CN105182502A - 一种星载空间反射镜的微应力支撑结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种星载空间反射镜的微应力支撑结构包括主镜、主镜座、主镜芯轴。主镜与主镜芯轴固连，主镜芯轴从主镜中心孔中穿过，且主镜小端紧靠主镜芯轴的主镜定位板。主镜芯轴上设计机械限位凸台，且主镜芯轴上依次安装有主镜橡皮垫、主镜金属垫、第一压圈和第二压圈。第一压圈带有凸台。安装完成后，主镜橡皮垫紧压主镜大端的固定端面，第一压圈的凸台紧压主镜金属垫，第一压圈的非凸起面紧压机械限位凸台，第二压圈紧压第一压圈。本发明所提供的支撑结构可机械定量地控制主镜压圈对主镜压紧力的大小，既可提高主镜的固定紧固度，同时也能满足主镜在装夹后的面形要求。

Description

一种星载空间反射镜的微应力支撑结构

技术领域

本发明涉及空间光学遥感技术领域，尤其涉及一种星载空间反射镜的微应力支撑结构。

背景技术

基于星载的相机和成像光谱仪的望远系统，一般采用折射式和反射式两种光学系统。由于受到材料、加工难度及系统体积的限制，对于长焦距大口径的望远系统一般采用反射式光学系统，从而须有一个反射镜。而空间反射镜主镜作为星载相机或者成像光谱仪的重要部分，其面形好坏直接影响整个系统的成像质量及传函。同样，恶劣的发射环境对主镜组件的力学性能要求也极高。

星载空间反射镜主镜常用的支撑结构，多采用压圈或者周边固定的支撑方式，这两种支撑方式带来的装配应力会影响主镜的面形，因此在固定主镜时，对主镜的压紧力与其它透射式镜片相比会小一点，导致整个主镜组件力学性能变差。因此主镜面形和固定主镜后整个主镜组件的力学性能是两个相互制约的因素。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种星载空间反射镜主镜的微应力支撑结构，在完成主镜装夹后，可以定量控制压圈对主镜的压紧力，在提高整个主镜组件力学性能的前提下，减小装配应力对主镜工作面面形的影响。

本发明解决上述问题的技术方案是：所提供的一种星载空间反射镜的微应力支撑结构包括主镜、主镜座和主镜芯轴；主镜座与主镜芯轴固连；主镜芯轴从主镜中心孔中穿过，主镜的小端紧靠主镜芯轴上的主镜定位板；其特殊之处在于：主镜芯轴上设计有机械限位凸台；主镜芯轴上依次安装有主镜橡皮垫、主镜金属垫、第一压圈和第二压圈；所述第一压圈带有凸台；安装完成后，主镜橡皮垫紧压主镜大端的固定端面；第一压圈的凸台紧压主镜金属垫，第一压圈的非凸起面紧压机械限位凸台；第二压圈紧压第一压圈。

上述机械限位凸台可定量控制第一压圈对主镜压紧力的大小，提高整个主镜组件的力学性能。

上述第一压圈与主镜芯轴间为螺纹连接；上述第二压圈与主镜芯轴间为螺纹连接。

作为优化，本发明在主镜的大端的固定端面上设计有消应力槽。装配时，第一压圈压紧主镜产生的装夹应力大部分集中在上述消应力槽以内的非工作面，从而大大降低装配应力对主镜工作面面形的影响。

上述消应力槽为环形槽，设置在主镜橡皮垫与主镜大端的固定端面接触区域的外侧。

为进一步优化，本发明将主镜芯轴和主镜座分开设计制造，并在主镜芯轴上的主镜定位板和主镜芯轴上的主镜座连接板之间设置加强筋，这样既可以提高整个主镜组件的刚度，也可以消除定心加工主镜座时所带来的加工应力对主镜面形的影响。

上述加强筋的数量与主镜座加强筋的数量相等，加强筋的位置与主镜座加强筋的位置相对应。

为更好的固定主镜，本发明在主镜芯轴上设置有注胶孔，注胶孔位于主镜芯轴与主镜的接触区域，注胶孔内装有硅橡胶，用以防止主镜沿主镜芯轴的旋转。

本发明的优点是：

1.可机械定量控制主镜压圈对主镜压紧力的大小

本发明在主镜芯轴上设计有机械限位凸台，利用机械限位凸台定量控制主镜压圈对主镜压紧力的大小，既可提高主镜的固定紧固度，同时也能满足主镜在装夹后的面形要求。

2.能有效减小装配应力对主镜面形的影响

本发明在主镜大端的固定端面上设计有消应力槽，当第一压圈压紧主镜时，装夹应力大部分集中在消应力槽以内的非工作面，从而降低装配应力对主镜工作面面形的影响。

3.能消除定心加工主镜座时带来的加工应力对主镜面形的影响

本发明将主镜芯轴和主镜座分开设计制造，并在主镜芯轴上的主镜定位板和主镜芯轴上的主镜座连接板之间设置加强筋。加强筋的数量和位置与主镜座上的加强筋相对应。这样的设计结构既可保证主镜固定的刚度，又可消除定心加工主镜座时所带来的加工应力对主镜面形的影响。

附图说明

图1为主镜组件剖视图；

图2为图1中Ⅰ处的局部放大图；

图3为图1中Ⅱ处的局部放大图；

图4为图1中Ⅲ处的局部放大图；

图5为主镜芯轴的三维图示意图；

其中：1-主镜；2-主镜座；3-螺钉；4-主镜芯轴；5-第一压圈；6-第二压圈；7-主镜橡皮垫；8-主镜金属垫；9-主镜定位板；10-加强筋；11-机械限位凸台；12-消应力槽；13-主镜座连接板；14-注胶孔；15-硅橡胶。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的描述：

参见附图1至附图4，本发明所提供的星载空间反射镜的微应力支撑结构，它包括主镜1、主镜座2、主镜芯轴4、螺钉3。本发明的装配方式为：主镜座2与主镜芯轴4通过螺钉3固连；主镜芯轴4从主镜1的中心孔中穿过，主镜1的小端紧靠主镜芯轴4的主镜定位板9，在主镜芯轴4上设置有注胶孔14，且该注胶孔14位于主镜芯轴4与主镜1的接触区域；注胶孔4内有硅橡胶15，以防止主镜1沿主镜芯轴4的旋转。本发明在主镜芯轴4上设计有机械限位凸台11，如图2所示。在主镜芯轴4上依次安装主镜橡皮垫7、主镜金属垫8、第一压圈5和第二压圈6。第一压圈5与主镜芯轴4间为螺纹连接；第二压圈6与主镜芯轴4间为螺纹连接。第一压圈5带有凸台。第一压圈5的凸台可以设计为一个整体凸台，也可以设计为均布在圆周上的两个或两个以上的弧形凸台。安装完成后，主镜橡皮垫7紧压主镜1大端的固定端面；第一压圈5的凸台紧压主镜金属垫8，第一压圈5的非凸起面紧压机械限位凸台11；第二压圈6紧压第一压圈5。

本发明主镜芯轴4上的机械限位凸台11可以机械定量的控制第一压圈5对主镜1压紧力的大小，减少了主镜1装配的反复性工作，提高了装配效率。

下面对本发明中机械限位凸台11定量控制压紧力的工作原理进行说明：

假设主镜橡皮垫7和主镜金属垫8的厚度分别为H1和H2，主镜1大端的固定端面到机械限位凸台11的距离为L1，第一压圈5上凸台的高度为L2。主镜橡皮垫7的压缩变形量ΔH1＝(L2+H1+H2)-L1。通过对前述各参数的设定，在固定主镜1时，本发明可保证主镜橡皮垫7的压缩变形量ΔH1为0.15～0.2mm/mm，这样既可以限制主镜1沿光轴方向的位移，提高主镜1的固定紧固度，也可以满足主镜1装夹后的对主镜1面形的要求。

本发明采用第二压圈6带胶压紧第一压圈5，以防止第一压圈5在运输和发射等振动环境中发生松动。

为降低装配应力对主镜1面形的影响，本发明在主镜1大端的固定端面上设计有消应力槽12。在装配时，当第一压圈5压紧主镜1时，装夹应力大部分集中在消应力槽12以内的非工作面，从而对主镜1的工作面面形影响很小。

本发明的消应力槽12为环形槽，开设在主镜橡皮垫7与主镜1大端固定端面接触区域的外侧。

作为优化，本发明将主镜芯轴4和主镜座2分开设计制造，并在主镜芯轴4上的主镜定位板9和主镜芯轴4上的主镜座连接板13之间设置加强筋10。加强筋10的数量与主镜座加强筋的数量相等，加强筋10的位置与主镜座加强筋的位置相对应。加强筋10的设置既可以提高整个主镜组件的刚度，也可以消除定心加工主镜座2时带来的加工应力对主镜1面形的影响。

为进一步优化，本发明的另一实施例在主镜芯轴4上的主镜定位板9上设置注胶孔和硅橡胶，用以减小装配应力对主镜面形的影响。

Claims (8)

1.一种星载空间反射镜的微应力支撑结构，包括主镜、主镜座、主镜芯轴；主镜座与主镜芯轴固连；主镜芯轴从主镜中心孔中穿过，主镜的小端紧靠主镜芯轴上的主镜定位板；其特征在于：

所述主镜芯轴上设有机械限位凸台；所述主镜芯轴上依次安装有主镜橡皮垫、主镜金属垫、第一压圈和第二压圈；所述第一压圈带有凸台；安装完成后，所述主镜橡皮垫紧压主镜大端的固定端面；所述第一压圈的凸台紧压主镜金属垫，第一压圈的非凸起面紧压所述机械限位凸台；所述第二压圈紧压第一压圈。

2.如权利要求1所述的一种星载空间反射镜的微应力支撑结构，其特征在于：所述主镜大端的固定端面上设有消应力槽。

3.如权利要求2所述的一种星载空间反射镜的微应力支撑结构，其特征在于：所述消应力槽为环形槽，设置在主镜橡皮垫与主镜大端的固定端面接触区域的外侧。

4.如权利要求1或2或3所述的一种星载空间反射镜的微应力支撑结构，其特征在于：主镜芯轴上的主镜定位板和主镜芯轴上的主镜座连接板之间设置有加强筋。

5.如权利要求4所述的一种星载空间反射镜的微应力支撑结构，其特征在于：所述加强筋的数量与主镜座加强筋的数量相等，所述加强筋的位置与主镜座加强筋的位置相对应。

6.如权利要求5所述的一种星载空间反射镜的微应力支撑结构，其特征在于：所述第一压圈与主镜芯轴间为螺纹连接；所述第二压圈与主镜芯轴间为螺纹连接。

7.如权利要求6所述的一种星载空间反射镜的微应力支撑结构，其特征在于：在主镜芯轴上设置有注胶孔，所述注胶孔位于主镜芯轴与主镜的接触区域，注胶孔内有硅橡胶。

8.如权利要求7述的一种星载空间反射镜的微应力支撑结构，其特征在于：在所述主镜定位板上也设置有注胶孔和硅橡胶。