CN114460713B - 一种大口径反射镜精密卸载结构 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及航天光学遥感器的技术领域，公开了一种大口径反射镜精密卸载结构，包括多个可沿着反射镜轴线方向移动的底板，底板绕反射镜轴线均匀分布；底板上设置有多个支撑结构，支撑结构的顶部抵接于反射镜的下表面；底板上设置有能够控制支撑机构顶部进行升降的调节机构。达到了能够精确的控制反射镜组件卸载力大小的效果。
Description
技术领域
本申请涉及航天光学遥感器的技术领域，特别是一种大口径反射镜精密卸载结构。
背景技术
随着空间光学遥感器(以下简称相机)空间分辨率指标的提升，相机的口径也越来越大。对于大口径反射镜，刚度设计的思路已经无法解决反射镜在地面重力环境和空间微重力环境下反射镜面形不一致的问题。国际上通行的解决途径是，反射镜支撑结构只解决定位问题，而不保证光学镜面在重力作用下的面形。通过巧妙的检测实验和精准的仿真分析来从地面检测结果中剔除重力的影响。
大口径反射镜的实现重点是对于重力影响的定量分析、严格控制、精确补偿，贯穿于反射镜制备、检测、整机装调测试整个流程。反射镜需要在零重力状态下具有良好的面形，能够经历发射段的力学环境和在轨空间环境的考验。
发明内容
为了能够对反射镜面形的精准调节，本申请公开了一种大口径反射镜精密卸载结构。
本申请采用如下的技术方案：
一种大口径反射镜精密卸载结构，包括多个可沿着反射镜轴线方向移动的底板，底板绕反射镜轴线均匀分布；
底板上设置有多个支撑结构，支撑结构的顶部用于抵接于反射镜的下表面；
底板上设置有能够控制支撑机构顶部进行升降的调节机构。
在上述的大口径反射镜精密卸载结构中，所述支撑结构包括支撑头、传感器、套筒和支杆，支撑头的顶端与反射镜的下表面抵接，传感器连接于支撑头的底端，套筒连接于传感器的底端，套筒与底板之间竖直滑动连接，支杆螺纹连接于套筒内，调节机构通过控制支杆的转动来调节支撑头的升降。
在上述的大口径反射镜精密卸载结构中，所述套筒设置有连接耳，连接耳与第一底板之间连接有用于限制套筒转动的导向杆。
在上述的大口径反射镜精密卸载结构中，所述支撑头包括第一转接头、柔性连接杆，柔性连接杆的顶部为球形的连接球，第一转接头与柔性连接杆连接处为圆锥形槽，连接球位于圆锥型槽内。
连接球与圆锥形槽的配合，使得第一转接头与柔性连接杆之间更易产生相对转动，更加有利于低于转接头适应反射镜背部弧形形状。
在上述的大口径反射镜精密卸载结构中，所述第一转接头与反射镜下表面抵接的一侧设置有胶垫片。
在上述的大口径反射镜精密卸载结构中，所述胶垫片与第一转接头相连，第一转接头通过柔性连接杆与第二转接头相连，同时为了防止掉落第一转接头处安装了接头盖，第二转接头及第三转接头与传感器相连，通过传感器可以实施测试支撑力的大小，第三转接头与套筒连接，套筒与支杆及导向杆连接，通过支杆上下移动调节支撑力的大小，而导向杆使支撑结构仅可以上下移动。
在上述的大口径反射镜精密卸载结构中，所述调节机构包括调节斜坡、调节杆、定位块，定位块连接于底板上，调节杆螺纹连接于定位块，且调节杆转动连接于调节斜坡，随着调节杆的转动，调节杆带动调节斜坡在底板上直线移动，支杆的底部为倾斜面，支杆底部的球面与调节斜坡倾斜的上表面点接触使其更容易上下移动。
在上述的大口径反射镜精密卸载结构中，所述底板上连接有导向块，导向块设置于调节斜坡移动方向的两侧。
在上述的大口径反射镜精密卸载结构中，所述定位块与调节杆通过细牙螺纹相连，支杆与套筒之间通过细牙螺纹相连之间通过细牙螺纹相连。
在上述的大口径反射镜精密卸载结构中，所述底板包括第一底板和第二底板，第二底板连接于第一底板的边缘位置，用于延伸支撑结构安装位置，支撑结构设置与第一底板上或第二底板上。
在上述的大口径反射镜精密卸载结构中，所述底板通过缓降工装连接于固定安装位置。
所述缓降工装采用滑轨形式，通过上下移动，整体调节多点的位移量。
综上所述，本申请至少包括以下有益技术效果：
1.本发明一种大口径反射镜卸载结构，采用斜坡及多处细牙螺纹调节位移从而实现对卸载力的精确调节，有利于反射镜面形的卸载；
2.本发明通过传感器监测力的大小，可有效的实现对反射镜卸载力的精确控制；
3.本发明提供了一种大口径反射镜不依赖支撑结构进而达到理想面形的测试方法，采用背部多点离散支撑的方式，最终得到大口径反射镜无重力面形；
4.本发明实施过程简单，有利于快速完成反射镜组件的装调。
附图说明
图1为本发明具体实施方式中单个支撑结构
图2为调节结构的结构示意图；
图3为本发明具体实施方式中底板上多个支撑结构的整体结构示意图；
图4为本发明放置于调节工装上结构示意图；
图5为卸载结构支撑反射镜的整体结构示意图。
附图标记说明：11、第一底板；12、第二底板；13、第三底板；
21、第一转接头；22、柔性连接杆；23、传感器；231、第二转接头；232、第三转接头；24、套筒；25、支杆；26、接头盖；27、胶垫片；
31、调节斜坡；32、调节杆；33、定位块；34、导向块；35、导向杆；
41、缓降工装；
51、被测试反射镜；
具体实施方式
下面结合附图1-3和具体实施例对本申请作进一步详细的描述：
参照图2和图3，一种大口径反射镜精密卸载结构，包括多个可沿着反射镜轴线方向移动的底板，底板绕反射镜轴线均匀分布；底板上设置有多个支撑结构和调节机构，支撑结构的顶部用于抵接于反射镜的下表面，调节机构控制支撑机构顶部进行升降。从而实现了对反射镜的多点支撑，且每个支撑点均可调节，达到了能够精确的控制反射镜组件卸载力大小的效果。
参照图1和图2，支撑结构包括支撑头、传感器23、套筒24和支杆25，支撑头的顶端与反射镜的下表面抵接，传感器23连接于支撑头的底端，套筒24连接于传感器23的底端，套筒24与底板之间竖直滑动连接，套筒24设置有连接耳，连接耳与第一底板之间连接有用于限制套筒24转动的导向杆35，导向杆35与套筒24和底板中的至少一个固定连接，本实施例中，每个套筒24设置两个导向杆35，支杆25螺纹连接于套筒24内，且支杆25与套筒24之间通过细牙螺纹相连之间通过细牙螺纹相连，调节机构通过控制支杆25的转动来调节支撑头的升降。
转动支杆25来调节支杆25与套筒24之间的伸缩量，从而能够调节支撑头的高度，使其可以适应反射镜背部不同位置支撑点的不同高度，同时套筒24与导向杆35连接，从而使其仅能沿着自身轴向上下移动。
参照图1，支撑头包括第一转接头21、柔性连接杆22，柔性连接杆22连接于传感器23的顶部，柔性支撑杆22的顶部为球形，第一转接头21与柔性支撑杆22连接处为圆锥型槽，柔性支撑杆22的球头位于第一转接头21的圆锥型槽内，更有利于第一转接头21适应反射镜背部弧形形状，同时接头盖26与第一转接头21连接，柔性支撑杆22穿过接头盖26，且柔性支撑杆22与接头盖26之间可自由转动和一定程度上相对移动，柔性支撑杆22的球头位于第一转接头21与接头盖26形成的空间内，能够防止第一转接头21掉落。第一转接头21与反射镜下表面抵接的一侧设置有胶垫片27，胶垫片27防止第一转接头21与反射镜背部点接触，产生局部较大应力。
柔性连接杆22与传感器23之间设置有第二转接头231，第二转接头231与传感器23连接，传感器23与套筒24之间设置有第三转接头232。通过传感器23实时观测各点力的大小，同时使多次检测时检测结果可以良好的复现。第二转接头231和第三转接头232实现了传感器23在支撑结构中的连接。
参照图1和图2，调节机构包括调节斜坡31、调节杆32、定位块33、导向块34、导向杆35，定位块33通过螺钉连接于底板上，调节杆32螺纹连接于定位块33，定位块33使调节斜坡31仅可以延定位块33约束的方向移动，调节杆32连接于调节斜坡31，随着调节杆32的转动，调节杆32带动调节斜坡31在底板上直线移动，支杆25的底部为球头面，支杆25底部的球头面与调节斜坡31倾斜的上表面接触且相配合。底板上连接有导向块34，导向块34设置于调节斜坡31移动方向的两侧，导向块34对调节斜坡31的移动方向进行限位，使得调节斜坡31能够准确直线移动。
支杆25的底部与调节斜坡31的点接触，随着对调节杆32的转动，调节杆32带动调节斜坡31移动，同时由于导向杆35约束了套筒24移动方向，使套筒24仅可以沿导向杆35方向移动，通过斜坡的坡度可以使调节杆32处调节的位移以很小的量传递至反射镜处，实现了对反射镜支撑点处的调节。
参照图3，底板包括第一底板11和第二底板12，第二底板12连接于第一底板的边缘位置，用于延伸支撑结构安装位置，支撑结构设置与第一底板11上或第二底板12上；底板沿着反射镜径向方向且逐渐远离反射镜轴线的方向，底板上的支撑结构数量增加趋势不小于0。
参照图4，底板通过缓降工装41连接于固定安装位置，缓降工装41采用滑轨形式，通过缓降工装41，实现对单个底板的上下移动，整体调节多点的位移量。
本申请的实施原理为：当反射镜的个支撑点需要调节时，通过传感器23实时观测各点力的大小，若同一底板上的多个支撑点需要调节，通过缓降工装，实现对单个底板的上下移动，整体调节底板上多个支撑结构的位移量。
若需要对单个底板的单个支撑结构进行调节，转动调节杆32，调节杆32带动调节斜坡31移动，通过斜坡的坡度可以使支杆25轻微上下移动，套筒24带动第一转接头21上移，使得调节杆32处调节的位移以很小的量传递至反射镜处，实现了对反射镜各支撑点处卸载力的准确调节。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种大口径反射镜精密卸载结构，其特征在于：包括多个可沿着反射镜轴线
方向移动的底板，底板绕反射镜轴线均匀分布；
底板上设置有多个支撑结构，支撑结构的顶部用于抵接于反射镜的下表面；底板上设置有能够控制支撑机构顶部进行升降的调节机构；
所述支撑结构包括支撑头、传感器(23)、套筒(24)和支杆(25)，支撑头的顶端与反射镜的下表面抵接，传感器(23)连接于支撑头的底端，套筒(24)连接于传感器(23)的底端，套筒(24)与底板之间竖直滑动连接，支杆(25)螺纹连接于套筒(24)内，调节机构通过控制支杆(25)的转动来调节支撑头的升降；
所述套筒(24)设置有连接耳，连接耳与第一底板(11)之间连接有用于限制套筒(24)转动的导向杆(26)；
所述支撑头包括第一转接头(21)、柔性连接杆(22)，柔性连接杆(22)连接于传感器(23)的顶部，柔性连接杆(22)的顶部为球形的连接球，第一转接头(21)与柔性连接杆(22)连接处为圆锥形槽，连接球位于圆锥型槽内；
所述第一转接头（21）背离反射镜的一侧连接有接头盖(26)，柔性连接杆(22)顶部的连接球位于接头盖(26)与第一转接头（21）形成的空间内；
所述调节机构包括调节斜坡(31)、调节杆(32)、定位块(33)，定位块(33)连接于底板上，调节杆(32)螺纹连接于定位块(33)，且调节杆(32)连接于调节斜坡(31)，随着调节杆(32)的转动，调节杆(32)带动调节斜坡(31)在底板上直线移动，支杆 (25)的底部为球面，支杆(25)底部的球面与调节斜坡(31)倾斜的上表面点接触。
2.根据权利要求1 所述的大口径反射镜精密卸载结构，其特征在于：所述第一转接头(21)与反射镜（51）下表面接触的一侧设置有胶垫片(27)。
3.根据权利要求1 所述的大口径反射镜精密卸载结构，其特征在于：所述底板上连接有导向块(34)，导向块(34)设置于调节斜坡(31)移动方向的两侧。
4.根据权利要求1 所述的大口径反射镜精密卸载结构，其特征在于：所述定位块(33)与调节杆(32)通过细牙螺纹相连，支杆(25)与套筒(24)之间通过细牙螺纹相连。
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