CN103018878A - 一种带有温度补偿的反射镜支撑结构 - Google Patents

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邵帅
高云国
郭劲
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Abstract

一种带有温度补偿的反射镜支撑结构，属于光电仪器技术领域中涉及的一种反射镜支撑结构，要解决的技术问题是：提供一种带有温度补偿的反射镜支撑结构。解决的技术方案包括反射镜座、反射镜、第一螺钉、消应力垫、芯轴、压盖、第二螺钉、第三螺钉、基座。芯轴穿入反射镜的中心孔，通过压盖及第二螺钉使反射镜与芯轴固定在一起；反射镜座与芯轴中间安装消应力垫，通过第一螺钉固连，反射镜座与基座通过第三螺钉固连，可以通过两个件之间的相对移动消除由于材料的不同产生的应力，保证反射镜的表面面形不变，从而保证光学镜头的成像质量。

Description

一种带有温度补偿的反射镜支撑结构
技术领域
本发明属于光电仪器技术领域中涉及的一种带有温度补偿的反射镜支撑结构。
背景技术
用于观察、记录、跟踪、测试等方面的光电仪器中，大多数在光学系统中都应用光学反射镜，反射镜面形的稳定性决定了光电仪器的成像质量，反射镜表面的面形由它的支撑结构决定。
在光学镜头中，反射镜的表面面形随温度的变化影响光学镜头的成像质量，反射镜的支撑结构中各支撑件的材料不同，温度膨胀系数不同，在温度变化时反射镜表面面形会发生变化。
与本发明最为接近的已有技术，是中国科学院长春光学精密机械与物理研究所研制开发的反射镜支撑结构。如图1所示，包括反射镜座1、反射镜2、第一螺钉3、芯轴4、压盖5、第二螺钉6、第三螺钉7、基座8。
芯轴4穿入反射镜2的中心孔，通过压盖5及第二螺钉6使反射镜2与芯轴4固定在一起；反射镜座1与芯轴4通过第一螺钉3固连，反射镜座1与基座8通过第三螺钉7固连。
反射镜2材料采用微晶玻璃，芯轴4、压盖5材料采用铟钢4J32，铟钢的膨胀系数可以制造的与微晶玻璃相近，所以温度发生变化时芯轴4、压盖5和反射镜2之间几乎没有温度变形；但是为了多角度观测，光学镜头一般设计在旋转轴系上，这时的光学镜头的质量需要小，铟钢比重为8.1千克/分米3，钛合金TC4比重为4.5千克/分米3，所以反射镜座1、基座8采用钛合金TC4；但是钛合金的热膨胀系数为9.1×10-6/℃，铟钢的热膨胀系数不大于1×10-6/℃，所以钛合金的热膨胀系数远大于铟钢，在反射镜座1与芯轴4之间由于材料的不同会产生温度变形，但反射镜座1与芯轴4通过第一螺钉3固连，所以反射镜座1与芯轴4之间的温度变形无法释放，在反射镜座1与芯轴4之间产生应力，使反射镜2表面产生变形，影响光学镜头的成像质量。
发明内容
为了克服已有技术存在的缺陷，本发明的目的在于消除不同材料之间由于温度变化产生的应力对光学镜头的成像质量的影响，特设计一种带有温度补偿的反射镜支撑结构。
本发明要解决的技术问题是：提供一种带有温度补偿的反射镜支撑结构。解决技术问题的技术方案如图2所示，包括反射镜座9、反射镜10、第一螺钉11、消应力垫12、芯轴13、压盖14、第二螺钉15、第三螺钉16、基座17。
芯轴13穿入反射镜10的中心孔，通过压盖14及第二螺钉15使反射镜10与芯轴13固定在一起；反射镜座9与芯轴13中间安装消应力垫12，通过第一螺钉11固连，反射镜座9与基座17通过第三螺钉16固连。
工作原理说明：反射镜10材料为微晶玻璃，芯轴13、压盖14材料为铟钢4J32，铟钢的膨胀系数可以制造的与微晶玻璃相近，所以温度发生变化时芯轴13、压盖14和反射镜10之间几乎没有温度变形，不产生应力；但是为了多角度观测，光学镜头一般安装在旋转轴系上，这时的光学镜头的质量需要小，铟钢比重为8.1千克/分米3，钛合金TC4比重为4.5千克/分米3，所以反射镜座9、基座17采用钛合金TC4；但是钛合金的热膨胀系数为9.1×10-6/℃，铟钢的热膨胀系数不大于1×10-6/℃，钛合金的热膨胀系数远大于铟钢，所以在反射镜座9与芯轴13之间由于材料的不同，热变形不同，为了释放反射镜座9与芯轴13之间由于温度变化产生的不同变形量，在反射镜座9与芯轴13中间放置一个消应力垫12，第一螺钉11在反射镜座9的圆周方向均布3个，反射镜座9上连接第一螺钉11的孔设计不小于第一螺钉11的直径加上在3个第一螺钉11分布的圆周上反射镜座9与芯轴13温度变形的差值；消应力垫12材料为聚四氟乙烯，摩擦因数为0.1，摩擦阻力很小，所以反射镜座9与芯轴13在第一螺钉11处可以在温度变化时产生圆周方向相对移动，在反射镜座9与芯轴13之间由于材料的不同不会产生应力，使反射镜10表面面形不变化，所以由于温度变化不会影响光学镜头的成像质量。
本发明的积极效果：在原有反射镜支撑结构的基础上，增加一个消应力垫12，使反射镜座9与芯轴13之间由于材料的不同产生的应力，可以通过两个件之间的相对移动消除掉，保证反射镜10的表面面形不变，从而保证光学镜头的成像质量。
附图说明：
图1是已有技术的结构示意图；
图2是本发明的结构示意图。
具体实施方式：
本发明按图2所示的结构实施。其中反射镜座9、基座17采用钛合金TC4材料；反射镜10采用微晶玻璃材料；第一螺钉11、第二螺钉15、第三螺钉16采用Q235材料；消应力垫12采用聚四氟乙烯材料；芯轴13、压盖14采用铟钢4J32材料。
芯轴13穿入反射镜10的中心孔，通过压盖14及第二螺钉15使反射镜10与芯轴13固定在一起；反射镜座9与芯轴13中间安装消应力垫12，通过第一螺钉11固连，第一螺钉11设计3个均布在直径100mm的圆周上，在反射镜座9上设计与第一螺钉11连接的螺钉孔直径比第一螺钉11直径大1mm；反射镜座9与基座17通过第三螺钉16固连，实现反射镜支撑。

Claims (1)

1.一种带有温度补偿的反射镜支撑结构，包括反射镜座（9）、反射镜（10）、第一螺钉（11）、芯轴（13）、压盖（14）、第二螺钉（15）、第三螺钉（16）、基座（17）；其特征在于还包括消应力垫（12）；芯轴（13）穿入反射镜（10）的中心孔，通过压盖（14）及第二螺钉（15）使反射镜（10）与芯轴（13）固定在一起；反射镜座（9）与芯轴（13）中间安装消应力垫（12），通过第一螺钉（11）固连，反射镜座（9）与基座（17）通过第三螺钉（16）固连。
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