车载米级口径反射镜系统及其制造方法技术方案

一种车载米级口径反射镜系统及其制造方法，设计了符合轻量化要求和工作特点的主镜和支撑结构，并对主镜的轻量化结构进行了优化，建立三维的主镜模型和支撑结构模型后，利用有限元仿真软件建立轻量化主镜及支撑系统的有限元模型，对主镜有限元模型在支撑结构有限元模型作用下的重力变形进行分析，结合干涉仪的面形检测结果，使得主镜及支撑结构满足工程需求。求。求。

【技术实现步骤摘要】
车载米级口径反射镜系统及其制造方法


[0001]本专利技术涉及光电经纬仪
，具体涉及一种车载米级口径反射镜系统及其制造方法。

技术介绍

[0002]光电经纬仪在国防领域中的应用十分广泛。反射镜系统的主镜在光电经纬仪光学系统占有重要地位，作为光学系统中主要载荷与有效工作元件，它的面形精度决定了成像质量的高低。由于现在对数据的采集处理要求越来越高，使得光电经纬仪向着大口径、高精度和高分辨率方向发展。但大口径随之带来的是主镜面形精度的下降，成像质量更易受到自重、承载和温差的影响，并且其面形精度和反射率的优劣直接影响系统的导光质量，因此为了提高主镜的成像质量，有必要对主镜进行轻量化设计。
[0003]此外，对于车载光学系统，尤其是米级口径反射镜的大型车载设备需要保证道路通过性、结构稳定性、精度一致性等，因此对于反射镜系统来说具有高刚度低重量要求。目前来说，车载米级口径反射镜系统没有完善的米级口径反射镜系统，能够同时满足轻量化和高面形精度的要求。

技术实现思路

[0004]本专利技术主要解决的技术问题是如何实现反射镜系统的轻量化设计。
[0005]根据第一方面，一种实施例中提供一种车载米级口径反射镜系统，包括：主镜和支撑结构；所述主镜包括圆形基体，所述圆形基体的中心开设有第一通孔，在圆形基体上从轴心向四周分布多个圆环，多个圆环和第一通孔同轴分布，所述圆环上均匀开设多个第二通孔；所述支撑结构包括：轴向支撑机构、径向支撑机构和底板，所述轴向支撑机构用于在轴向上支撑所述主镜，所述径向支撑机构用于在径向上支撑所述主镜，所述底板用于固定所述轴向支撑机构和径向支撑机构。
[0006]在一实施例中，同一圆环上所述多个第二通孔的轴心到第一通孔的轴心的距离相同，且多个第二通孔均匀分布在所述圆环上。
[0007]在一实施例中，所述轴向支撑机构为三组，三组所述轴向支撑机构沿周长方向均匀分布在所述主镜的底面；所述轴向支撑机构通过球头支撑件与所述底板连接。
[0008]在一实施例中，所述轴向支撑机构包括：三角支撑板和三个支撑盘；三个所述支撑盘的一面分别与所述三角支撑板的三个角端点通过第一钢球连接，三个所述支撑盘的另一面分别与所述主镜接触连接，所述三角支撑板的中心通过球头支撑件与所述底板连接；三个所述支撑盘与所述三角支撑板的中心的距离相同。
[0009]在一实施例中，所述径向支撑机构为三组，三组所述径向支撑机构沿周长方向均匀分布在所述主镜的底面；所述径向支撑机构的一端与所述主镜的底面连接，所述径向支撑机构的另一端与所述底板连接。
[0010]在一实施例中，所述径向支撑机构包括：轴座、支座、调心球轴承、配重杆、配重箱、轴套和第二钢球；所述轴座的一端与所述底板连接，所述轴座的另一端与所述主镜的底面的安装孔相连接，所述轴座与所述安装孔连接的端部设有轴套，所述轴座的外表面对称设有两个支座，每个所述支座的一端与所述底板连接，所述支座的另一端与所述轴套连接；所述调心球轴承的一面通过第二钢球与所述安装孔的内侧面接触连接，所述调心球轴承的另一面与所述配重杆的一端连接，所述配重杆沿所述轴座的轴向设置于所述轴座的中空处，所述配重杆的另一端连接设于底板内的配重箱；其中，所述第二钢球可沿所述配重杆的轴向方向进行移动。
[0011]在一实施例中，所述支撑结构还包括：中心轴组件和拉紧组件；所述中心轴组件用于固定所述主镜的轴心，所述中心轴组件的一端与所述圆形基体的中心连接，所述中心轴组件的另一端与底板连接；所述拉紧组件用于防止主镜在轴向上偏移量过大，所述拉紧组件连接于所述主镜与所述底板之间。
[0012]在一实施例中，所述主镜的材料为SiC。
[0013]根据第二方面，一种实施例中提供一种车载米级口径反射镜系统的制造方法，其中反射镜系统包括主镜和支撑结构；所述制造方法包括：S100：获取所述主镜的参数信息；其中，所述参数信息包括：尺寸参数信息、面型参数信息和物理参数信息；S200：根据所述主镜的参数信息，利用三维建模软件构建主镜模型；其中，所述主镜模型包括圆形基体，所述圆形基体的中心开设有第一通孔，在圆形基体上从轴心向四周分布多个圆环，多个圆环和第一通孔同轴分布，所述圆环上均匀开设多个第二通孔；S300：利用三维建模软件构建支撑结构模型；所述支撑结构模型包括：轴向支撑机构、径向支撑机构和底板，所述轴向支撑机构用于在轴向上支撑所述主镜，所述径向支撑机构用于在径向上支撑所述主镜，所述底板用于固定所述轴向支撑机构和径向支撑机构；S400：利用有限元仿真软件，对所述主镜模型和支撑结构模型进行有限元分析，得到主镜有限元模型和支撑结构有限元模型；S500：对主镜有限元模型在支撑结构有限元模型模型作用下的重力变形进行分析，并根据重力变形分析的结果，调整主镜的参数信息，根据调整后的主镜的参数信息制备主镜；S600：对制备的主镜进行面形精度检测。
[0014]依据上述实施例的车载米级口径反射镜系统及其制造方法，设计了符合轻量化要求和工作特点的主镜和支撑结构，并对主镜的轻量化结构进行了优化，建立三维的主镜模型和支撑结构模型后，利用有限元仿真软件建立轻量化主镜及支撑系统的有限元模型，对
主镜有限元模型在支撑结构有限元模型作用下的重力变形进行分析，结合干涉仪的面形检测结果，使得主镜及支撑结构满足工程需求。
附图说明
[0015]图1为一种实施例的车载米级口径反射镜系统的结构示意图，其中（a）为车载米级口径反射镜系统的侧面剖视图，（b）为车载米级口径反射镜系统的正视图；图2为主镜的结构示意图；图3为轴向支撑机构的结构示意图；图4为轴向支撑机构与主镜、底板的连接示意图；图5为轴向支撑机构与主镜的连接示意图；图6为径向支撑机构的结构示意图；图7为图6所示径向支撑机构的剖面示意图；图8为一种实施例的车载米级口径反射镜系统的制造方法的流程图；图9为主镜的有限元模型示意图；图10为主镜检测效果示意图。
具体实施方式
[0016]下面通过具体实施方式结合附图对本专利技术作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。
[0017]另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。
[0018]本文中为部件所编序号本身，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种车载米级口径反射镜系统，其特征在于，包括：主镜和支撑结构；所述主镜包括圆形基体，所述圆形基体的中心开设有第一通孔，在圆形基体上从轴心向四周分布多个圆环，多个圆环和第一通孔同轴分布，所述圆环上均匀开设多个第二通孔；所述支撑结构包括：轴向支撑机构、径向支撑机构和底板，所述轴向支撑机构用于在轴向上支撑所述主镜，所述径向支撑机构用于在径向上支撑所述主镜，所述底板用于固定所述轴向支撑机构和径向支撑机构。2.如权利要求1所述的车载米级口径反射镜系统，其特征在于，同一圆环上所述多个第二通孔的轴心到第一通孔的轴心的距离相同，且多个第二通孔均匀分布在所述圆环上。3.如权利要求1所述的车载米级口径反射镜系统，其特征在于，所述轴向支撑机构为三组，三组所述轴向支撑机构沿周长方向均匀分布在所述主镜的底面；所述轴向支撑机构通过球头支撑件与所述底板连接。4.如权利要求3所述的车载米级口径反射镜系统，其特征在于，所述轴向支撑机构包括：三角支撑板和三个支撑盘；三个所述支撑盘的一面分别与所述三角支撑板的三个角端点通过第一钢球连接，三个所述支撑盘的另一面分别与所述主镜接触连接，所述三角支撑板的中心通过球头支撑件与所述底板连接；三个所述支撑盘与所述三角支撑板的中心的距离相同。5.如权利要求1所述的车载米级口径反射镜系统，其特征在于，所述径向支撑机构为三组，三组所述径向支撑机构沿周长方向均匀分布在所述主镜的底面；所述径向支撑机构的一端与所述主镜的底面连接，所述径向支撑机构的另一端与所述底板连接。6.如权利要求5所述的车载米级口径反射镜系统，其特征在于，所述径向支撑机构包括：轴座、支座、调心球轴承、配重杆、配重箱、轴套和第二钢球；所述轴座的一端与所述底板连接，所述轴座的另一端与所述主镜的底面的安装孔相连接，所述轴座与所述安装孔连接的端部设有轴套，所述轴座的外表面对称设有两个支座，每个所述支座的一端与所述底板连接，所述支座的另一端与所述轴套连接；所...

【专利技术属性】
技术研发人员：高昕，陈涛，王成龙，李希宇，陈小林，王涛，宗永红，
申请(专利权)人：中国人民解放军六三九二一部队，
类型：发明
国别省市：