本发明专利技术适用于光学仪器领域，公开了一种支撑结构和大口径反射式望远镜，大口径反射式望远镜包括望远镜主体和跟踪架，望远镜主体包括支撑结构，支撑结构包括主镜室、环梁组件和镜筒，主镜室包括第一螺栓球和第一桁架杆组件，多个第一螺栓球和多个第一桁架杆组件拼接形成空间桁架，位于不同空间位置的第一桁架杆组件的长度不同，环梁组件包括环梁边框、安装座和连接筋，安装座通过连接筋与环梁边框连接，镜筒包括若干个第二螺栓球和若干个第二桁架杆组件，第二桁架杆组件的第一端与主镜室连接，另一端通过第二螺栓球螺纹连接与环梁边框连接，该支撑结构利用螺栓球连接形式，利于更大口径支撑结构的扩展，利于机械加工的标准化，以及复用率更高。以及复用率更高。以及复用率更高。
【技术实现步骤摘要】
一种支撑结构以及大口径反射式望远镜
[0001]本专利技术涉及光学仪器领域，尤其涉及一种支撑结构以及大口径反射式望远镜。
技术介绍
[0002]望远镜的光学系统广义上分为折射式，反射式，折反射式。焦距长，将透镜作为物镜的折射式光学系统由于加工和支撑装配工艺的限制，其望远镜整体结构细长，因此光学口径无法做得很大，除此之外，大口径的反射镜比透镜生产成本低，因此综合考虑，目前建成和在研究的大口径望远镜都是采用反射式光学系统。为保证反射式光学系统内各光学组件的相对位置关系以免系统产生光学像差，需要设计满足精度指标要求的主光学系统支撑结构，其中包括为主反射镜提供高刚度基础的主镜室和保证主次镜相对位置的镜筒，两者通过四通中间块相连组成反射式光学系统。
[0003]其中，主镜室有箱体焊接和铸造两种结构形式，但该种结构形式的主镜室往往较重，不利于整个系统的减重和配平，一般普遍用于中小型望远镜。镜筒具有薄壁筒式和桁架式两种，薄壁筒式镜筒由于防尘和挡杂光性能较好，一般用于中小型望远镜，而对于大型望远镜，薄壁筒结构往往太重，因此多采用桁架式镜筒，在结构轻量化的基础上，减小热容量和所受风载，并有利于通风，从而改善观测室的大气视宁度。除此之外，目前桁架式镜筒一般采用焊接或铰接方式实现各桁架杆之间的空间连接，桁架的焊接连接方式简单，但不利于空间桁架的拆卸和更大口径光学系统支撑的扩展，面对桁架结构的扩展和改造往往需要重新加工而增加周期和成本。铰接方式通过设计不同的机械转接件，可以灵活实现桁架结构中各桁架杆之间的连接，解决了焊接连接方式拆卸不便，桁架扩展成本高的问题。对于小口径光学系统支撑桁架，桁架杆数量少，相应所需的机械转接件少，各式各样的非标准转接件加工制造成本增加并不显著，空间桁架装配过程不至于过分复杂。但是随着反射式光学系统口径的不断增大和扩展，其桁架杆数量成几何增长，带来的非标准转接件加工制造成本显著增加，也给空间桁架装配过程中各非标准转接件的分类和标号带来巨大工作量，细微的分类偏差可能会导致空间桁架装配的重大失误，试错成本太高，不利于极大口径反射式光学系统支撑桁架的复杂装配和扩展。
技术实现思路
[0004]本专利技术的第一个目的在于提供一种支撑结构，其旨在解决适用于大口径望远镜的空间桁架机械转接件数量众多，复用率低，装配分类复杂的技术问题。
[0005]为达到上述目的，本专利技术提供的方案是：
[0006]一种支撑结构，适用于大口径反射式望远镜，所述支撑结构包括主镜室、环梁组件和镜筒，主镜室包括若干个第一螺栓球和若干个第一桁架杆组件，每个所述第一螺栓球均设置有至少两个空间角度不同的第一螺纹孔，多个所述第一螺栓球和多个所述第一桁架杆组件拼接形成空间桁架，位于不同空间位置的所述第一桁架杆组件的长度不同，所述环梁组件包括环梁边框、安装座和多个连接筋，所述安装座通过多个所述连接筋与所述环梁边
框连接，所述镜筒包括若干个第二螺栓球和若干个第二桁架杆组件，若干个所述第二螺栓球环绕所述环梁边框的外周设置，并与所述环梁边框连接，每个所述第二螺栓球均设置有至少一个第二螺纹孔，若干个所述第二桁架杆组件环绕所述主镜室的外周设置，所述第二桁架杆组件的第一端与所述主镜室外周的第一螺栓球或所述主镜室外周的第一桁架杆组件连接，另一端与所述第二螺栓球螺纹连接。
[0007]优选地，所述空间桁架为单层结构，所述空间桁架呈倒梯台状设置。
[0008]优选地，所述空间桁架为双层结构，所述空间桁架呈倒锥状设置。
[0009]优选地，每个所述第一桁架杆组件均包括连杆和连接组件，所述连接组件设置有两个，两个所述连接组件分别设置在所述连杆两端，所述连杆内部中空设置，所述连接组件包括螺栓、封板、套筒和销钉，所述封板设置在所述连杆的端部，所述螺栓设置在所述封板朝内的一侧，并穿过所述封板伸出所述连杆与所述第一螺栓球连接，所述套筒套设在所述螺栓上，且所述套筒上设置有第三螺纹孔，所述第三螺纹孔的延伸方向与所述螺栓的延伸方向垂直，所述销钉安装在所述第三螺纹孔内，并与所述螺栓抵接，不同空间位置的所述连杆的长度不同，且不同空间位置的所述套筒的长度不同。
[0010]优选地，所述封板与所述连杆焊接。
[0011]优选地，与所述主镜室外周的所述第一螺栓球连接的所述第二桁架杆组件的结构与所述第一桁架杆组件的结构一致，与所述主镜室外周的所述第一桁架杆组件连接的所述第二桁架杆组件在连杆的一端设置有连接组件，连杆的另一端与第一桁架杆组件的连杆焊接。
[0012]优选地，所述镜筒还包括紧固件，所述环梁边框上设置有安装孔，所述紧固件穿过所述安装孔与所述第二螺栓球连接。
[0013]优选地，所述连接筋呈V字形设置，所述连接筋包括端部和两个支脚，所述端部连接至所述连接筋环梁边框的内侧壁，两个所述连接筋支脚分别连接至所述连接筋安装座。
[0014]优选地，所述连接筋环梁边框呈六边形设置，所述连接筋设置有六个，六个所述连接筋的端部分别位于所述连接筋环梁边框的六个公共端点处。
[0015]优选地，所述第二螺栓球设置有六个，六个所述第二螺栓球设置在所述连接筋环梁边框的底部，且分别位于所述连接筋环梁边框的六个公共端点处。
[0016]本专利技术的第二个目的在于提供一种大口径反射式望远镜，包括望远镜主体和跟踪架，所述望远镜主体包括主镜、次镜或终端组件、以及支撑结构，所述支撑结构采用如上所述的支撑结构，所述主镜安装在所述主镜室上，所述次镜或终端组件安装在所述安装座上，所述主镜室安装在所述跟踪架上，所述跟踪架用于驱动所述望远镜主体进行俯仰运动和方位旋转运动。
[0017]本专利技术提供的支撑结构具有以下优点：
[0018]第一，支撑结构的桁架结构式主镜室给主镜提供高刚度稳定基础，实现主镜和次镜相对位置的固定和保持，取消常用于连接镜筒和主镜室的四通结构，将镜筒和主镜室优化整合为一个整体桁架式结构，使支撑结构更加紧凑和轻量化，而且镜筒和主镜室相连，通过环梁组件的传递实现次镜或终端组件与主镜之间位置的固定和保持，环梁组件实现次镜或终端组件的微量调整。
[0019]第二，支撑结构可以将第一桁架杆组件和第二桁架杆组件设计成几种规格的标准
件，通过若干第一螺栓球实现第一桁架杆组件的拼接，以及通过若干第二螺栓球实现第二桁架杆组件的拼接，螺栓球连接形式取代桁架杆之间的焊接连接与一般机械转接件形式，利用统一规格但具有不同空间角度螺孔的螺栓球作为标准化的机械转接件形式，利于更大口径支撑结构的扩展，利于第一桁架杆组件以及第二桁架杆组件机械加工的标准化，使连接结构更加标准化，装配分类更简单，可扩展性更高，在进行更大口径望远镜扩展时，本专利技术的支撑结构无需进行大规模修改，重新加工只需在原有桁架式结构基础上直接进行扩展，减少扩展为更大口径望远镜升级改造的施工和建造成本，同时有利于更大口径望远镜结构的外场解体运输和总装集成。
[0020]本专利技术提供的大口径反射式望远镜整体结构更加紧凑，可扩展性更高。
附图说明
[0021]为了更清楚本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种支撑结构，适用于大口径反射式望远镜，其特征在于，所述支撑结构包括主镜室、环梁组件和镜筒，主镜室包括若干个第一螺栓球和若干个第一桁架杆组件，每个所述第一螺栓球均设置有至少两个空间角度不同的第一螺纹孔，多个所述第一螺栓球和多个所述第一桁架杆组件拼接形成空间桁架，位于不同空间位置的所述第一桁架杆组件的长度不同，所述环梁组件包括环梁边框、安装座和多个连接筋，所述安装座通过多个所述连接筋与所述环梁边框连接，所述镜筒包括若干个第二螺栓球和若干个第二桁架杆组件，若干个所述第二螺栓球环绕所述环梁边框的外周设置，并与所述环梁边框连接，每个所述第二螺栓球均设置有至少一个第二螺纹孔，若干个所述第二桁架杆组件环绕所述主镜室的外周设置，所述第二桁架杆组件的第一端与所述主镜室外周的第一螺栓球或所述主镜室外周的第一桁架杆组件连接，另一端与所述第二螺栓球螺纹连接。2.如权利要求1所述的支撑结构，其特征在于，所述空间桁架为单层结构，所述空间桁架呈倒梯台状设置；或者，所述空间桁架为双层结构，所述空间桁架呈倒锥状设置。3.如权利要求1所述的支撑结构，其特征在于，每个所述第一桁架杆组件均包括连杆和连接组件，所述连接组件设置有两个，两个所述连接组件分别设置在所述连杆两端，所述连杆内部中空设置，所述连接组件包括螺栓、封板、套筒和销钉，所述封板设置在所述连杆的端部，所述螺栓设置在所述封板朝内的一侧，并穿过所述封板伸出所述连杆与所述第一螺栓球连接，所述套筒套设在所述螺栓上，且所述套筒上设置有第三螺纹孔，所述第三螺纹孔的延伸方向与所述螺栓的延伸方向垂直，所述销钉安装在所述第三螺纹孔内，并与所述螺栓抵接，不同空间位置的所述连杆的长度不...
【专利技术属性】
技术研发人员：范文强，王建立，李洪文，王志臣，曹玉岩，
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：
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