杠杆机构运动，控制金属反射镜的安装角度。/n

【技术特征摘要】
1.金属反射镜柔性吊装机构，其特征在于，包括支撑机构、多个马蹄形连接机构和多个柔性杠杆机构；
所述支撑机构一侧通过所述马蹄形连接机构连接金属反射镜，用于定位金属反射镜；
每个所述马蹄形连接机构能够实现多角度的连接，用于将金属反射镜保持在需要固定的位置；每个所述柔性杠杆机构均固定在所述支撑机构上，并且每个所述柔性杠杆机构的一端安装驱动装置，每个所述柔性杠杆机构另一端悬挂连接柔性钢丝，所述柔性钢丝的自由端通过所述马蹄形连接机构连接金属反射镜，通过调节驱动装置使得所述柔性杠杆机构运动，控制金属反射镜的安装角度。


2.根据权利要求1所述的柔性吊装机构，其特征在于，所述支撑机构包括支撑部和连接部，所述支撑部包括支撑框架和至少四个支撑脚，每个支撑脚通过一个所述马蹄形连接机构连接金属反射镜，对金属反射镜进行定位，所述连接部间隔布设在所述支撑框架四周和内部，用于连接所述柔性杠杆机构。


3.根据权利要求2所述的柔性吊装机构，其特征在于，每个所述柔性杠杆机构均包括固定板，所述固定板固定连接在所述连接板上，且所述固定板底部固接平底U型连接板，所述平底U型连接板的开口方向与所述固定板垂直，并且所述平底U型连接板的开口两端之间通过轴枢接力臂板，所述力臂板的一端连接所述驱动装置，另一端连接所述柔性钢丝，用于连接金属反射镜，以轴作为支点，通过调节所述驱动装置，所述力臂板绕轴运动从而来调整所述柔性钢丝的高度调整金属反射镜的角度。


4.根据权利要求3所述的柔性吊装机构，其特征在于，所述驱动装置包括配重块和调整机构，所述调整机构安装在所述力臂板的一端，所述调整机构与所述配重块连接，带动所述配重块沿着所述力臂板的长度方向移动。


5.根据权利要求4所述的柔性吊装机构，其特征在于，所述调整机构包括螺杆，所述螺杆贯穿所述力臂板侧壁且沿其长度方向延伸至...

【专利技术属性】
技术研发人员：王丹艺，蒋山平，王劭溥，张鹏嵩，向艳红，李竑松，张博伦，韩潇，杨林华，
申请(专利权)人：北京卫星环境工程研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11