一种大口径反射镜的复合柔性支撑结构，涉及空间光学遥感技术领域，解决了现有单一柔性支撑结构不能保证反射镜面形精度而影响空间光学遥感器成像质量的问题。本发明专利技术包括与反射镜进行小面积粘接的小粘接面锥套；与反射镜背板相连的复合柔性支撑杆；小粘接面锥套与复合柔性支撑杆通过螺钉固定相连；复合柔性支撑杆上设置有L形沟槽和环形沟槽两层柔性结构，4个L形沟槽沿着复合柔性支撑杆轴线均匀分布，前段与复合柔性支撑杆轴线平行，后段与轴线成60度夹角；内、外环形沟槽均由沿着圆周均布、宽度和弧度均相同的4段弧形槽组成。本发明专利技术利用两层柔性环节，提高了镜面面形精度，保证了空间光学遥感器的成像质量。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及空间光学遥感
，具体涉及一种大口径反射镜的复合柔性支撑结构。
技术介绍
空间光学遥感器在对地观察、太空探测等领域的应用具有重要的科学和经济意义。大口径反射镜是指通光孔径大于500_的反射镜，是空间光学遥感器光学系统中最重要的光学元件，它的面形精度直接决定着空间光学遥感器的成像质量。由于大口径反射镜镜面尺寸大，重量重，镜体质心靠向镜面，背部支撑容易引起镜面变形，因此如何保证反射镜的面形精度以及提高面形的稳定性显得尤为重要。大口径反射镜的支撑结构一般都采用单一柔性支撑结构，如图I所示，大口径反 射镜的单一柔性支撑结构包括与反射镜I进行全面积粘接的锥套3，锥套3外表面主要由粘接面A组成，通过粘接面A与反射镜I进行全面积粘接；与反射镜背板2通过螺钉连接的单一柔性支撑杆4 ;单一柔性支撑杆4上开有L形沟槽5 ;锥套3与单一柔性支撑杆4通过螺钉连接。其缺点主要有三个方面一、由于镜体具有自身质量，在有重力与微重力状态转换的过程中，单一柔性支撑结构不能使镜体产生纯位移，在镜面与锥套3的结合处残留较大的应力，因此单一柔性支撑结构对镜体自重引起的变形适应能力有所降低；二、只能在±3°C温度范围内保证镜面面形精度不变化，当空间光学遥感器所处的空间环境存在较大的温度变化时(例如大于±5°C)，由于反射镜I和反射镜背板2材料线膨胀系数的不一致性，使反射镜I和反射镜背板2伸缩出现不一致，而单一柔性支撑结构通过变形抵消热应力的同时，不能完全释放掉较大的热应力而导致镜面面形发生变化；三、锥套3的粘接方式为全面积粘接，使粘接面A—直延伸到镜面附近，由于粘接剂存在残余粘接应力容易引起镜面变形。上述三个方面的缺点都会影响反射镜I的面形精度，从而影响空间光学遥感器的成像质量，降低镜面面形的稳定性。
技术实现思路
为了解决现有的单一柔性支撑结构不能保证反射镜面形精度从而影响空间光学遥感器成像质量的问题，本专利技术提供一种大口径反射镜的复合柔性支撑结构。本专利技术为解决技术问题所采用的技术方案如下一种大口径反射镜的复合柔性支撑结构，包括与反射镜通过粘接剂进行小面积粘接的小粘接面锥套，外表面主要由粘接面B和空刀面C组成；与反射镜背板通过螺钉相连的复合柔性支撑杆；所述小粘接面锥套与所述复合柔性支撑杆通过螺钉固定相连；所述复合柔性支撑杆上设置有L形沟槽和环形沟槽两层柔性结构，4个L形沟槽沿着复合柔性支撑杆轴线均匀分布，所述L形沟槽的前段与复合柔性支撑杆轴线平行，后段与复合柔性支撑杆轴线成60度夹角；所述环形沟槽由直径不同的内环形沟槽和外环形沟槽组成，内环形沟槽和外环形沟槽均由沿着圆周均布的4段弧形槽组成，每段弧形槽的宽度和弧度均相同。所述L形沟槽沿着复合柔性支撑杆轴线间隔90度均布4个，相对的两个L形沟槽切割方向相同，相邻的两个L形沟槽切割方向相反，L形沟槽的后段与复合柔性支撑杆轴线成60度夹角。所述内环形沟槽直径小于外环形沟槽直径，所述内环形沟槽和外环形沟槽均由四段弧形槽组成，每段弧形槽的宽度相同，弧度均为60度，相邻两段弧形槽之间间隔为30度，内环形沟槽的一段弧形槽与外环形沟槽的一端弧形槽之间重合15度。所述小粘接面锥套采用4J32材料制成。所述复合柔性支撑杆采用TC4材料制成。本专利技术的有益效果是本专利技术的复合柔性支撑结构，利用了两层柔性环节，即通过L形沟槽和环形沟槽之间的配合，使大口径反射镜在重力及温度变化时，镜体只产生平行位·移而不残留应力，使镜面面形精度能够在较宽的温度范围内(±15°C)保持稳定，有效地增强了大口径反射镜对装配应力及外界环境的适应性；对于镜体与小粘接面锥套的粘接则采用了一种小面积粘接方式，最大限度的避免了粘接剂及粘接残余应力对镜面面形的影响，保证了空间光学遥感器的成像质量。附图说明图I为图I中单一柔性支撑结构的示意图；图2为现有的大口径反射镜的单一柔性支撑结构与反射镜、反射镜背板连接的示意图；图3为本专利技术的一种大口径反射镜的复合柔性支撑结构的示意图；图4为本专利技术中环形沟槽的结构示意图；图5为图3中复合柔性支撑结构的工作原理示意图。图中1、反射镜，2、反射镜背板，3、锥套，4、单一柔性支撑杆，5、L形沟槽，6、小粘接面锥套，7、复合柔性支撑杆，8、内环形沟槽，9、外环形沟槽。具体实施例方式以下结合附图对本专利技术作进一步详细说明。如图2所示，反射镜I与反射镜背板2通过支撑结构连接成为一体，反射镜I采用SiC材料制成，直径φ 676mm，中心厚70mm，反射镜背板2采用4J32材料制成，长X宽X高为 460mmX400mmX38mm。如图3所示，本专利技术的一种大口径反射镜的复合柔性支撑结构，主要包括小粘接面锥套6和复合柔性支撑杆7，小粘接面锥套6采用4J32材料制成，直径Φ 74mm,高58mm，小粘接面锥套6的外表面主要由粘接面B和空刀面C组成，粘接面B为圆柱面，高为31. 5mm,空刀面C为圆柱面，高为26. 5mm,粘接面B设置在小粘接面锥套6的后端，空刀面C设置在小粘接面锥套6的前端，粘接面B通过粘接剂与反射镜I进行小面积粘接，粘接面B距离镜面较远，降低了粘接剂残余应力对镜面面形的影响。复合柔性支撑杆7位于小粘接面锥套6的内部，复合柔性支撑杆7前端通过螺钉与小粘接面锥套6前端内部连接，复合柔性支撑杆7后端通过螺钉与反射镜背板2连接，复合柔性支撑杆7采用TC4材料制成，与反射镜背板2的连接面为图3中的E面，外径Φ67πιπι，内径Φ43πιπι，螺钉孔分布圆Φ53πιπι，复合柔性支撑杆7与小粘接面锥套6的连接面外径Φ59mm,内径Φ43ι πι,螺钉孔分布圆Φ28ι πι。复合柔性支撑杆7上开有四个Imm宽的L形沟槽5，四个L形沟槽5在复合柔性支撑杆7内部空间间隔90度均布，两个相对的L形沟槽5切割方向相同，两个相邻的L形沟槽5切割方向相反，四个L形沟槽5的前段均与复合柔性支撑杆7轴线平行，平行间距为16mm,四个L形沟槽5的后段均与复合柔性支撑杆7轴线成60度夹角，后段长度大于前段长度。如图4所示，复合柔性支撑杆7的前端开有由交错布局的内环形沟槽8和外环形沟槽9组成的环形沟槽，内环形沟槽8和外环形沟槽9的直径不同，内环形沟槽8中心线直径为Φ37. 5mm，外环形沟槽9中心线直径为Φ41. 5mm,内环形沟槽8由四段弧形槽组成，每段弧形槽的宽度为O. 5mm,弧度为60度，相邻两段弧形槽之间间隔为30度，外环形沟槽9也 由四段弧形槽组成，每段弧形槽的宽度为O. 5mm，弧度为60度，相邻两段弧形槽之间间隔为30度，内环形沟槽8的一段弧形槽与外环形沟槽9的一端弧形槽之间重合15度。上述用到的所有螺钉均采用TB3材料制成。上述4J32材料与SiC材料有相近的线膨胀系数。如图5所示，当空间光学遥感器所在的重力环境及温度环境发生变化时，由于重力条件的变化以及各部件材料的线膨胀系数不一致，会出现反射镜I的镜体与反射镜背板2之间的相互位置变化，若反射镜背板2为刚性，则反射镜I相对反射镜背板2就会产生前倾及下移的趋势，而单一柔性支撑结构不能释放掉其位置变化引起的能量，大部分功将转变成镜体变形能，从而引起镜面的局部严重变形，导致成像质量恶化，通过本专利技术的复合柔性支撑结构，在重力及温度变化的影响下，可使反射镜I沿着平行方向发生位移，本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种大口径反射镜的复合柔性支撑结构，其特征在于，包括：与反射镜（1）通过粘接剂进行小面积粘接的小粘接面锥套（6），外表面主要由粘接面B和空刀面C组成；与反射镜背板（2）通过螺钉相连的复合柔性支撑杆（7）；所述小粘接面锥套（6）与所述复合柔性支撑杆（7）通过螺钉固定相连；所述复合柔性支撑杆（7）上设置有L形沟槽（5）和环形沟槽两层柔性结构，4个L形沟槽（5）沿着复合柔性支撑杆（7）轴线均匀分布，所述L形沟槽（5）的前段与复合柔性支撑杆（7）轴线平行，后段与复合柔性支撑杆（7）轴线成60度夹角；所述环形沟槽由直径不同的内环形沟槽（8）和外环形沟槽（9）组成，内环形沟槽（8）和外环形沟槽（9）均由沿着圆周均布的4段弧形槽组成，每段弧形槽的宽度和弧度均相同。
【技术特征摘要】
1.一种大口径反射镜的复合柔性支撑结构，其特征在于，包括 与反射镜(I)通过粘接剂进行小面积粘接的小粘接面锥套(6)，外表面主要由粘接面B和空刀面C组成； 与反射镜背板(2)通过螺钉相连的复合柔性支撑杆(7)； 所述小粘接面锥套(6)与所述复合柔性支撑杆(7)通过螺钉固定相连； 所述复合柔性支撑杆(7 )上设置有L形沟槽(5 )和环形沟槽两层柔性结构，4个L形沟槽(5)沿着复合柔性支撑杆(7)轴线均匀分布，所述L形沟槽(5)的前段与复合柔性支撑杆(7)轴线平行，后段与复合柔性支撑杆(7)轴线成60度夹角； 所述环形沟槽由直径不同的内环形沟槽(8 )和外环形沟槽(9 )组成，内环形沟槽(8 )和外环形沟槽(9)均由沿着圆周均布的4段弧形槽组成，每段弧形槽的宽度和弧度均相同。2.根据权利要求I所述的一种大口径反射镜的复合柔性支撑结构，其特征在于，所...
【专利技术属性】
技术研发人员：董吉洪，刘宏伟，徐抒岩，
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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