【技术实现步骤摘要】
大口径光学透镜的多级柔性支撑结构
本专利技术涉及地基大型光学望远镜结构
，特别是涉及一种大口径光学透镜的多级柔性支撑结构。
技术介绍
为了满足大规模时域巡天、银河系测量、暗物质和暗能量探测、太阳系外行星搜索等需求，国内外已建造了多台主焦点形式的大视场望远镜，如日本天文台8.2m昴星团望远镜(Subaru)、在4米望远镜Mayall上的宽视场暗能量光谱仪(DESI)、8.4米口径的大视场望远镜LSST、兴隆观测基地2.16米望远镜等等。为了实现大相对孔径和大视场，上述望远镜的一个主要特点是主焦点位置处采用了口径非常大的光学透镜，如LSST中最大透镜口径为1.6米。为了实现大视场望远镜预期的探测能力及测量精度，需要保证大视场望远镜的主焦点处光学透镜的位置精度及镜面面形精度。对于大口径光学透镜来说，其位置精度和镜面面形精度由其支撑结构来保证，然而，同时满足位置精度和面形精度要求的支撑结构设计难度非常大，原因在于以下三个方面：(1)为了避免光学遮拦，即为了确保大口径光学透镜的视场，支撑结构仅能够被设置在大口径光...
【技术保护点】
1.多级柔性支撑结构，适于支撑大口径光学透镜，其特征在于，包括：/n镜座；/n多个铟钢支撑垫，所述铟钢支撑垫均匀设置于所述镜座并连接于所述大口径光学透镜；以及/n多个柔性支撑单元，各所述柔性支撑单元连接于对应的所述铟钢支撑垫和所述镜座，各所述柔性支撑单元包括径向柔性支撑单元和连接于所述径向柔性支撑单元的轴向柔性支撑单元，所述径向柔性支撑单元连接于所述铟钢支撑垫，所述轴向柔性支撑单元连接于所述镜座，所述径向柔性支撑单元和所述轴向柔性支撑单元相互配合，以在四个方向的刚度上约束所述大口径光学透镜在空间的六个自由度，所述径向支撑单元被设置用于补偿因透镜材料与镜座材料热膨胀系数差异性...
【技术特征摘要】
1.多级柔性支撑结构，适于支撑大口径光学透镜，其特征在于，包括：
镜座；
多个铟钢支撑垫，所述铟钢支撑垫均匀设置于所述镜座并连接于所述大口径光学透镜；以及
多个柔性支撑单元，各所述柔性支撑单元连接于对应的所述铟钢支撑垫和所述镜座，各所述柔性支撑单元包括径向柔性支撑单元和连接于所述径向柔性支撑单元的轴向柔性支撑单元，所述径向柔性支撑单元连接于所述铟钢支撑垫，所述轴向柔性支撑单元连接于所述镜座，所述径向柔性支撑单元和所述轴向柔性支撑单元相互配合，以在四个方向的刚度上约束所述大口径光学透镜在空间的六个自由度，所述径向支撑单元被设置用于补偿因透镜材料与镜座材料热膨胀系数差异性所产生的热应力，所述轴向柔性支撑单元被设置用于补偿因镜座结构变形和加工误差所引入的应力。
2.根据权利要求1所述的多级柔性支撑结构，其特征在于，所述径向柔性支撑单元的刚度包括在相互垂直的两个方向的径向刚度Kr和切向刚度Kt；所述轴向柔性支撑单元的刚度包括在相互垂直的两个方向的轴向刚度Ka和法向刚度Kn，所述轴向刚度Ka用于约束所述大口径光学透镜沿z轴方向的移动自由度dz、x轴方向的转动自由度RotX、以及y轴方向的转动自由度RotY；所述径向刚度Kr、所述切向刚度Kt以及所述法向刚度Kn则分别用于约束z轴方向的转动自由度RotZ、x轴方向的移动自由度dx以及y轴方向的移动自由度dy。
3.根据权利要求2所述的多级柔性支撑结构，其特征在于，所述径向柔性支撑单元具有第一柔性薄片、连接于所述第一柔性薄片的两端的两第一连接件以及连接于所述第一柔性薄片中部的第二连接件，两所述第一连接件通过螺钉被固定连接于所述铟钢支撑垫，所述第二连接件通过螺钉被固定连接于所述轴向柔性支撑单元。
4.根据权利要求3所述的多级柔性支撑结构，其特征在于，所述径向柔性支撑单元分别通过螺钉连接于所述铟钢支撑垫和所述轴向柔性支撑单元时，所述第一柔性薄片等效为两端固支的超静定薄梁，设所述第一柔性薄片的长度为l1，...
【专利技术属性】
技术研发人员：曹玉岩，王建立，李洪文，王志臣，王洪浩，明名，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：吉林;22
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