CN111948782A - 一种大口径反射镜组件的翻转检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明为一种大口径反射镜组件的翻转检测装置，涉及航天设备领域，解决了现有技术中的适用的反射镜尺寸小、工装功能单一以及翻转装置精度和稳定性差的问题。技术特征包括翻转调整架、设置在翻转调整架上的反射镜组件以及L形工装板；所述反射镜组件包括镜体结构、支撑结构、基板和对外接口；所述支撑结构黏贴在镜体结构上，所述基板通过螺钉与支撑结构固定连接，所述对外接口设置在基板上，所述镜体结构通过对外接口与外部连接；所述L形工装板用于固定反射镜组件；所述翻转调整架用于进行固定以及翻转。

Description

一种大口径反射镜组件的翻转检测装置

技术领域

本发明涉及航天设备技术领域，特别涉及一种大口径反射镜组件的翻转检测装置。

背景技术

目前还没有专门用于空间相机反射镜组件翻转装置的相关专利及报道，与这种翻转检测装置类似功能的反射镜翻转检测方式存在的缺点和不足是：

1、适用的反射镜尺寸小：反射镜组件的质量偏小，传统方式是人工搬运和翻转，大口径反射镜尺寸大质量重，人工方式难以保证稳定性和安全性；

2、工装功能单一：目前常见的反射镜工装均为单一功能，仅能实现吊装、翻转、检测等单一功能，在整个反射镜组件的检测过程中需要多个工装轮换，步骤繁琐，效率低下；

3、翻转装置精度和稳定性差：传统机械设备的翻转工装位置精度低，且稳定性较差，无法满足空间相机中反射镜镜面对工装精度和稳定性的要求。

发明内容

本发明要解决现有技术中的适用的反射镜尺寸小、工装功能单一以及翻转装置精度和稳定性差技术问题，提供一种大口径反射镜组件的翻转检测装置。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案具体如下：

一种大口径反射镜组件的翻转检测装置，包括翻转调整架、设置在翻转调整架上的反射镜组件以及L形工装板；

所述反射镜组件包括镜体结构、支撑结构、基板和对外接口；

所述支撑结构黏贴在镜体结构上，所述基板通过螺钉与支撑结构固定连接，所述对外接口设置在基板上，所述镜体结构通过对外接口与外部连接；

所述L形工装板用于固定反射镜组件；

所述翻转调整架用于进行固定以及翻转。

优选的，所述L形工装板包括面板、吊装平台、一对加强筋、配重块、多个L板吊环以及旋转轴；

所述吊装平台的上表面开设有多个螺纹孔，多个所述配重块通过多个螺纹孔安装在吊装平台的上表面，多个所述L板吊环对称设置在所述吊装平台上，所述面板设置在吊装平台的侧表面，一对所述加强筋设置在面板与吊装平台之间，所述吊装平台通过旋转轴与翻转调整架进行连接。

优选的，所述翻转调整架包括支撑框架、安装座、安装盖板、安装面板限位装置、重力平衡支架、吊装面板限位装置以及多个框架吊环；

所述安装座固定设置在支撑框架的上表面，所述安装盖板通过螺钉与安装座进行固定，所述安装面板限位装置设置在支撑框架上，所述重力平衡支架设置在支撑框架的侧表面，且与所述L形工装板的端部相连，所述吊装面板限位装置设置在支撑框架上，且位于安装面板限位装置的下方，多个所述框架吊环布置在支撑框架的两侧。

优选的，所述支撑框架的下表面设有多对滚轮，所述支撑框架侧表面下端设有多对调节地脚。

优选的，所述面板上设有多个安装凸台，所述面板通过多个所述安装凸台与所述对外接口螺纹连接。

优选的，所述旋转轴与翻转调整架内的所述安装座相连接，二者可相对转动。

优选的，所述安装盖板上开设有V形槽结构，所述V形槽结构防止旋转轴径向的窜动。

优选的，所述安装座上开设有U形槽，所述U形槽与旋转轴相互配合定位。

本发明具有以下的有益效果：

本发明尤其适用于无法人工翻转的大型反射镜组件的光学检测过程。该装置兼具吊装、搬运、翻转、检测等多种功能，能够实现反射镜组件在安装检测过程中两种状态的切换，且该装置结构简单、工作稳定、操作便捷，相比较传统的人工翻转和单一检测装置，本专利能够有效提高反射镜组件翻转和检测过程的工作效率。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

图1是本发明专利提供的翻转检测装置检测状态的结构示意图。

图2是该装置反射镜组件翻转前的状态示意图。

图3是反射镜组件的结构示意图。

图4是L形工装板的结构示意图。

图5是翻转调整架的结构示意图。

图中的附图标记表示为：

1、反射镜组件；2、L形工装板；3、翻转调整架；11、镜体结构；12、支撑结构；13、基板；14、对外接口；21、安装面板；22、吊装平台；23、加强筋；24、配重块；25、L板吊环；26、旋转轴；27、安装凸台；31、支撑框架；32、安装座；33、安装盖板；34、安装面板限位装置；35、重力平衡支架；36、吊装面板限位装置；37、框架吊环；38、滚轮；39、调节地脚。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-5，翻转检测装置主要包含反射镜组件1、L形工装板2、翻转调整架3三个部分，其中反射镜组件1与L形工装板2通过螺纹接口连接，L形工装板2与翻转调整架3通过轴孔配合，二者可以相对转动。

所述的反射镜组件1主要镜体结构11、支撑结构12、基板13和对外接口14。镜体结构11为遥感器主要的光学元件，材料一般为碳化硅或微晶材料，需通过支撑结构12与其粘接后对外提供螺纹接口；支撑结构12与基板13通过螺钉连接定位；基板13除安装接口外，还设计有侧面吊装接口，可用于吊装工装连接使用；整个反射镜组件1通过合理的支撑结构12能够实现镜面在各种复杂工况下的面形精度和稳定性；反射镜组件1通过对外接口14与外部连接，对外接口14设计为呈等腰梯形分布的4组螺纹孔。

所述的L形工装板2为一体铸造成型，主要包含安装面板21、吊装平台22、加强筋23、配重块24、L板吊环25、旋转轴26。安装面板21主要通过上面的四处安装凸台27与反射镜组件1的对外接口14螺纹连接，各螺钉按统一力矩拧紧；吊装平台22设计有螺纹孔，可以通过调整配重块24的安装位置来调节质心位置；吊装平台22上的四处L板吊环25对称布置在吊装平台22的边缘位置，可以用于起吊L形工装板2；安装面板21与吊装平台22之间设计有三角形加强筋23，减小安装面板21的变形量以提高工装精度；整个L形工装板2通过旋转轴26与翻转调整架3连接。

所述的翻转调整架3主要包含支撑框架31、安装座32、安装盖板33、安装面板限位装置34、重力平衡支架35、吊装面板限位装置36、框架吊环37、滚轮38和调节地脚39。支撑框架31由不同尺寸的矩形管型材焊接而成，结构稳定且成本低廉；安装座32与支撑框架31固连，通过设计的U形槽与L形工装板2的旋转轴26实现配合定位，为防止旋转轴26在轴向窜动，安装座32外侧设计了端盖结构进行限位；安装盖板33设计有V形槽结构与旋转轴26配合定位，通过螺钉与安装座32固定；安装面限位装置34由固定支架和两组支撑杆组成，两组支撑杆可以通过螺纹调节长度；重力平衡支架35布置在L形工装板2的端部，由支架和一组支撑杆组成，支撑杆可调节长度；吊装面板限位装置36由固定支架和两组支撑杆组成，同安装面限位装置34的限位结构，支撑杆可调节长度；框架吊环37布置在支撑框架31的两侧，共四处对称吊点；滚轮38对称布置在支撑框架31的四个顶点位置；调节地脚39对称布置在滚轮38的旁边，地脚螺纹可通过扳手调节高度。

工作原理：

反射镜组件1通过支撑结构12将镜体结构11与基板13连接在一起，支撑结构12一般需要设计柔性结构来释放温度变化和装配误差带来的内应力，通过合理的结构设计实现反射镜组件1自身装配完成后镜面面形稳定，面形精度达到设计要求；反射镜组件1装配完成后，依靠基板13侧面的吊装接口连接吊装工装进行起吊；

L形工装板2通过安装面板21上的安装孔与反射镜组件1定位连接，各螺钉按照统一力矩拧紧，保证装配的均匀性；吊装平台22一方面是为配重块24提供安装接口，配重块24的质量需根据反射镜组件1的质量进行配比，实现L形工装2和反射镜组件1的整体质心位置在旋转轴26附近；另一方面，吊装平台通过四组L板吊环25实现平稳起吊，通过吊装的方式将L形工装2(连同装配好的反射镜组件1)放进翻转调整架3；

本发明设计有旋转轴26和安装座32进行装配，其工作原理是通过安装座32上的U形槽结构与旋转轴26的两端实现孔轴配合，安装座32两侧设计了端盖结构防止旋转轴26在轴向窜动，安装盖板33通过V形槽结构防止旋转轴26径向的窜动，因此L形工装板2仅能够绕轴线旋转，从而实现镜面90°翻转的功能；

本发明设计有限位调节装置，其原理是通过可调节的支撑杆来限制L形工装板2的位置；在镜面竖直状态时，在重力作用下，配重块24下沉，吊装平台22的面板处于竖直状态，此时吊装面板限位装置36通过两组可调节的支撑杆实现L形工装板2的限位；翻转90°后镜面处于水平检测状态，重力平衡支架35支撑在L形工装板2的端部，承受部分L形工装板2和反射镜组件1的重量，安装面板限位装置34通过支撑杆限制安装面板21的转动；同时调节安装面板限位装置34和重力平衡支架35的支撑杆长度确定L形工装板的检测状态的绝对位置；

本发明设计的调节地脚39可实现镜面在光学检测时的位置调整，其工作原理为滚轮38在调节地脚39升起的状态下推动翻转调整架3来调节水平两个方向的移动和左右摆动；调节地脚39通过调节螺纹的长度可调整某个支撑点的高度，从而实现镜面位置的光轴摆动和俯仰摆动以及竖直方向的移动。镜面光学检测过程中，需反复调节四个地脚来实现镜面位置的微调。

实施例：

首先将翻转调整架3停放至适当位置，利用调节地脚39固定位置，调节地脚螺纹升高翻转调整架3使滚轮38架空；

然后利用L形工装板2上的L板吊环25连接起重机，吊装至旋转轴26使其与安装座32的轴孔相互配合，将安装盖板33锁紧。在配重块24的作用下，翻转L形工装板2使安装面板21竖直向上。当安装面板21达到水平状态时，调节吊装面板限位装置36固定L形工装板2的相对位置；

之后通过基板13的侧面吊装孔起吊反射镜组件1，将镜面向上置于安装面板21上，对准反射镜组件1的对外接口14与L形工装板2的安装凸台27上的四处安装位置，对齐螺钉孔拧紧固定，完成反射镜组件1与L形工装板2的连接；

之后L形工装板2(连同反射镜组件1)翻转90°后由图2的镜面竖直状态变成镜面水平状态，此时安装重力平衡支架35,并调节安装面板限位装置34和重力平衡支架35上的支撑杆长度，使得镜面处于稳定的水平状态；

最后根据检测光路调整该翻转检测装置的位置，再通过调节地脚39来实现镜面的微调整，从而实现镜面的水平检测状态。

上述实施方法通过调整安装接口即可适用于各类大型反射镜组件的翻转与检测，操作简单易行，状态稳定可靠。当检测过程完毕，按照相反顺序进行各部分拆卸即可。

1、不同于传统中小型反射镜的人工翻转方式，本发明专利利用工装设备辅助翻转定位，具有好的稳定性和安全性；

2、本发明专利具备吊装、搬运、翻转、检测等多种功能，能够有效缩减工艺流程，提高整个检测流程的工作效率；

3、本专利设计有配重块，通过重心位置的调节使得镜面翻转90°的操作更加便捷稳定；

4、本发明专利设计有多处调节环节，从而保证了较高的翻转精度和稳定性。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种大口径反射镜组件的翻转检测装置，其特征在于，包括翻转调整架(3)、设置在翻转调整架上的反射镜组件(1)以及L形工装板(2)；

所述反射镜组件(1)包括镜体结构(11)、支撑结构(12)、基板(13)和对外接口(14)；

所述支撑结构(12)黏贴在镜体结构(11)上，所述基板(13)通过螺钉与支撑结构(12)固定连接，所述对外接口(14)设置在基板(13)上，所述镜体结构(11)通过对外接口(14)与外部连接；

所述L形工装板(2)用于固定反射镜组件(1)；

所述翻转调整架(3)用于进行固定以及翻转。

2.根据权利要求1所述的一种大口径反射镜组件的翻转检测装置，其特征在于，所述L形工装板(2)包括安装面板(21)、吊装平台(22)、一对加强筋(23)、配重块(24)、多个L板吊环(25)以及旋转轴(26)；

所述吊装平台(22)的上表面开设有多个螺纹孔，多个所述配重块(24)通过多个螺纹孔安装在吊装平台(22)的上表面，多个所述L板吊环(25)对称设置在所述吊装平台(22)上，所述安装面板(21)设置在吊装平台(22)的侧表面，一对所述加强筋(23)设置在安装面板(21)与吊装平台(22)之间，所述吊装平台(22)通过旋转轴(26)与翻转调整架(3)进行连接。

3.根据权利要求2所述的一种大口径反射镜组件的翻转检测装置，其特征在于，所述翻转调整架(3)包括支撑框架(31)、安装座(32)、安装盖板(33)、安装面板限位装置(34)、重力平衡支架(35)、吊装面板限位装置(36)以及多个框架吊环(37)；

所述安装座(32)固定设置在支撑框架(31)的上表面，所述安装盖板(33)通过螺钉与安装座(32)进行固定，所述安装面板限位装置(34)设置在支撑框架(31)上，所述重力平衡支架(35)设置在支撑框架(31)的侧表面，且与所述L形工装板(2)的端部相连，所述吊装面板限位装置(36)设置在支撑框架(31)上，且位于安装面板限位装置(34)的下方，多个所述框架吊环(37)布置在支撑框架(31)的两侧。

4.根据权利要求3所述的一种大口径反射镜组件的翻转检测装置，其特征在于，所述支撑框架(31)的下表面设有多对滚轮(38)，所述支撑框架(31)侧表面下端设有多对调节地脚(39)。

5.根据权利要求2所述的一种大口径反射镜组件的翻转检测装置，其特征在于，所述安装面板(21)上设有多个安装凸台(27)，所述安装面板(21)通过多个所述安装凸台(27)与所述对外接口(14)螺纹连接。

6.根据权利要求3所述的一种大口径反射镜组件的翻转检测装置，其特征在于，所述旋转轴(26)与翻转调整架(3)内的所述安装座(32)相连接，二者可相对转动。

7.根据权利要求3所述的一种大口径反射镜组件的翻转检测装置，其特征在于，所述安装盖板(33)上开设有V形槽结构，所述V形槽结构防止旋转轴(26)径向的窜动。

8.根据权利要求3所述的一种大口径反射镜组件的翻转检测装置，其特征在于，所述安装座(32)上开设有U形槽，所述U形槽与旋转轴(26)相互配合定位。

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