CN117289424A - 一种次镜连接结构及其装调设备和次镜调节固定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种次镜连接结构及其装调设备和次镜调节固定方法，属于光学精密仪器技术领域。解决了次镜的位姿不易调整的问题。一种次镜连接结构包括次镜、次镜柔节、压胶护盖和桁架，所述次镜的背面与次镜柔节相连，所述次镜柔节沿圆周方向均布有多个连接支腿，所述桁架一端设置主镜，所述桁架另一端设置次镜，所述压胶护盖与桁架相连，所述连接支腿设置在压胶护盖与桁架之间，所述压胶护盖和桁架上均设置有注胶孔，所述压胶护盖上的注胶孔和桁架上的注胶孔分别位于连接支腿的前后两侧，所述连接支腿与压胶护盖和桁架之间存在间隙。它主要用于次镜的连接固定。
Description
技术领域
本发明属于光学精密仪器技术领域，特别是涉及一种次镜连接结构及其装调设备和次镜调节固定方法。
背景技术
随着遥感观测技术的发展对光学载荷需求的增长必然带来生产模式和产业链的变化，目前的单件小批量的生产模式已经严重制约空间光学载荷的发展。与国外相比，国内的光学载荷的标准化、批量化等方面还处于跟跑阶段，存在生产效率低、产品一致性差的问题。
无论是同轴形式还是离轴形式的光学系统，次镜都是对位置精度最为敏感的光学元件。其位置对像面位置的变化具有几十倍甚至上百倍的放大作用。主次镜空间位置关系的高精度稳定是光学系统实现优良像质的重要保障。传统方法通常依靠操作者的经验来调整各个光学元件的空间位置，通过修磨多个垫片的厚度来对次镜的位姿进行调整，其调节自由度较少，调整效率低。而且成像质量过于依赖零件自身的机械加工精度，当光学系统像质较差时只能提高支撑结构零组件精度。这种光学载荷的集成工艺易产生装配误差，且误差校正困难，导致装配效率低、可靠性差的问题，存在不可视、不定量、随机成分多、装调周期长等诸多缺点，其结构不利于大批量生产。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种次镜连接结构及其装调设备和次镜调节固定方法，以解决次镜的位姿不易调整的问题。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种次镜连接结构，它包括次镜、次镜柔节、压胶护盖和桁架，所述次镜的背面与次镜柔节相连，所述次镜柔节沿圆周方向均布有多个连接支腿，所述桁架一端设置主镜，所述桁架另一端设置次镜，所述压胶护盖与桁架相连，所述连接支腿设置在压胶护盖与桁架之间，所述压胶护盖和桁架上均设置有注胶孔，所述压胶护盖上的注胶孔和桁架上的注胶孔分别位于连接支腿的前后两侧，所述连接支腿与压胶护盖和桁架之间存在间隙。
更进一步的，每个所述连接支腿的前后两侧均分别设置有两个注胶孔。
更进一步的，所述连接支腿的数量为三个。
更进一步的，所述次镜的背面设置有圆柱形凸起，圆柱形凸起的外圆柱面与次镜柔节的内孔面采用胶粘连接。
更进一步的，所述次镜柔节上开设有多个柔性槽。
更进一步的，所述压胶护盖侧面通过螺钉与桁架相连。
本发明还提供了一种次镜连接结构装调设备，它包括次镜连接工装、调整台、安装工装、标准平面镜和干涉仪，桁架固定在安装工装上，次镜连接工装一端连接次镜柔节，次镜连接工装的另一端安装在调整台上，标准平面镜设置在次镜连接结构的前方，干涉仪设置在次镜连接结构的后方。
更进一步的，所述调整台为六自由度并联调整台。
更进一步的，所述次镜柔节上均布有三个安装螺纹孔，次镜连接工装通过三个安装螺纹孔与次镜柔节相连。
本发明还提供了一种次镜连接结构装调设备的次镜调节固定方法，它包括以下步骤：
步骤1：将次镜连接结构装调设备安装好后，将次镜调整到理论值，此时，次镜柔节与桁架前端存在调整间隙，次镜柔节与压胶护盖之间存在调整间隙；
步骤2：基于干涉测量原理，建立自准直检测光路；
步骤3：对待检测的次镜连接结构的每一个视场进行象质检测，拟合出光学系统的Zernike多项式系数，对光学系统像差进行分析，得到次镜位置的失调量；
步骤4：根据次镜位置的失调量，通过调整台调整次镜的位置，使得次镜连接结构象质满足要求，对次镜连接结构的多个检测视场像差复测，当多个检测视场能同时满足对成像质量的要求时，则完成次镜连接结构的调节；
步骤5：通过桁架上的注胶孔向次镜柔节与桁架之间的间隙注胶，通过压胶护盖上的注胶孔向次镜柔节与压胶护盖之间的间隙注胶，通过填胶方式将次镜柔节与桁架前端进行固定，待胶层固化后，将次镜连接工装拆下，完成次镜的固定。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过填充胶粘剂将次镜进行固定，解决了传统光学载荷装配误差大，通过修研多个垫片的厚度来对次镜的位姿进行调整，存在调节自由度较少，装配效率低等问题。本发明方案次镜位置调整到象质满足要求后，通过桁架前端的注胶孔向次镜柔节与桁架前端的间隙注胶，通过压胶护盖上的注胶孔向次镜柔节与压胶护盖的间隙注胶，操作简单、次镜定位精度高。另外，本发明通过六自由度并联调整台对次镜位置进行调整，调整精度高，稳定性好，提高光学载荷的生产效率。本发明特别适用于大批量光学载荷的研制，能够提高研制生产效率，提高光学载荷一致性。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明所述的一种次镜连接结构立体结构示意图；
图2为本发明所述的次镜及次镜柔节安装结构示意图；
图3为本发明所述的压胶护盖与桁架连接结构示意图；
图4为本发明所述的次镜柔节与桁架连接结构示意图；
图5为本发明所述的次镜正面结构示意图；
图6为本发明所述的次镜背面结构示意图；
图7为本发明所述的一种次镜连接结构爆炸结构示意图；
图8为本发明所述的一种次镜连接结构装调设备示意图；
图9为本发明所述的次镜连接工装连接结构示意图。
图中：
1-次镜，2-次镜柔节，3-压胶护盖，4-注胶孔，5-桁架，6-主镜，7-次镜连接工装，8-调整台，9-安装工装，10-标准平面镜，11-干涉仪，12-螺钉，201-连接支腿，202-柔性槽，203-安装螺纹孔。
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、完整地阐述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合，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。
参见图1-7说明本实施方式，一种次镜连接结构，它包括次镜1、次镜柔节2、压胶护盖3和桁架5，所述次镜1的背面与次镜柔节2相连，所述次镜柔节2沿圆周方向均布有多个连接支腿201，所述桁架5一端设置主镜6，所述桁架5另一端设置次镜1，所述压胶护盖3与桁架5相连，所述连接支腿201设置在压胶护盖3与桁架5之间，所述压胶护盖3和桁架5上均设置有注胶孔4，所述压胶护盖3上的注胶孔4和桁架5上的注胶孔4分别位于连接支腿201的前后两侧，所述连接支腿201与压胶护盖3和桁架5之间存在间隙，用于次镜1的调整以及涂胶将次镜1固定。
所述次镜1的背面设置有圆柱形凸起，圆柱形凸起的外圆柱面与次镜柔节2的内孔面采用胶粘连接。所述次镜柔节2上开设有多个柔性槽202，用于降低装配应力及热应力。每个所述连接支腿201的前后两侧均分别设置有两个注胶孔4，保证注胶的均匀性。所述连接支腿201的数量为三个，保证连接结构稳定。进一步的，每个连接支腿201上部也设置有注胶孔4，压胶护盖3上部在连接支腿201上部注胶孔4的对应位置开设有通孔，连接支腿201上部的注胶孔4与连接支腿201和桁架5之间的间隙连通，同样用于对次镜1的注胶固定。所述压胶护盖3侧面通过螺钉12与桁架5相连，保证连接稳定。
参见图8-9说明本实施方式，本实施例为一种次镜连接结构装调设备，它包括次镜连接工装7、调整台8、安装工装9、标准平面镜10和干涉仪11，桁架5固定在安装工装9上，次镜连接工装7一端连接次镜柔节2，次镜连接工装7的另一端安装在调整台8上，标准平面镜10设置在次镜连接结构的前方，干涉仪11设置在次镜连接结构的后方。
优选的，所述调整台8为六自由度并联调整台，通过六自由度并联调整台对次镜1的位置进行调整，调整精度高，稳定性好，提高光学载荷的生产效率。
所述次镜柔节2上均布有三个安装螺纹孔203，次镜连接工装7通过三个安装螺纹孔203与次镜柔节2相连。
参见图1-9说明本实施方式，本实施例为一种次镜连接结构装调设备的次镜调节固定方法，它包括以下步骤：
步骤1：将桁架5固定在安装工装9上，将次镜1与次镜柔节2粘接好后，将次镜柔节2连接在次镜连接工装7，将次镜连接工装7安装在调整台8上，将次镜1调整到理论值后，将压胶护盖3固定在桁架5前端，将标准平面镜10设置在次镜连接结构的前方，将干涉仪11设置在次镜连接结构的后方，此时，次镜柔节2与桁架5前端存在调整间隙，次镜柔节2与压胶护盖3之间存在调整间隙；
步骤2：基于干涉测量原理，建立自准直检测光路；
步骤3：对待检测的次镜连接结构的每一个视场进行象质检测，拟合出光学系统的Zernike多项式系数，对光学系统像差进行分析，得到次镜1位置的失调量；
步骤4：根据次镜1位置的失调量，通过调整台8调整次镜1的位置，使得次镜连接结构象质满足要求，对次镜连接结构的多个检测视场像差复测，当多个检测视场能同时满足对成像质量的要求时，则完成次镜连接结构的调节；
步骤5：通过桁架5上的注胶孔4向次镜柔节2与桁架5之间的间隙注胶，通过压胶护盖3上的注胶孔4向次镜柔节2与压胶护盖3之间的间隙注胶，通过填胶方式将次镜柔节2与桁架5前端进行固定，待胶层固化后，将次镜连接工装7拆下，完成次镜1的固定。
以上公开的本发明实施例只是用于帮助阐述本发明。实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。
Claims (10)
1.一种次镜连接结构，其特征在于：它包括次镜（1）、次镜柔节（2）、压胶护盖（3）和桁架（5），所述次镜（1）的背面与次镜柔节（2）相连，所述次镜柔节（2）沿圆周方向均布有多个连接支腿（201），所述桁架（5）一端设置主镜（6），所述桁架（5）另一端设置次镜（1），所述压胶护盖（3）与桁架（5）相连，所述连接支腿（201）设置在压胶护盖（3）与桁架（5）之间，所述压胶护盖（3）和桁架（5）上均设置有注胶孔（4），所述压胶护盖（3）上的注胶孔（4）和桁架（5）上的注胶孔（4）分别位于连接支腿（201）的前后两侧，所述连接支腿（201）与压胶护盖（3）和桁架（5）之间存在间隙。
2.根据权利要求1所述的一种次镜连接结构，其特征在于：每个所述连接支腿（201）的前后两侧均分别设置有两个注胶孔（4）。
3.根据权利要求1所述的一种次镜连接结构，其特征在于：所述连接支腿（201）的数量为三个。
4.根据权利要求1所述的一种次镜连接结构，其特征在于：所述次镜（1）的背面设置有圆柱形凸起，圆柱形凸起的外圆柱面与次镜柔节（2）的内孔面采用胶粘连接。
5.根据权利要求1所述的一种次镜连接结构，其特征在于：所述次镜柔节（2）上开设有多个柔性槽（202）。
6.根据权利要求1所述的一种次镜连接结构，其特征在于：所述压胶护盖（3）侧面通过螺钉（12）与桁架（5）相连。
7.一种基于权利要求1所述的次镜连接结构装调设备，其特征在于：它包括次镜连接工装（7）、调整台（8）、安装工装（9）、标准平面镜（10）和干涉仪（11），桁架（5）固定在安装工装（9）上，次镜连接工装（7）一端连接次镜柔节（2），次镜连接工装（7）的另一端安装在调整台（8）上，标准平面镜（10）设置在次镜连接结构的前方，干涉仪（11）设置在次镜连接结构的后方。
8.根据权利要求7所述的一种次镜连接结构装调设备，其特征在于：所述调整台（8）为六自由度并联调整台。
9.根据权利要求7所述的一种次镜连接结构装调设备，其特征在于：所述次镜柔节（2）上均布有三个安装螺纹孔（203），次镜连接工装（7）通过三个安装螺纹孔（203）与次镜柔节（2）相连。
10.一种基于权利要求7所述的次镜连接结构装调设备的次镜调节固定方法，其特征在于：它包括以下步骤：
步骤1：将次镜连接结构装调设备安装好后，将次镜（1）调整到理论值，此时，次镜柔节（2）与桁架（5）前端存在调整间隙，次镜柔节（2）与压胶护盖（3）之间存在调整间隙；
步骤2：基于干涉测量原理，建立自准直检测光路；
步骤3：对待检测的次镜连接结构的每一个视场进行象质检测，拟合出光学系统的Zernike多项式系数，对光学系统像差进行分析，得到次镜（1）位置的失调量；
步骤4：根据次镜（1）位置的失调量，通过调整台（8）调整次镜（1）的位置，使得次镜连接结构象质满足要求，对次镜连接结构的多个检测视场像差复测，当多个检测视场能同时满足对成像质量的要求时，则完成次镜连接结构的调节；
步骤5：通过桁架（5）上的注胶孔（4）向次镜柔节（2）与桁架（5）之间的间隙注胶，通过压胶护盖（3）上的注胶孔（4）向次镜柔节（2）与压胶护盖（3）之间的间隙注胶，通过填胶方式将次镜柔节（2）与桁架（5）前端进行固定，待胶层固化后，将次镜连接工装（7）拆下，完成次镜（1）的固定。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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