CN106569312A - 一种适用于热循环条件下的小尺寸反射镜柔性支撑结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种适用于热循环条件下的小尺寸反射镜柔性支撑结构，包括用于将镜片安装于框体内的镜框，还包括连接件和柔性支撑板，所述连接件的线膨胀系数与所述镜片相近，所述连接件的一侧与所述镜片之间通过光学胶粘结连接，所述连接件的相对的另一侧与所述柔性支撑板连接，所述柔性支撑板固定安装于所述镜框的内壁上。本发明采用周边柔性支撑的结构，结构简单，适用于小尺寸反射镜的支撑；采用胶粘方式与螺钉连接相结合的连接结构，结构紧凑，应力分布均匀，温度适应性好；根据镜片在热循环工作条件下的变形情况，设计的三边柔性支撑结构，利于镜片及连接件的应力释放，提高镜片的面型及位置精度。
Description
技术领域
本发明涉及一种反射镜支撑结构，尤其涉及一种适用于热循环条件下的小尺寸反射镜柔性支撑结构。
背景技术
反射镜的支撑结构会直接影响到镜片的面型和位置精度，进而会影响到整个光学系统的性能，因而一直是光机结构设计的重点与难点之一。反射镜工作环境温度发生变化时，由于镜片和支撑结构的材料热特性不同，导致温度变化后镜片及支撑件的尺寸不匹配，会造成镜片与支撑件之间的应力急剧增大，镜片发生变形，面型精度降低，进而严重影响到镜片的光学性能。因此，在变温环境下使用的反射镜的支撑结构中均加入了柔性元件，可有效降低组件装配、材料热性能不匹配等因素对镜片面型的影响，在温度变化时可通过柔性环节的变形进行补偿，进而减小环境温度变化对反射镜镜片面型的影响及装配应力向镜片的传递。
反射镜的支撑结构一般采用周边支撑、中心支撑及背部支撑。大尺寸反射镜在变温环境下的应用的支撑结构的研究及形式较多，大多采用背部支撑，如空间遥感器及空间相机等中的空间反射镜多为大型发射镜，采用了背部柔性支撑结构，设计多为背部三点支撑方式。但是，小尺寸反射镜采用背部支撑方式时，由于反射镜面积较小，使得制成的结构件尺寸减小带来加工难度，另一方面多点支撑需较大的支撑面积，使轻量化程度大大降低。因此，小尺寸反射镜多采用周边支撑方式，即通过压圈将镜片固定在镜框上，这是一种硬压紧设计。这种小尺寸反射镜的支撑结构简单，便于加工，但其仅适用于环境温度较稳定的情况。如果在热循环条件下，上述周边压圈支撑的方式无法补偿环境温度变化带来的影响，温度变化时压圈以及镜片的变形量都无处释放，导致只能通过自身变形来适应环境温度变化，从而导致反射镜镜片面型及位置精度发生较大变化。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种适用于热循环条件下的小尺寸反射镜柔性支撑结构。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
一种适用于热循环条件下的小尺寸反射镜柔性支撑结构，包括用于将镜片安装于框体内的镜框，还包括连接件和柔性支撑板，所述连接件的线膨胀系数与所述镜片相近，所述连接件的一侧与所述镜片之间通过光学胶粘结连接，所述连接件的相对的另一侧与所述柔性支撑板连接，所述柔性支撑板固定安装于所述镜框的内壁上。
上述结构中，连接件与镜片的线膨胀系数相近，在热循环条件下，连接件与镜片的尺寸因热胀冷缩导致的变化基本一致，柔性支撑板在实现安装镜片功能的同时具有一定的柔性即伸缩性，在连接件随镜片产生热胀冷缩效应时会自动伸缩，释放应力，避免镜片形变。
进一步，所述镜片和所述镜框均为四边形，三个所述连接件的一侧分别与所述镜片的三边侧面之间通过光学胶粘结连接，三个所述连接件的相对的另一侧分别与三个所述柔性支撑板连接，三个所述柔性支撑板分别固定安装于所述镜框的三边内壁上；所述镜片的另一边侧面设置有压板，所述压板与弹簧的一端连接，所述弹簧的另一端与所述镜框的另一边内壁连接。这种结构下，镜框内对应的三个柔性支撑板实现镜片的定位与支撑，并同时具有柔性；弹簧和压板对镜片施加较小压力实现定位，由于弹簧刚性低，对镜片基本无力的作用，在热循环条件下发生变形时，也不会对镜片产生应力。
为了便于安装弹簧，所述镜框的另一边内壁设有盲孔，所述弹簧的另一端置于所述盲孔内。
优选地，所述连接件为铟钢片；柔性支撑板根据需要可以采用橡胶板等。
具体地，所述连接件与所述柔性支撑板之间通过连接螺钉连接。
作为优选，所述镜框上与所述柔性支撑板对应的内壁设有缺口，该缺口使所述柔性支撑板的中段与所述镜框上对应的内壁之间形成条形孔。该条形孔一方面便于柔性支撑板自由形变，另一方面也便于安装柔性支撑板。
具体地，所述柔性支撑板的两端与所述镜框的内壁之间通过紧固螺钉连接。
为了便于稳定地安装柔性支撑板，所述镜框上与所述柔性支撑板的两端对应的位置分别设有凹槽，所述柔性支撑板的两端分别置于所述凹槽内。
本发明的有益效果在于：
1、采用周边柔性支撑的结构，结构简单，适用于小尺寸反射镜的支撑；
2、采用胶粘方式与螺钉连接相结合的连接结构，结构紧凑，应力分布均匀，温度适应性好；
3、根据镜片在热循环工作条件下的变形情况，设计的三边(应用时为底边和左、右两个侧边)柔性支撑结构，利于镜片及连接件的应力释放，提高镜片的面型及位置精度；
4、镜框一边(应用时为顶边)采用弹簧加压板的柔性结构，安装方便，且在热循环条件下，不会对镜片等产生应力；
5、柔性支撑板与镜框连接处设计条形孔，便于柔性支撑板自由形变，且利于柔性支撑板与镜框的定位与装配。
附图说明
图1是本发明所述适用于热循环条件下的小尺寸反射镜柔性支撑结构的立体结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
如图1所示，本发明所述适用于热循环条件下的小尺寸反射镜柔性支撑结构，包括镜框3、连接件6和柔性支撑板4，镜片9安装于镜框3的框体内腔7中，镜片9和镜框3均为四边形，连接件6为线膨胀系数与镜片9相近的铟钢片，柔性支撑板4采用橡胶板，三个连接件6的一侧分别与镜片9的三边侧面之间通过光学胶粘结连接，三个连接件6的相对的另一侧分别与三个柔性支撑板4连接，连接螺钉10穿过柔性支撑板4和连接件6，三个柔性支撑板4分别固定安装于镜框3的三边内壁上，镜片9的另一边侧面设置有压板8，压板8与弹簧5的一端连接，镜框3的另一边内壁设有盲孔，弹簧5的另一端置于所述盲孔内，镜框3上与柔性支撑板4对应的内壁设有缺口，该缺口使柔性支撑板4的中段与镜框3上对应的内壁之间形成条形孔1，柔性支撑板4的两端与镜框3的内壁之间通过紧固螺钉2连接，镜框3上与柔性支撑板4的两端对应的位置分别设有凹槽，柔性支撑板4的两端分别置于所述凹槽内。为了便于通过连接螺钉10连接，上述连接件6上靠近柔性支撑板4的一侧中段外凸以增加厚度。
如图1所示，应用时，一般将镜框3上安装有柔性支撑板4的三个边分别作为底边和左右两个侧边，安装有压板8和弹簧5的一个边作为顶边，所以镜片9的重量主要由底边的柔性支撑板4承担，镜片9因热循环条件下热胀冷缩产生的形变和应力变化主要反应在镜片9的底边和左右两个侧边，镜片9的顶边因弹簧5对镜片9的压力较小，所以基本没有应力变化。三个柔性支撑板4利于镜片9及连接件6的应力释放，提高了镜片9的面型及位置精度。
上述实施例只是本发明的较佳实施例，并不是对本发明技术方案的限制，只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案，均应视为落入本发明专利的权利保护范围内。
Claims (8)
1.一种适用于热循环条件下的小尺寸反射镜柔性支撑结构，包括用于将镜片安装于框体内的镜框，其特征在于：还包括连接件和柔性支撑板，所述连接件的线膨胀系数与所述镜片相近，所述连接件的一侧与所述镜片之间通过光学胶粘结连接，所述连接件的相对的另一侧与所述柔性支撑板连接，所述柔性支撑板固定安装于所述镜框的内壁上。
2.根据权利要求1所述的适用于热循环条件下的小尺寸反射镜柔性支撑结构，其特征在于：所述镜片和所述镜框均为四边形，三个所述连接件的一侧分别与所述镜片的三边侧面之间通过光学胶粘结连接，三个所述连接件的相对的另一侧分别与三个所述柔性支撑板连接，三个所述柔性支撑板分别固定安装于所述镜框的三边内壁上；所述镜片的另一边侧面设置有压板，所述压板与弹簧的一端连接，所述弹簧的另一端与所述镜框的另一边内壁连接。
3.根据权利要求2所述的适用于热循环条件下的小尺寸反射镜柔性支撑结构，其特征在于：所述镜框的另一边内壁设有盲孔，所述弹簧的另一端置于所述盲孔内。
4.根据权利要求1、2或3所述的适用于热循环条件下的小尺寸反射镜柔性支撑结构，其特征在于：所述连接件为铟钢片。
5.根据权利要求1、2或3所述的适用于热循环条件下的小尺寸反射镜柔性支撑结构，其特征在于：所述连接件与所述柔性支撑板之间通过连接螺钉连接。
6.根据权利要求1、2或3所述的适用于热循环条件下的小尺寸反射镜柔性支撑结构，其特征在于：所述镜框上与所述柔性支撑板对应的内壁设有缺口，该缺口使所述柔性支撑板的中段与所述镜框上对应的内壁之间形成条形孔。
7.根据权利要求6所述的适用于热循环条件下的小尺寸反射镜柔性支撑结构，其特征在于：所述柔性支撑板的两端与所述镜框的内壁之间通过紧固螺钉连接。
8.根据权利要求6所述的适用于热循环条件下的小尺寸反射镜柔性支撑结构，其特征在于：所述镜框上与所述柔性支撑板的两端对应的位置分别设有凹槽，所述柔性支撑板的两端分别置于所述凹槽内。
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