CN110806609A - 一种全铝光电系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种全铝光电系统，包括均采用材质相同且热膨胀系数相同材料制成的主反射镜、主反射镜背板、次反射镜和次反射镜桁架，所述次反射镜桁架包括次镜环形背板、连接肋板、基座，所述连接肋板连接次镜环形背板和基座，所述主反射镜和主反射镜背板设置在基座上，所述次反射镜设置在次镜环形背板中。上述全铝光电系统有利于成像质量的提高。
Description
技术领域
本发明涉及空间遥感技术领域，特别涉及一种全铝光电系统。
背景技术
对于天基、空基、船基与地基光电系统，无论是成像或能量系统，特别是中小口径的，对重力、温度与气压等环境适应性与稳定性要求很高，传统的光学透镜与玻璃反射镜系统应用起来问题很多。
传统的光电系统采用具有不同线胀系数的光学与结构材料组合而成，其对温度变化特别敏感，导致反射镜面发生变形；同时采用考虑温度变化的柔性过渡件使得系统变得复杂化，不利于系统稳定性，对重力甚至气压变化很敏感，因而降低系统的成像质量。对于各种光电系统需求的日益增大，现有技术方案采用考虑温度变化的柔性联接增加了装调难度与周期，不利于光电系统的产品化与量产化。现有技术方案体积与重量较大，且结构复杂的过渡联接件占用了较多的加工时间与成本费用，与小型化、轻量化且经济型的发展方向不一致。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种可以提高成像质量的全铝光电系统。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：
一种全铝光电系统，包括采用材质相同且热膨胀系数相同材料制成的主反射镜、主反射镜背板、次反射镜和次反射镜桁架，所述次反射镜桁架包括次镜环形背板、连接肋板、基座，所述连接肋板连接次镜环形背板和基座，所述主反射镜和主反射镜背板设置在基座上，所述次反射镜设置在次镜环形背板中。
在其中一个实施例中，还包括中部加强环，所述中部加强环与基座通过直筋相连接。
在其中一个实施例中，还包括中部加强环，所述中部加强环与基座通过三角筋和直筋相连接。
在其中一个实施例中，次镜环形背板与中部加强环通过3条均布的连接肋板焊接相连。
在其中一个实施例中，所述主反射镜、主反射镜背板、次反射镜和次反射镜桁架采用线胀系数相同的铝材制成。
在其中一个实施例中，，所述次反射镜桁架的模态超过100Hz。
在其中一个实施例中，所述主反射镜为等刚度超轻量化结构，轻量化率达到80％以上，所述主反射镜与主反射镜背板采用柔性连接。
在其中一个实施例中，所述主反射镜和主反射镜背板通过柔性支撑件连接，所述柔性支撑件包括柔性三角板和设置在三角板上的双轴柔性铰链。
在其中一个实施例中，所述次反射镜和次反射镜背板通过柔性支撑件连接，所述柔性支撑件包括柔性三角板和设置在三角板上的双轴柔性铰链。
本发明的有益效果是：与现有技术相比，上述全铝光电系统充分利用同种材料热膨胀系数相同的特点，简单有效的消除温度引起的应力变形，且整体结构简单，易于加工与装调，缩短生产周期，节约了成本，有利于产品化生产模式。采用高等刚度超轻量化结构，提高了整机的力学特性，有利于系统的成像质量提高。
附图说明
图1为一实施方式的全铝光电系统结构示意图；
图2为一实施方式的次反射镜桁架结构示意图。
具体实施方式
请参阅图1-2，本发明提供一种本发明的全铝光电系统结构包括采用材质相同且热膨胀系数相同材料制成的主反射镜1、主反射镜背板2、次反射镜3、次反射镜桁架4。以上结构件均采用同种类型铝材料制成。次反射镜桁架4包括次镜环形背板5、连接肋板6、基座8，所述连接肋板6连接次镜环形背板5和基座8，主反射镜1和主反射镜背板2设置在基座8上，所述次反射镜3设置在次镜环形背板5中。
在一优选的实施方式中，主反射镜1、主反射镜背板2、次反射镜3和次反射镜桁架4的采用线胀系数相同的铝材制成。由于整个系统采用全铝材料结构，线胀系数相同，与反射镜联接部件不会由于温度条件变化对反射镜镜面产生作用力。主反射镜1和主反射镜背板2通过柔性支撑件连接，柔性支撑件包括柔性三角板和设置在三角板上的双轴柔性铰链。类似地，次反射镜3和次镜环形背板5通过柔性支撑件连接，柔性支撑件包括柔性三角板和设置在三角板上的双轴柔性铰链。
在一优选的实施方式中，次反射镜桁架4为高刚度结构。具体刚度参数可用模态来表征，即此结构模态超过100Hz，等刚度即结构各处刚度基本一致。由于此高等刚度结构模态不低于100Hz，不易发生共振，并且等刚度设计有利于结构稳定性，保证主、次反射镜的相对位置关系，可提高系统的光学性能。
次反射镜桁架4为高刚度结构，不会由于模态过低发生共振现象，并且不会由于自身重力导致主、次反射镜位置精度降低。减小了由于联接面不共面等引起的变形，从而提高系统的成像质量。
在一优选的实施方式中，主反射镜1为等刚度超轻量化设计，与主反射镜背板2采用柔性连接。超轻量化设计即保证力学性能与光学性能的前提下，结构的轻量化率达到80％以上。此设计思想有效减小了整机重量，提高了结构稳定性，保证了系统的光学性能。
在一优选的实施方式中，还包括中部加强环7，中部加强环7与基座8通过直筋9相连接。中部加强环7可以提高次反射镜桁架4整体动静态刚度，不会由于模态过低发生共振现象，且不会由于镜体与桁架自身重力导致严重变形，保证主反射镜1与次反射镜3的位置精度，且具有较轻重量。
在一优选的实施方式中，还包括中部加强环7，中部加强环7与基座8通过三角筋10和直筋9相连接。
在一优选的实施方式中，次镜环形背板5与中部加强环7通过3条均布的连接肋板6焊接相连。
安装时，修研主反射镜1上的三处双轴柔性铰链联接面共面，将主反射镜1与主反射镜背板2螺钉联接，配铰销孔后，打入销钉。修研次反射镜3上的三处双轴柔性铰链联接面共面，将次反射镜3与次反射镜桁架4上的次反射镜背板5螺钉联接，配铰销孔后，打入销钉。修研次反射镜桁架4上的与主反射镜背板2联接端面，将主反射镜组件与次反射镜组件螺钉联接后，配合次反射镜桁架4与主反射镜背板2上的销孔。
本发明的有益效果是：与现有技术相比，上述全铝光电系统充分利用同种材料热膨胀系数相同的特点，简单有效的消除温度引起的应力变形，且整体结构简单，易于加工与装调，缩短生产周期，节约了成本，有利于产品化生产模式。采用高等刚度超轻量化结构，提高了整机的力学特性，有利于系统的成像质量提高。
以上仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效件或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (9)
1.一种全铝光电系统，其特征在于：包括采用材质相同且热膨胀系数相同材料制成的主反射镜、主反射镜背板、次反射镜和次反射镜桁架，所述次反射镜桁架包括次镜环形背板、连接肋板、基座，所述连接肋板连接次镜环形背板和基座，所述主反射镜和主反射镜背板设置在基座上，所述次反射镜设置在次镜环形背板中。
2.根据权利要求1所述的全铝光电系统，其特征在于，还包括中部加强环，所述中部加强环与基座通过直筋相连接。
3.根据权利要求1所述的全铝光电系统，其特征在于，还包括中部加强环，所述中部加强环与基座通过三角筋和直筋相连接。
4.根据权利要求1所述的全铝光电系统，其特征在于，所述次镜环形背板与中部加强环通过3条均布的连接肋板焊接相连。
5.根据权利要求1所述的全铝光电系统，其特征在于，所述主反射镜、主反射镜背板、次反射镜和次反射镜桁架采用线胀系数相同的铝材制成。
6.根据权利要求1所述的全铝光电系统，其特征在于，所述次反射镜桁架的模态超过100Hz。
7.根据权利要求1所述的全铝光电系统，其特征在于，所述主反射镜为等刚度超轻量化结构，轻量化率达到80％以上，所述主反射镜与主反射镜背板采用柔性连接。
8.根据权利要求1所述的全铝光电系统，其特征在于，所述主反射镜和主反射镜背板通过柔性支撑件连接，所述柔性支撑件包括柔性三角板和设置在三角板上的双轴柔性铰链。
9.根据权利要求1所述的全铝光电系统，其特征在于，所述次反射镜和次反射镜背板通过柔性支撑件连接，所述柔性支撑件包括柔性三角板和设置在三角板上的双轴柔性铰链。
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