CN107656367B - 一种用于星载扫描机构的扫描镜组件 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于星载扫描机构的扫描镜组件，包括扫描镜、胶接衬套、柔性支撑和扫描镜支架。所述的扫描镜采用背部四点支撑方式；所述的胶接衬套与扫描镜通过光学环氧胶粘接；所述的柔性支撑与胶接衬套通过螺钉固定连接；所述的扫描镜支架与柔性支撑通过螺钉固定连接；所述的扫描镜支架包括耳轴接头、浮动支撑接头、固定支撑接头、浮动轴承组件、浮动梁安装接头、支架本体和浮动梁矩形管；扫描镜组件通过两个耳轴接头与外部旋转轴用螺钉固定连接。本发明的优点在于：结构简单，零件数量少；扫描镜支架结构对称，便于扫描镜装调；本发明的扫描镜组件采用背部支撑方式，适用于大口径特别是口径大于1m的扫描镜。

Description

一种用于星载扫描机构的扫描镜组件
技术领域
本发明涉及航空航天光学遥感仪器的运动机构技术领域，特别是涉及一种用于星载扫描机构的扫描镜组件。
背景技术
随着航天业发展，空间光学遥感仪器的扫描机构由于可以扩大观测视场，应用越来越广泛。扫描镜作为动镜一方面需要镜面面形精度达到光学要求，另外一方面需要质量和转动惯量尽可能小。经典的扫描镜组件如美国的新一代静止气象卫星GEOS的成像仪与探测仪两台仪器的扫描镜组件，其扫描镜均采用转轴穿镜的支撑方式。对于口径较小的扫描镜，由于扫描镜经过轻量化设计后刚度足够，因此采用转轴穿镜的支撑方式扫描镜组件的转动惯量最小且可以获得理想的扫描镜面形精度。而当扫描镜口径增大，特别是口径增大到超过1m以上时，经典的支撑方式很难同时兼顾重量轻和扫描镜面形精度高。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种用于星载扫描机构的扫描镜组件。主要解决大口径扫描镜的支撑问题，在扫描镜轻量化率高时可以获得良好的面形精度。
一种用于星载扫描机构的扫描镜组件，本发明所采用的技术方案是：该扫描镜组件包括扫描镜1、胶接衬套2、柔性支撑3及扫描镜支架4；
所述的扫描镜1为平面反射镜，为碳化硅材料制成；
所述的胶接衬套2为与碳化硅线膨胀系数相匹配的殷钢材料制成；
所述的柔性支撑3为钛合金材料制成；
所述的扫描镜支架4为对称结构，包括耳轴接头401、浮动支撑接头402、固定支撑接头403、浮动轴承组件404、浮动梁安装接头405、支架本体406和浮动梁矩形管407；支架本体406和浮动梁矩形管407采用碳纤维复合材料制成，耳轴接头401、浮动支撑接头402、固定支撑接头403和浮动梁安装接头405为钛合金制成；所述的浮动支撑接头402与固定支撑接头403的凸台面共面，共面平面度优于0.002mm；所述的扫描镜支架4两端的两个耳轴接头401的安装孔的同轴度优于0.01mm，两个耳轴接头401的安装法兰端面的平面度优于0.01mm，平行度优于0.015mm；
所述的扫描镜1采用背部四点支撑方式；所述的胶接衬套2与扫描镜1通过光学环氧胶粘接；所述的柔性支撑3与胶接衬套2通过M10螺钉固定连接；所述的扫描镜支架4与柔性支撑3通过M6螺钉固定连接；
所述的耳轴接头401、固定支撑接头403、浮动梁安装接头405与支架本体403的连接通过胶接和螺钉连接相结合；浮动支撑接头402与浮动梁矩形管407先胶接并螺钉连接，然后再与浮动轴承组件404胶接并螺钉连接，最后通过浮动轴组件404与浮动梁安装接头405螺钉连接；扫描镜组件通过两个耳轴接头401与外部旋转轴用M5螺钉固定连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、结构简单，零件数量少，除扫描镜外只有三种零件；
2、扫描镜支架为对称结构，通过浮动轴组件解耦，将四点支撑变换为三点支撑，避免过约束引起扫描镜变形，便于扫描镜装调；
3、本发明的扫描镜组件采用背部支撑方式，适用于大口径特别是口径大于1m的扫描镜。
附图说明
图1为扫描镜组件剖视图，
图中，1是扫描镜；2是胶接衬套；3是柔性支撑，4是扫描镜支架；
图2为扫描镜支架结构示意图，
图中，401是耳轴接头，402是浮动支撑接头，403是固定支撑接头，404是浮动轴组件，405是浮动梁安装接头，406是支架本体，407是浮动梁矩形管；
图3为胶接衬套的三维结构示意图；
图4为柔性支撑的三维结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
如图1所示，本实施例的扫描镜组件由扫描镜1、胶接衬套2、柔性支撑3及扫描镜支架4组成。
所述的扫描镜1为平面反射镜，为碳化硅材料制成；
所述的胶接衬套2为与碳化硅线膨胀系数相匹配的殷钢材料制成；
所述的柔性支撑3为钛合金材料制成；
所述的扫描镜支架4为对称结构，包括耳轴接头401、浮动支撑接头402、固定支撑接头403、浮动轴承组件404、浮动梁安装接头405、支架本体406和浮动梁矩形管407；支架本体406和浮动梁矩形管407采用碳纤维复合材料制成，耳轴接头401、浮动支撑接头402、固定支撑接头403和浮动梁安装接头405为钛合金制成；所述的浮动支撑接头402与固定支撑接头403的凸台面共面，共面平面度优于0.002mm；所述的扫描镜支架4两端的两个耳轴接头401的安装孔的同轴度优于0.01mm，两个耳轴接头401的安装法兰端面的平面度优于0.01mm，平行度优于0.015mm；
所述的扫描镜1采用背部四点支撑方式；所述的胶接衬套2与扫描镜1通过光学环氧胶粘接；所述的柔性支撑3与胶接衬套2通过M10螺钉固定连接；所述的扫描镜支架4与柔性支撑3通过M6螺钉固定连接；
所述的耳轴接头401、固定支撑接头403、浮动梁安装接头405与支架本体403的连接通过胶接和螺钉连接相结合；浮动支撑接头402与浮动梁矩形管407先胶接并螺钉连接，然后再与浮动轴承组件404胶接并螺钉连接，最后通过浮动轴组件404与浮动梁安装接头405螺钉连接；扫描镜组件通过两个耳轴接头401与外部旋转轴用M5螺钉固定连接。
根据本发明制作的扫描镜组件通过了随卫星总体的力学试验、热真空试验等环境试验的考核，各项性能均满足要求。

Claims (1)

1.一种用于星载扫描机构的扫描镜组件，包括扫描镜(1)、胶接衬套(2)、柔性支撑(3)及扫描镜支架(4)，其特征在于：
所述的扫描镜(1)为平面反射镜，为碳化硅材料制成；
所述的胶接衬套(2)为与碳化硅线膨胀系数相匹配的殷钢材料制成；
所述的柔性支撑(3)为钛合金材料制成；
所述的扫描镜支架(4)为对称结构，包括耳轴接头(401)、浮动支撑接头(402)、固定支撑接头(403)、浮动轴承组件(404)、浮动梁安装接头(405)、支架本体(406)和浮动梁矩形管(407)；支架本体(406)和浮动梁矩形管(407)采用碳纤维复合材料制成，耳轴接头(401)、浮动支撑接头(402)、固定支撑接头(403)和浮动梁安装接头(405)为钛合金制成；所述的浮动支撑接头(402)与固定支撑接头(403)的凸台面共面，共面平面度优于0.002mm；所述的扫描镜支架(4)两端的两个耳轴接头(401)的安装孔的同轴度优于0.01mm，两个耳轴接头(401)的安装法兰端面的平面度优于0.01mm，平行度优于0.015mm；所述的耳轴接头(401)、固定支撑接头(403)、浮动梁安装接头(405)与支架本体(406)的连接通过胶接和螺钉连接相结合；浮动支撑接头(402)与浮动梁矩形管(407)先胶接并螺钉连接，然后再与浮动轴承组件(404)胶接并螺钉连接，最后通过浮动轴承组件(404)与浮动梁安装接头(405)螺钉连接；扫描镜组件通过两个耳轴接头(401)与外部旋转轴用M5螺钉固定连接；
所述的扫描镜(1)采用背部四点支撑方式；所述的胶接衬套(2)与扫描镜(1)通过光学环氧胶粘接；所述的柔性支撑(3)与胶接衬套(2)通过M10螺钉固定连接；所述的扫描镜支架(4)与柔性支撑(3)通过M6螺钉固定连接。
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