CN112859285B - 一种空间光学遥感器反射镜的多点支撑结构 - Google Patents

一种空间光学遥感器反射镜的多点支撑结构 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种空间光学遥感器反射镜的多点支撑结构，包括背板、中心支撑、辅助嵌套、辅助支撑；空间光学遥感器反射镜与提供与遥感器其他部分连接接口的背板之间通过中心支撑连接，所述的中心支撑为硬连接，由中心嵌套和中心筒连接组成；所述反射镜上设置辅助嵌套，辅助嵌套与辅助支撑连接，通过辅助支撑通过注胶方式连接到所述背板上；所述辅助支撑采用柔性结构。

Description

一种空间光学遥感器反射镜的多点支撑结构
技术领域
本发明涉及一种空间光学遥感器反射镜的多点支撑方式，适用于空间光学遥感领域。
背景技术
反射镜是空间光学遥感器的关键零部件，具有面型精度高、稳定性要求高的特点。反射镜支撑结构是指反射镜与光学遥感器主体结构之间的连接结构件。空间光学反射镜的表面面型精度通常为nm量级，面型变化即会严重影响成像质量。空间光学遥感器需要承受入轨发射段振动、失重以及在轨冷热交变等环境，支撑结构一方面需要实现反射镜空间定位功能，另一方面应尽可能隔绝以上外部环境的影响。目前常见的空间反射镜支撑方式有装框支撑、中心支撑、多点支撑。
装框支撑通常用于中小口径反射镜的支撑，具有结构简单、工艺成熟的优点，缺点是镜框重量大，不适应航天产品的轻量化要求。中心支撑方式为对反射镜中心进行支撑，优点是结构简单、支撑结构重量轻，但只适用于小口径反射镜，原因是中心支撑对反射镜边缘限制不足，边缘振幅大，导致中心支撑处的应力较大，影响反射镜面型和稳定性。多点支撑方式种类较多，有中心点+周边支撑、背部多点支撑、侧面多点支撑等多种形式。多点支撑方式能够解决中心支撑边缘限制不足的问题，但零部件多，各支撑点之间容易互相影响，导致反射镜面型变化。
发明内容
本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种空间光学遥感器反射镜的多点支撑结构。
本发明解决技术的方案是：一种空间光学遥感器反射镜的多点支撑结构，包括背板、中心支撑、辅助嵌套、辅助支撑；
空间光学遥感器反射镜与提供与遥感器其他部分连接接口的背板之间通过中心支撑连接，所述的中心支撑为硬连接，由中心嵌套和中心筒连接组成；所述反射镜上设置辅助嵌套，辅助嵌套与辅助支撑连接，通过辅助支撑通过注胶方式连接到所述背板上；所述辅助支撑采用柔性结构。
优选的，所述的辅助支撑的数量为4处，且位置相对于反射镜中心对称。
优选的，所述的辅助支撑包括前端与背板连接的中空圆柱部分，与中空圆柱部分连接且直径大于中空圆柱部分的弹性部分，以及与弹性部分连接用于与辅助嵌套连接的后端部分；所述辅助支撑的刚度比中心筒低，所述弹性部分保证轴向拉压刚度的同时降低横向弯曲刚度。
优选的，所述弹性部分采用在圆柱体上切槽的形式实现，切槽由圆柱体两侧向中心轴线方向切，剩余1mm～2mm，相邻切槽为正交方向，沿轴向设计的各切槽间距相同。
优选的，所述的辅助嵌套为筒壁带有注胶孔的筒形，筒底外向设置凸起，用于与设置在辅助支撑后端部分的孔配合实现连接。
优选的，所述背板上设置阶梯孔，阶梯小孔用于与辅助支撑的前端粘结在一起，辅助支撑的弹性部分置于阶梯大孔内。
优选的，所述的中心嵌套为带有中心孔的筒形结构，侧壁设置注胶孔，底部中心孔四周设置用于与中心筒连接的凸台。
优选的，所述的中心筒为顶部带外翻边的筒形结构，筒底设置与中心嵌套凸台配合的连接孔，所述的外翻边用于实现与背板的连接。
优选的，中心筒与中心嵌套的两个连接面的平面度优于0.005mm。
优选的，所述反射镜背部设置中心嵌套安装孔和辅助嵌套安装孔；中心嵌套和辅助嵌套采用与反射镜热膨胀系数相匹配的金属材料，分别粘贴在安装孔内，安装孔深度应保证嵌套装入后注胶孔中心在与反射镜背面平行且通过质心的平面内。
优选的，所述背板与中心筒、辅助支撑连接位置设计金属埋件，保证连接强度和连接面的平面度，连接面的平面度优于0.005mm。
优选的，背板采用复合材料一体成型，主体为三角形结构，三角形的三个角加工成平面，三角形的中心设置中心筒的安装孔。
本发明的原理是：反射镜和背板通过中心支撑连接，中心支撑为硬连接，对反射镜固定起主要作用，并且中心支撑由中心嵌套和中心筒两层组成，延长了反射镜组件安装面到反射镜面之间的传力路径，降低了面型对强迫位移的敏感性。但仅中心连接时，遥感器在通过发射段振动环境时会产生摇摆响应，反射镜边缘振幅大，中心嵌套胶斑应力大。因此，还需要在反射镜靠近边缘处布置若干处辅助支撑，用于限制反射镜振幅。若辅助支撑采用刚性结构，则无法保证与中心支撑共面度，安装时强迫位移引起反射镜面型变差。辅助支撑采用柔性结构，轴向拉压刚度大，能限制反射镜振幅，同时横向弯曲刚度小，避免对反射镜产生过约束。同时辅助支撑采用注胶方式连接，避免了由于共面度带来的强迫位移问题，安装辅助支撑对反射镜面型无影响。
本发明与现有技术相比的有益效果是：
1.本发明中，各零件结构形式简单，便于加工，支撑结构体积小重量轻，有利于轻量化。
2.本发明中，通过柔性辅助支撑能够很好地限制反射镜振幅，降低反射镜面型对力学环境的敏感性。
3.本发明中，辅助支撑与背板采用注胶连接，没有引入多余约束，避免了多点支撑对反射镜的互相拉扯，可以实现较高的反射镜面型精度。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明剖面图；
图3为本发明中心嵌套示意图；
图4为本发明辅助嵌套示意图；
图5为本发明中心筒示意图；
图6为本发明辅助支撑示意图；
图7为本发明背板示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步阐述。
如图1、图2所示本发明一种空间光学遥感器反射镜的多点支撑结构，由反射镜1、中心嵌套2、辅助嵌套3、中心筒4、辅助支撑5、背板6和安装螺钉7～9组成。
反射镜1背部设置中心嵌套安装孔，背部周边设计4处辅助嵌套安装孔。图3、图4所示为中心嵌套2和辅助嵌套3；中心嵌套2和辅助嵌套3采用与反射镜热膨胀系数相匹配的金属材料，分别粘贴在安装孔内。安装孔深度应保证嵌套装入后注胶孔中心在与反射镜背面平行且通过质心的平面内，支撑力直接作用在质心面内，避免引入附加弯矩影响反射镜面型。通过注胶工装保证嵌套在安装孔内的轴向和周向定位，嵌套周向设计注胶孔，定位后注胶固化。固化完成后拆除注胶工装。
图5所示为中心筒4，中心筒采用与反射镜热膨胀系数相近的金属材料加工而成，中心筒与中心嵌套采用螺钉连接，通过研磨保证两连接面平面度优于0.005mm。安装中心筒，中心筒和中心嵌套之间采用螺钉连接。
图6所示为辅助支撑5，辅助支撑用与反射镜热膨胀系数相近的金属材料加工而成，辅助支撑采用柔性结构，具体如图6所示，所述的辅助支撑包括前端与背板连接的中空圆柱部分，与中空圆柱部分连接且直径大于中空圆柱部分的弹性部分，以及与弹性部分连接用于与辅助嵌套连接的后端部分；所述辅助支撑的刚度比中心筒低，所述弹性部分保证一定的轴向拉压刚度的同时大幅降低横向弯曲刚度。所述弹性部分采用在圆柱体上切槽的形式实现，切槽由圆柱体两侧向中心轴线方向切，剩余1mm～2mm，相邻切槽为正交方向，沿轴向设计若干处切槽，各切槽间距相同。在辅助支撑中心沿轴线方向加工圆孔，直径大于切槽后的剩余厚度，目的是切除中心高刚度位置材料，进一步降低辅助支撑刚度。安装辅助支撑，辅助支撑和辅助嵌套之间采用螺钉连接。
图7所示为背板，背板提供与遥感器其他部分的连接接口。背板采用复合材料一体成型，主体为三角形结构。背板与中心筒、辅助支撑连接位置设计金属埋件，通过研磨使得两连接面平面度优于0.005mm。安装背板时，首先将背板与中心筒通过螺钉连接，之后背板与辅助支撑通过注胶方式连接，通过辅助支撑上的注胶孔进行注胶，中心支撑和辅助支撑分两步连接可以避免辅助支撑安装时引入额外的应力。本发明所述的反射镜支撑方式以中心支撑为主支撑，辅助支撑起辅助作用，为一种准静定支撑结构。本发明具有支撑形式简单、支撑稳定，对反射镜面型影响小、对外界强迫位移不敏感等优点，可作为空间光学遥感器中大口径反射镜的支撑方式。
本发明未详细说明部分属于本领域技术人员的公知常识。

Claims (11)

1.一种空间光学遥感器反射镜的多点支撑结构，其特征在于：包括背板、中心支撑、辅助嵌套、辅助支撑；
空间光学遥感器反射镜与提供与遥感器其他部分连接接口的背板之间通过中心支撑连接，所述的中心支撑为硬连接，由中心嵌套和中心筒连接组成；所述反射镜上设置辅助嵌套，辅助嵌套与辅助支撑连接，通过辅助支撑通过注胶方式连接到所述背板上；所述辅助支撑采用柔性结构；以中心支撑为主支撑，辅助支撑起辅助作用，为一种准静定支撑结构；
所述反射镜背部设置中心嵌套安装孔和辅助嵌套安装孔；中心嵌套和辅助嵌套采用与反射镜热膨胀系数相匹配的金属材料，分别粘贴在安装孔内，安装孔深度应保证嵌套装入后注胶孔中心在与反射镜背面平行且通过质心的平面内；
安装背板时，首先将背板与中心筒通过螺钉连接，之后背板与辅助支撑通过注胶方式连接，通过辅助支撑上的注胶孔进行注胶。
2.根据权利要求1所述的结构，其特征在于：所述的辅助支撑的数量为4处，且位置相对于反射镜中心对称。
3.根据权利要求1或2所述的结构，其特征在于：所述的辅助支撑包括前端与背板连接的中空圆柱部分，与中空圆柱部分连接且直径大于中空圆柱部分的弹性部分，以及与弹性部分连接用于与辅助嵌套连接的后端部分；所述辅助支撑的刚度比中心筒低，所述弹性部分保证轴向拉压刚度的同时降低横向弯曲刚度。
4.根据权利要求3所述的结构，其特征在于：所述弹性部分采用在圆柱体上切槽的形式实现，切槽由圆柱体两侧向中心轴线方向切，剩余1mm～2mm，相邻切槽为正交方向，沿轴向设计的各切槽间距相同。
5.根据权利要求3所述的结构，其特征在于：所述的辅助嵌套为筒壁带有注胶孔的筒形，筒底外向设置凸起，用于与设置在辅助支撑后端部分的孔配合实现连接。
6.根据权利要求3所述的结构，其特征在于：所述背板上设置阶梯孔，阶梯小孔用于与辅助支撑的前端粘结在一起，辅助支撑的弹性部分置于阶梯大孔内。
7.根据权利要求1所述的结构，其特征在于：所述的中心嵌套为带有中心孔的筒形结构，侧壁设置注胶孔，底部中心孔四周设置用于与中心筒连接的凸台。
8.根据权利要求7所述的结构，其特征在于：所述的中心筒为顶部带外翻边的筒形结构，筒底设置与中心嵌套凸台配合的连接孔，所述的外翻边用于实现与背板的连接。
9.根据权利要求7所述的结构，其特征在于：中心筒与中心嵌套的两个连接面的平面度优于0.005mm。
10.根据权利要求1所述的结构，其特征在于：
所述背板与中心筒、辅助支撑连接位置设计金属埋件，保证连接强度和连接面的平面度，连接面的平面度优于0.005mm。
11.根据权利要求1所述的结构，其特征在于：背板采用复合材料一体成型，主体为三角形结构，三角形的三个角加工成平面，三角形的中心设置中心筒的安装孔。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007509375A (ja) * 2003-10-20 2007-04-12 ビ−エイイ−　システムズ　パブリック　リミテッド　カンパニ− 変形可能なミラーホルダに関する改良
CN103576283B (zh) * 2013-12-04 2016-01-20 中国工程物理研究院总体工程研究所 基于柔性支承的快速反射镜系统
CN104516088B (zh) * 2014-12-17 2017-02-22 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 基于运动学平衡的反射镜支撑机构
CN106526784B (zh) * 2016-11-30 2019-01-08 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 平面反射镜柔性支撑机构
CN109633859A (zh) * 2018-12-13 2019-04-16 中国科学院西安光学精密机械研究所 一种具有背部柔性支撑结构的大口径光学反射镜
CN110967798B (zh) * 2019-09-30 2021-12-07 北京空间机电研究所 一种基于径向柔性卸载的低温红外透镜支撑装置
CN111522122B (zh) * 2020-05-27 2021-11-12 长光卫星技术有限公司 一种中小口径空间反射镜刚性消热装置

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