CN112526704A - 一种新型卡塞格林系统主、次镜支撑结构 - Google Patents

一种新型卡塞格林系统主、次镜支撑结构 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种新型卡塞格林系统主、次镜支撑结构，主要将镜片的装配调整结构设计到主镜架上，同时采用柔性支撑对镜片进行定位支撑，解决温度变化、振动等引起的主、次镜相对位置变化问题，有效保持主、次镜长时间的相对稳定性，本发明采用的技术方案包括镜架机构、主镜压圈及次镜压圈，所述镜架机构包括主镜架、次镜架及连接杆，所述主镜架和次镜架均为环形结构，同轴设置，通过多根连接杆连接，主镜和次镜分别对应设于主镜架和次镜架内孔内，主镜通过主镜压圈固定，次镜通过次镜压圈固定，所述主镜架上设有多个主镜位姿调节装置，能够对主镜相对于次镜的位姿进行调节。

Description

一种新型卡塞格林系统主、次镜支撑结构
技术领域
本发明涉及航天光学遥感器技术领域，具体为一种新型卡塞格林系统主、次镜支撑结构。
背景技术
在天文测星领域，基于卡塞格林光学系统原理的测星装置得到广泛的应用，这类卡塞格林光学系统精度要求极高，而使用环境往往却十分恶劣，要承受较大的温度变化和强烈振动，会引起主、次镜相对位姿发生变化，降低光学系统的精度。目前的主、次镜结构的支撑设计主要存在3个问题：镜片的固定主要采用各类固化胶，虽不易产生应力，然后长时间稳定性差；装配调节次镜部分，次镜更容易发生位姿变化，且对光学系统的影响更严重；镜片的调节环节往往稳定性差或结构复杂。
发明内容
本发明提供了一种新型卡塞格林系统主、次镜支撑结构，主要将镜片的装配调整结构设计到主镜架上，同时采用柔性支撑对镜片进行定位支撑，解决温度变化、振动等引起的主、次镜相对位置变化问题，有效保持主、次镜长时间的相对稳定性。
本发明采用的技术方案在于：包括镜架机构、主镜压圈及次镜压圈，所述镜架机构包括主镜架、次镜架及连接杆，所述主镜架和次镜架均为环形结构，同轴设置，通过多根连接杆连接，主镜和次镜分别对应设于主镜架和次镜架内孔内，主镜通过主镜压圈固定，次镜通过次镜压圈固定，所述主镜架上设有多个主镜位姿调节装置，能够对主镜相对于次镜的位姿进行调节。
作为上述方案的优选，所述主镜位姿调节装置包括楔形块、调节螺钉和紧固螺钉，所述主镜架侧壁开设有多个楔形通孔，将主镜架外圆与内孔连通，沿圆周方向分布，楔形块为L形结构，其中一端的一侧面为楔形面，与该楔形面相对的侧面垂直于主镜架的轴向，楔形面所在端穿过楔形通孔伸入至主镜架内孔中，楔形块的楔形面朝向次镜架一侧，与楔形通孔的楔形面贴合，楔形块另一端为向次镜架一侧弯折的弯折部，位于主镜架外，所述弯折部上设有一螺纹孔，螺纹孔轴向沿主镜架的径向方向，所述调节螺钉与所述螺纹孔配合，楔形块上位于楔形通孔内的区段开设有一长孔，所述长孔的长度方向沿主镜架的径向方向，所述紧固螺钉设于长孔内，与楔形通孔内壁通过螺纹连接，所述主镜端面通过伸入主镜架内孔中的楔形块一端侧面配合定位。
作为上述方案的优选，所述主镜压圈外圆设有外螺纹，主镜架内孔远离次镜架的一端设有内螺纹，主镜压圈设于主镜架内孔内，通过螺纹连接，所述主镜位于楔形块和主镜压圈之间。
作为上述方案的优选，所述主镜压圈为环形结构，其朝向主镜的一端端面设有多个弹性件，沿圆周方向均匀分布，所述弹性件的截面为V形，弹性件一侧与主镜压圈端面固定连接，另一侧为平面，与主镜端面贴合。
作为上述方案的优选，所述主镜架外侧壁沿圆周方向分布有多个凹槽，所述凹槽内设有点胶孔，通孔将主镜架内孔与凹槽连通。
作为上述方案的优选，所述次镜架内孔上靠近主镜架一侧设有环形凸台，用于对次镜法兰端面的定位，次镜压圈外圆设有外螺纹，次镜架内孔上远离主镜架的一端设有内螺纹，次镜压圈设于次镜架内孔内，通过螺纹连接。
作为上述方案的优选，所述次镜压圈上朝向次镜的端面设有多块柔性凸台，所述柔性凸台与次镜法兰端面配合，所述次镜架内孔内壁与次镜法兰外圆配合的环形区域开设有多个凹槽，所述凹槽底部设有沿次镜架径向将次镜架贯穿的点胶孔。
作为上述方案的优选，所述主镜架、次镜架及连接杆为一体式结构，连接杆在主镜架和次镜架之间沿圆周方向均匀分布。
本发明的有益效果在于：在上述技术方案中，主、次镜位姿调整环境在主镜支撑结构上，在镜架精加工的基础上，再通过3个调节螺钉调节楔形块，以调整主、次镜实现位姿精细调整，相对距离实现微米级，相对角度实现角秒级，通过控制调节螺钉的旋转量，实现调整环节的精细化和量化。调整完成后，采用柔性支撑和硅橡胶配合的方式，实现主、次镜的固定，最后对所有环节紧固，实现长周期的稳定性，从而提高相关光学系统的精度保持能力。
附图说明
图1为本发明的整体剖视图。
图2为本发明所述镜架机构的剖视图。
图3为图1中主镜位姿调节装置的结构示意图。
图4和图5为本发明的整体结构示意图。
图6为本发明中主镜压圈的结构示意图。
图7为本发明中主镜压圈的局部结构示意图。
图8为本发明中次镜压圈的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图详细描述本发明的实施例。
如图1所示，本实施例的整体结构包括镜架机构、主镜压圈4及次镜压圈5，所述镜架机构包括主镜架1、次镜架3及连接杆2，所述主镜架1和次镜架3均为环形结构，同轴设置，通过多根连接杆2连接，主镜6和次镜7分别对应设于主镜架1和次镜架3内孔内，主镜6通过主镜压圈4固定，次镜7通过次镜压圈5固定，所述主镜架1上设有多个主镜位姿调节装置8，能够对主镜6相对于次镜7的位姿进行调节。
在本实施例中，所述主镜位姿调节装置8包括楔形块81、调节螺钉82和紧固螺钉83，所述主镜架1侧壁开设有多个楔形通孔14，将主镜架1外圆与内孔连通，沿圆周方向分布，楔形块81为L形结构，其中一端的一侧面为楔形面，与该楔形面相对的侧面垂直于主镜架1的轴向，楔形面所在端穿过楔形通孔14伸入至主镜架1内孔中，楔形块81的楔形面朝向次镜架3一侧，与楔形通孔的楔形面贴合，楔形块81另一端为向次镜架3一侧弯折的弯折部，位于主镜架1外，所述弯折部上设有一螺纹孔，螺纹孔轴向沿主镜架1的径向方向，所述调节螺钉82与所述螺纹孔配合，楔形块81上位于楔形通孔内的区段开设有一长孔84，所述长孔的长度方向沿主镜架1的径向方向，所述紧固螺钉83设于长孔84内，与楔形通孔14内壁通过螺纹连接，所述主镜端面通过伸入主镜架1内孔中的楔形块81一端侧面配合定位。
在本实施例中，所述主镜压圈4外圆设有外螺纹，主镜架1内孔远离次镜架3的一端设有内螺纹11，主镜压圈4设于主镜架1内孔内，通过螺纹连接，所述主镜位于楔形块81和主镜压圈4之间。
在本实施例中，所述主镜压圈4为环形结构，其朝向主镜的一端端面设有多个弹性件41，沿圆周方向均匀分布，所述弹性件41的截面为V形，弹性件41一侧与主镜压圈4端面固定连接，另一侧为平面，与主镜6端面贴合。
在本实施例中，所述主镜架1外侧壁沿圆周方向分布有多个凹槽15，所述凹槽15内设有点胶孔12，通孔将主镜架1内孔与凹槽15连通。为保证硅橡胶在镜片外圆的流动效果，在主镜架1内孔上点胶孔12的位置也设有凹槽13。
在本实施例中，所述次镜架3内孔上靠近主镜架1一侧设有环形凸台31，用于对次镜7法兰端面的定位，次镜压圈5外圆设有外螺纹，次镜架3内孔上远离主镜架1的一端设有内螺纹32，次镜压圈5设于次镜架3内孔内，通过螺纹连接。
在本实施例中，所述次镜压圈5上朝向次镜的端面设有多块柔性凸台51，所述柔性凸台51与次镜法兰端面配合，所述次镜架3内孔内壁与次镜法兰外圆配合的环形区域开设有多个凹槽33，所述凹槽33底部设有沿次镜架3径向将次镜架3贯穿的点胶孔34。
在本实施例中，所述主镜架1、次镜架3及连接杆2为一体式结构，连接杆2在主镜架1和次镜架3之间沿圆周方向均匀分布。
本实施例所述主、次镜支撑结构，主要将镜片的装配调整结构设计到主镜架1上，同时采用柔性支撑对镜片进行定位支撑，以解决温度变化、振动等引起的主、次镜相对位置变化问题，能保持主、次镜长时间的相对稳定性。
次镜压圈5与次镜架3内孔之间通过螺纹连接，通过拧紧螺纹，次镜压圈5的柔性凸台压住次镜的安装法兰端面，通过螺纹拧紧的程度控制预紧力，柔性凸台也可以有效防止预紧力过大影响次镜镜面的精度。
主镜压圈4与主镜架1内孔之间通过螺纹连接，通过拧紧螺纹，主镜压圈4的弹性件压住主镜的端面，通过螺纹拧紧的程度控制预紧力，弹性件也可以有效防止预紧力过大影响主镜镜面的精度。
通过旋转调整螺钉控制调节楔形块81上下移动，主镜架1上的多组主镜位姿调节装置共同作用，实现主镜位姿(位置和姿态)的调整，实现卡塞格林光学系统的调整，调整完成后采用紧固螺钉83固定楔形块81。
调整完成后通过周向均匀分布的点胶孔，将硅橡胶定量注射到镜架内孔与镜片外圆之前，进一步固定主镜和次镜。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种新型卡塞格林系统主、次镜支撑结构，其特征在于：包括镜架机构、主镜压圈及次镜压圈，所述镜架机构包括主镜架、次镜架及连接杆，所述主镜架和次镜架均为环形结构，同轴设置，通过多根连接杆连接，主镜和次镜分别对应设于主镜架和次镜架内孔内，主镜通过主镜压圈固定，次镜通过次镜压圈固定，所述主镜架上设有多个主镜位姿调节装置，能够对主镜相对于次镜的位姿进行调节。
2.根据权利要求1所述新型卡塞格林系统主、次镜支撑结构，其特征在于：所述主镜位姿调节装置包括楔形块、调节螺钉和紧固螺钉，所述主镜架侧壁开设有多个楔形通孔，将主镜架外圆与内孔连通，沿圆周方向分布，楔形块为L形结构，其中一端的一侧面为楔形面，与该楔形面相对的侧面垂直于主镜架的轴向，楔形面所在端穿过楔形通孔伸入至主镜架内孔中，楔形块的楔形面朝向次镜架一侧，与楔形通孔的楔形面贴合，楔形块另一端为向次镜架一侧弯折的弯折部，位于主镜架外，所述弯折部上设有一螺纹孔，螺纹孔轴向沿主镜架的径向方向，所述调节螺钉与所述螺纹孔配合，楔形块上位于楔形通孔内的区段开设有一长孔，所述长孔的长度方向沿主镜架的径向方向，所述紧固螺钉设于长孔内，与楔形通孔内壁通过螺纹连接，所述主镜端面通过伸入主镜架内孔中的楔形块一端侧面配合定位。
3.根据权利要求2所述新型卡塞格林系统主、次镜支撑结构，其特征在于：所述主镜压圈外圆设有外螺纹，主镜架内孔远离次镜架的一端设有内螺纹，主镜压圈设于主镜架内孔内，通过螺纹连接，所述主镜位于楔形块和主镜压圈之间。
4.根据权利要求3所述新型卡塞格林系统主、次镜支撑结构，其特征在于：所述主镜压圈为环形结构，其朝向主镜的一端端面设有多个弹性件，沿圆周方向均匀分布，所述弹性件的截面为V形，弹性件一侧与主镜压圈端面固定连接，另一侧为平面，与主镜端面贴合。
5.根据权利要求3所述新型卡塞格林系统主、次镜支撑结构，其特征在于：所述主镜架外侧壁沿圆周方向分布有多个凹槽，所述凹槽内设有点胶孔，通孔将主镜架内孔与凹槽连通。
6.根据权利要求1所述新型卡塞格林系统主、次镜支撑结构，其特征在于：所述次镜架内孔上靠近主镜架一侧设有环形凸台，用于对次镜法兰端面的定位，次镜压圈外圆设有外螺纹，次镜架内孔上远离主镜架的一端设有内螺纹，次镜压圈设于次镜架内孔内，通过螺纹连接。
7.根据权利要求6所述新型卡塞格林系统主、次镜支撑结构，其特征在于：所述次镜压圈上朝向次镜的端面设有多块柔性凸台，所述柔性凸台与次镜法兰端面配合，所述次镜架内孔内壁与次镜法兰外圆配合的环形区域开设有多个凹槽，所述凹槽底部设有沿次镜架径向将次镜架贯穿的点胶孔。
8.根据权利要求1所述新型卡塞格林系统主、次镜支撑结构，其特征在于：所述主镜架、次镜架及连接杆为一体式结构，连接杆在主镜架和次镜架之间沿圆周方向均匀分布。
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