本发明专利技术提供了一种曲面棱镜的微应力支撑结构及其装调方法，用于解决曲面棱镜不易安装固定，且面形易受装配应力影响的技术问题。本发明专利技术的微应力支撑结构包括曲面棱镜框、两个棱镜胶合支柱组、两个棱镜胶合支撑板以及两组胶层厚度控制结构；棱镜胶合支撑板的端面上开设有多个注胶孔；曲面棱镜框两侧侧壁上分别开设有通槽，胶合支撑板的一端嵌入通槽内并通过在注胶孔注胶实现胶合支撑板与待调整曲面棱镜的粘接；曲面棱镜框顶部侧壁和底部侧壁开设有通孔，棱镜胶合支柱组通过通孔与待调整曲面棱镜粘接；每组胶层厚度控制结构用于挤压注胶孔内的粘接胶，实现注胶胶层的厚度调整，进而实现曲面棱镜的高面形精度和高力热稳定性微应力支撑。力支撑。力支撑。
【技术实现步骤摘要】
一种曲面棱镜的微应力支撑结构及其装调方法
[0001]本专利技术涉及曲面棱镜，尤其涉及一种曲面棱镜的微应力支撑结构及其装调方法。
技术介绍
[0002]曲面棱镜是F
é
ry.C.H于1911年提出的一种棱镜结构，其基于罗兰圆原理，有两个具有较大面倾角的球面工作表面组成，因此同时具备了分光和成像能力，应用于光谱系统时，可以大大简化系统的结构。但曲面棱镜作为非回转对称零件，存在不易装夹的难题。
[0003]中国专利CN 103116211 A中公开了一种基于斜垫圈的压圈固定方式，曲面棱镜光学加工时，使其中一个凸面工作面和棱镜外圆同轴，另一个凹面工作面则铣磨出倾斜的平端面用于安装，安装后使用拨杆对曲面棱镜相位进行调整。该方法由于曲面棱镜需要加工倾斜的安装平端面，材料需要保留额外的体积，另外，为了保证斜垫圈与曲面棱镜倾斜平面的可靠接触，对斜垫圈的加工精度要求也大大提升。
[0004]中国专利CN108037558A公开了一种基于定位块和螺纹压圈的固定方式，曲面棱镜光学加工时，在其外圆加工台阶倒角及相位定位平端面，利用定位块确定曲面棱镜相位，利用螺纹压圈压靠在外圆倒角上实现棱镜固定。该方法由于曲面棱镜需要加工外圆台阶倒角，且要求台阶面与曲面棱镜的凹面光轴垂直，导致棱镜加工难度增加，同时压圈直接压靠也容易导致棱镜变形而无法满足光学系统的使用要求。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的在于解决曲面棱镜不易安装固定，且面形易受装配应力影响的技术问题，而提供一种曲面棱镜的微应力支撑结构及其装调方法。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术的技术解决方案如下：
[0007]一种曲面棱镜的微应力支撑结构，其特殊之处在于，包括曲面棱镜框、两个棱镜胶合支柱组、两个棱镜胶合支撑板以及两组胶层厚度控制结构；
[0008]所述曲面棱镜框，用于安装待调整曲面棱镜；
[0009]两个所述棱镜胶合支柱组的端面用于分别与曲面棱镜框顶部侧壁和底部侧壁粘接；两个所述棱镜胶合支撑板的端面用于分别与曲面棱镜框两侧的侧壁粘接；
[0010]所述胶合支撑板的端面上开设有多个注胶孔；
[0011]所述曲面棱镜框两侧侧壁上对应注胶孔的位置分别开设有通槽，其顶部侧壁和底部侧壁对应棱镜胶合支柱组的位置开设有通孔，用于通过注胶孔和通槽实现待调整曲面棱镜与曲面棱镜框内侧壁的粘接；棱镜胶合支柱组用于通过所述通孔与待调整曲面棱镜粘接；
[0012]每组所述胶层厚度控制结构包括多个胶层厚度控制块；胶层厚度控制块的一端从远离曲面棱镜框的一侧装入相应的注胶孔，并挤压注胶孔内的粘接胶，用于实现注胶胶层的厚度调整。
[0013]进一步地，所述棱镜胶合支撑板的端面上对应注胶孔的位置设置有注胶凸台，用
于通过注胶凸台保证待调整曲面棱镜与棱镜胶合支撑板的粘接面积；
[0014]所述棱镜胶合支撑板的侧壁上设置有与注胶孔连通的溢胶孔，用于溢出多余的粘接胶。
[0015]进一步地，所述曲面棱镜框与棱镜胶合支撑板之间设置有第一修切垫，用于调整棱镜胶合支撑板和待调整曲面棱镜之间的间隙；
[0016]所述棱镜胶合支柱组包括两个棱镜胶合支柱；棱镜胶合支柱的一端用于穿过所述通孔与待调整曲面棱镜粘接；
[0017]所述曲面棱镜框与棱镜胶合支柱之间设置有第二修切垫，用于调整棱镜胶合支柱与待调整曲面棱镜之间的间隙。
[0018]进一步地，还包括销钉；
[0019]所述棱镜胶合支撑板上开设有销钉孔，销钉穿过销钉孔与曲面棱镜框外侧壁连接，用于固定棱镜胶合支撑板与曲面棱镜框的相对位置。
[0020]进一步地，所述棱镜胶合支撑板包括多个胶合块、以及连接相邻两个胶合块的应力释放柔性结构；
[0021]所述注胶孔、相应的注胶凸台以及溢胶孔位于对应的胶合块上；
[0022]所述应力释放柔性结构，用于释放粘接胶的固化应力、装配应力以及温度变化引起的残余应力。
[0023]进一步地，所述第一修切垫采用金属橡胶垫。
[0024]进一步地，所述曲面棱镜框的内壁与待调整曲面棱镜的外壁之间预留0.1mm
‑
0.15mm的间隙。
[0025]基于上述一种曲面棱镜的微应力支撑结构，本专利技术还提供了一种曲面棱镜的微应力支撑结构的装调方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：
[0026]1】安装待调整曲面棱镜
[0027]将待调整曲面棱镜同轴安装在曲面棱镜框内，并通过棱镜胶合支柱组和塞尺完成待调整曲面棱镜的定位与初步固定；
[0028]2】实现棱镜胶合支撑板的粘接
[0029]2.1】将棱镜胶合支撑板安装在曲面棱镜镜框上，并根据设计要求调整曲面棱镜的相位后，向棱镜胶合支撑板的注胶孔注入粘接胶，并使粘接胶通过通槽与待调整曲面棱镜的侧壁接触；
[0030]2.2】将胶层厚度控制结构上的厚度控制块分别从远离曲面棱镜框的一侧装入注胶孔中，实现对胶层厚度的控制；
[0031]3】待胶层固化后，将棱镜胶合支柱组与曲面棱镜进行辅助粘接固定；
[0032]4】静置24h后，装调完成。
[0033]进一步地，步骤1】具体为：
[0034]将待调整曲面棱镜同轴安装在曲面棱镜框内，通过塞尺完成待调整曲面棱镜在曲面棱镜框内的位置调整；再使棱镜胶合支柱一端穿过第二修切垫及通孔与待调整曲面棱镜侧壁相抵，完成对待调整曲面棱镜的定位与初步固定；
[0035]步骤2.1】具体为：
[0036]将棱镜胶合支撑板安装在曲面棱镜镜框上时，使销钉穿过销钉孔与曲面棱镜框外
侧壁连接，以固定棱镜胶合支撑板与曲面棱镜框的相对位置；再在棱镜胶合支撑板和曲面棱镜镜框的安装连接处设置第一修切垫，通过第一修切垫调整棱镜胶合支撑板和待调整曲面棱镜之间的间隙；根据设计要求调整曲面棱镜的相位后，向棱镜胶合支撑板的注胶孔注入环氧胶，并使环氧胶与待调整曲面棱镜的侧壁接触。
[0037]进一步地，步骤3】中，将棱镜胶合支柱组与曲面棱镜进行辅助粘接固定之前还包括：
[0038]拆掉棱镜胶合支柱和第二修切垫，并调整第二修切垫的厚度，使棱镜胶合支柱与待调整曲面棱镜之间的间隙为0.1mm；
[0039]所述将棱镜胶合支柱组与曲面棱镜进行辅助粘接固定具体为：
[0040]在棱镜胶合支柱靠近曲面棱镜镜框一端的端面上涂抹硅橡胶，并使棱镜胶合支柱的一端带着硅橡胶穿过第二修切垫、通孔与待调整曲面棱镜的侧壁接触，实现对待调整曲面棱镜的辅助粘接固定。
[0041]本专利技术相比于现有技术的有益效果为：
[0042]1、本专利技术提供的一种曲面棱镜的微应力支撑结构，将棱镜胶合支撑板和棱镜胶合支柱粘接在曲面棱镜框上，并通过胶合支撑板上设置的多个注胶孔，实现曲面棱镜的高面形精度和高力热稳定性微应力支撑，其结构简单，可实施性好，适用于反射镜、棱镜以及光栅等光学元件的高稳定性微应力支撑。
[0043]2、本专利技术提供的一种本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种曲面棱镜的微应力支撑结构，其特征在于：包括曲面棱镜框(1)、两个棱镜胶合支柱组、两个棱镜胶合支撑板(3)以及两组胶层厚度控制结构(2)；所述曲面棱镜框(1)，用于安装待调整曲面棱镜；两个所述棱镜胶合支柱组分别与曲面棱镜框(1)顶部侧壁和底部侧壁连接；两个所述棱镜胶合支撑板(3)分别与曲面棱镜框(1)两侧的侧壁连接；所述胶合支撑板(3)的端面上开设有多个注胶孔(31)；所述曲面棱镜框(1)两侧侧壁上对应胶合支撑板(3)的位置分别开设有通槽，胶合支撑板(3)的一端嵌入通槽内并通过在注胶孔(31)注胶实现胶合支撑板(3)与待调整曲面棱镜的粘接；所述曲面棱镜框(1)顶部侧壁和底部侧壁对应棱镜胶合支柱组的位置开设有通孔，棱镜胶合支柱组通过所述通孔与待调整曲面棱镜粘接；每组所述胶层厚度控制结构(2)包括多个胶层厚度控制块(21)；胶层厚度控制块(21)的一端从远离曲面棱镜框(1)的一侧装入相应的注胶孔(31)，并挤压注胶孔(31)内的粘接胶，用于实现注胶胶层的厚度调整。2.根据权利要求1所述的一种曲面棱镜的微应力支撑结构，其特征在于：所述棱镜胶合支撑板(3)的端面上对应注胶孔(31)的位置设置有注胶凸台(32)，用于通过注胶凸台(32)保证待调整曲面棱镜与棱镜胶合支撑板(3)的粘接面积；所述棱镜胶合支撑板(3)的侧壁上设置有与注胶孔(31)连通的溢胶孔(33)，用于溢出多余的粘接胶。3.根据权利要求2所述的一种曲面棱镜的微应力支撑结构，其特征在于：所述曲面棱镜框(1)与棱镜胶合支撑板(3)之间设置有第一修切垫(4)，用于调整棱镜胶合支撑板(3)和待调整曲面棱镜之间的间隙；所述棱镜胶合支柱组包括两个棱镜胶合支柱(6)；棱镜胶合支柱(6)的一端用于穿过所述通孔与待调整曲面棱镜粘接；所述曲面棱镜框(1)与棱镜胶合支柱(6)之间设置有第二修切垫(7)，用于调整棱镜胶合支柱(6)与待调整曲面棱镜之间的间隙。4.根据权利要求3所述的一种曲面棱镜的微应力支撑结构，其特征在于：还包括销钉(5)；所述棱镜胶合支撑板(3)上开设有销钉孔(34)，销钉(5)穿过销钉孔(34)与曲面棱镜框(1)外侧壁连接，用于固定棱镜胶合支撑板(3)与曲面棱镜框(1)的相对位置。5.根据权利要求4所述的一种曲面棱镜的微应力支撑结构，其特征在于：所述棱镜胶合支撑板(3)包括多个胶合块(35)、以及连接相邻两个胶合块(35)的应力释放柔性结构(36)；所述注胶孔(31)、相应的注胶凸台(32)以及溢胶孔(33)位于对应的胶合块(35)上；所述应力释放柔性结构(36)，用于释放粘接胶的固化应力、装配应力以及温度变化引起的残余应力。6.根据权利要求5所述的一种曲面棱镜的微应力支撑结构，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵强，贾昕胤，柯善良，武俊强，王飞橙，刘佳，
申请(专利权)人：中国科学院西安光学精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：
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