CN112162380A - 一种中小口径反射镜柔性支撑结构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种中小口径反射镜柔性支撑结构，包括支撑主体和三个柔性支腿，所述支撑主体具有锥形件和延伸自所述锥形件的一端的底部法兰，三个所述柔性支腿各自呈圆周120°均布延伸自所述锥形件的另一端，各所述柔性支腿设置有两个轴向柔性槽和局部凸台，所述中小口径反射镜柔性支撑结构通过所述局部凸台与反射镜的锥套连接；本发明采用锥形结构的所述支撑主体，确保了结构刚度，减小反射镜在重力载荷下的刚体位移，并通过三个呈圆周120°均布的所述柔性支腿，使得反射镜在受温度载荷变形时受力均匀，从而降低温度载荷对反射镜的面形精度的影响。

Description

一种中小口径反射镜柔性支撑结构
技术领域
本发明涉及空间反射镜支撑技术领域，特别是涉及一种中小口径反射镜柔性支撑结构。
背景技术
空间光学相机用于对地观测、太空探测等领域，具有非常重要的意义。空间反射镜作为光学相机的重要部件，其面形精度直接影响相机的成像性能。空间反射镜从地面状态进入在轨工作状态会经历动力学状态恶劣的发射阶段、地面重力卸载以及空间热环境等复杂工况。为了保证反射镜的面形精度，对反射镜的支撑结构提出了较高的要求。
现有的中小口径反射镜的柔性支撑结构通常采用双轴柔性铰链结构，详见文献《空间反射镜新型柔性支撑结构设计》、《空间光学遥感器柔性支撑结构设计》。该结构能够有效地降低重力载荷、强制位移等对反射镜面形精度的影响。但该柔性结构应用于单点支撑时，无法兼顾减小反射镜刚体位移和降低温度载荷对反射镜面形精度的影响。
发明内容
基于此，本发明提供一种中小口径反射镜柔性支撑结构，能够减小反射镜在重力载荷下的刚体位移，同时有效的降低温度载荷对反射镜面形精度的影响，使反射镜保持好的面形精度。
一种中小口径反射镜柔性支撑结构，包括支撑主体和三个柔性支腿，所述支撑主体具有锥形件和延伸自所述锥形件的一端的底部法兰，三个所述柔性支腿各自呈圆周120°均布延伸自所述锥形件的另一端，即三个所述柔性支腿和所述底部法兰分别延伸自所述锥形件的两端，各所述柔性支腿被设置有两个轴向柔性槽。
在本发明的一实施例中，各所述柔性支腿进一步被设置有局部凸台，所述柔性支腿通过所述局部凸台与反射镜的锥套连接。
在本发明的一实施例中，两个所述轴向柔性槽通过高精度慢走丝线切割技术呈相反的两个方向切割形成。
在本发明的一实施例中，所述底部法兰通过多个间隔设置的加强筋连接于所述锥形件。
本发明的所述支撑主体采用锥形结构，并通过在所述底部法兰和所述锥形件之间间隔设置多个加强筋的方式，提高所述中小口径反射镜柔性支撑结构的结构刚度，以能够在所述中小口径反射镜柔性支撑结构被用于支撑反射镜时，减小反射镜在重力载荷下的刚体位移。
本发明的三个所述柔性支腿呈圆周120°均布延伸自所述支撑主体，以能够在所述中小口径反射镜柔性支撑结构被用于支撑反射镜时，使得反射镜在受温度载荷变形时受力均匀，而且所述柔性支腿上设置有所述轴向柔性槽，在所述柔性支腿与反射镜进行组装时，所述轴向柔性槽能够吸收组装所导致的变形，从而起到保护反射镜的作用，而且，所述轴向柔性槽还能够吸收来自外界的热变形，阻断热变形向反射镜20的传递，有利于降低温度载荷对反射镜20的面形精度的影响。所述柔性支腿通过所述局部凸台与反射镜的锥套连接，能够在确保连接稳定性的前提下减小所述中小口径反射镜柔性支撑结构与反射镜之间的接触面积，从而能够有效地降低温度载荷对反射镜面精度的影响，此外，所述轴向柔性槽也能够吸收外界的热变形，阻断热变形向反射镜的传递，因此通过两个所述轴向柔性槽和小接触面的作用，有效地降低温度载荷对反射镜面精度的影响。
综上可以理解的是，本发明采用锥形结构的所述支撑主体和柔性的所述柔性支腿的支撑结构，既兼顾了所述中小口径反射镜柔性支撑结构的结构刚度，减小反射镜在重力载荷下的刚体位移，又能够有效地降低温度载荷对反射镜的面形精度的影响。
通过对随后的描述和附图的理解，本发明进一步的目的和优势将得以充分体现。
附图说明
图1为根据本发明的一优选实施例的所述中小口径反射镜柔性支撑结构的立体结构示意图。
图2为根据本发明的上述优选实施例的所述中小口径反射镜柔性支撑结构的侧视示意图。
图3为根据本发明的上述优选实施例的所述中小口径反射镜柔性支撑结构的安装示意图。
具体实施方式
以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、形变方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。
本领域技术人员应理解的是，在本发明的揭露中，术语“竖向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。
可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1至图3所示，根据本发明的一优选实施例的中小口径反射镜柔性支撑结构10的具体结构被阐明。如图1和图2所示，所述中小口径反射镜柔性支撑结构10包括支撑主体11和三个柔性支腿12，所述支撑主体11具有锥形件111和延伸自所述锥形件111的一端的底部法兰112，三个所述柔性支腿12各自呈圆周120°均布延伸自所述锥形件111的另一端，即三个所述柔性支腿12和所述底部法兰112分别延伸自所述锥形件111的两端。
可以理解的是，三个所述柔性支腿12呈圆周120°均布于所述支撑主体11，有利于在所述中小口径反射镜柔性支撑结构10被用于支撑反射镜20时，使得反射镜20在受温度载荷变形时受力均匀，从而降低温度载荷对反射镜20的面形精度的影响。
进一步地，各所述柔性支腿12被设置有两个轴向柔性槽120和局部凸台121，所述柔性支腿12通过所述局部凸台121与反射镜20的锥套21连接，如图3所示，其中所述柔性支腿12与所述反射镜20的所述锥套21的具体的连接方式可以为粘接连接的方式或螺钉连接方式，本发明对此不作限制。
可以理解的是，所述柔性支腿12上设置有所述轴向柔性槽120和所述局部凸台121，在所述柔性支腿12与反射镜20进行组装时，所述轴向柔性槽120能够吸收组装所导致的变形。而且，所述轴向柔性槽120也能够吸收外界的热变形，阻断热变形向反射镜20的传递，有利于降低温度载荷对反射镜20的面形精度的影响。另外，所述柔性支腿12通过所述局部凸台121与反射镜20的锥套21连接，能够在确保所述中小口径反射镜柔性支撑结构10和反射镜20连接稳定性的前提下，减小所述中小口径反射镜柔性支撑结构10与锥套21之间的接触面积，从而能够有效地降低温度载荷对反射镜20面精度的影响，因此总的来讲，所述中小口径反射镜柔性支撑结构10通过两个所述轴向柔性槽120和通过所述局部凸台121与反射镜20的锥套21连接的方式，能够有效地降低温度载荷对反射镜20的面形精度的影响。
特别地，两个所述轴向柔性槽120通过高精度慢走丝线切割技术呈相反的两个方向切割形成并具有一定深度，使得所述柔性支腿12具有径向柔性以确保所述柔性支脚12对热变形的吸收能力，从而有利于阻断热变形向反射镜20的传递，从而降低温度载荷对反射镜20的面形精度的影响。
值得一提的是，本发明的所述中小口径反射镜柔性支撑结构10可以采用钛合金材料制成，本发明对此不作限制。
此外，还值得一提的是，所述底部法兰112为圆盘形结构，所述底部法兰112的中心轴线、所述锥形件111的中心轴线以及三个所述柔性支脚12的中心轴线对齐。
进一步地，所述底部法兰112通过多个间隔设置的加强筋113连接于所述锥形件111。
可以理解的是，本发明的所述支撑主体11采用锥形结构，并通过在所述底部法兰112和所述锥形件111之间间隔设置多个加强筋113的方式，提高所述中小口径反射镜柔性支撑结构10的结构刚度，以能够在所述中小口径反射镜柔性支撑结构10被用于支撑反射镜20时，减小反射镜20在重力载荷下的刚体位移。
综上可以理解的是，本发明采用锥形结构的所述支撑主体11和柔性的所述柔性支腿12的支撑结构，既兼顾了所述中小口径反射镜柔性支撑结构10的结构刚度，减小反射镜20在重力载荷下的刚体位移，又能够有效地降低温度载荷对反射镜20的面形精度的影响，以此本发明提供了一种所述中小口径反射镜柔性支撑结构10，能够减小反射镜20在重力载荷下的刚体位移，同时能够有效地降低温度载荷对反射镜20的面形精度的影响，使反射镜20保持好的面形精度。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上实施例仅表达了本发明的优选的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (4)

1.一种中小口径反射镜柔性支撑结构，其特征在于，包括支撑主体和三个柔性支腿，所述支撑主体具有锥形件和延伸自所述锥形件的一端的底部法兰，三个所述柔性支腿各自呈圆周120°均布延伸自所述锥形件的另一端，即三个所述柔性支腿和所述底部法兰分别延伸自所述锥形件的两端，各所述柔性支腿被设置有两个轴向柔性槽。
2.根据权利要求1所述的中小口径反射镜柔性支撑结构，其特征在于，各所述柔性支腿进一步被设置有局部凸台，所述柔性支腿通过所述局部凸台与反射镜的锥套连接。
3.根据权利要求1所述的中小口径反射镜柔性支撑结构，其特征在于，两个所述轴向柔性槽通过高精度慢走丝线切割技术呈相反的两个方向切割形成。
4.根据权利要求1所述的中小口径反射镜柔性支撑结构，其特征在于，所述底部法兰通过多个间隔设置的加强筋连接于所述锥形件。
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