CN204086654U - 一种光机一体化碳化硅反射镜及系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种光机一体化碳化硅反射镜及系统，包括：碳化硅反射镜体、在所述碳化硅反射镜体的背面设置的碳化硅连接体，所述碳化硅反射镜体和所述碳化硅连接体为一体结构。本实用新型有效地解决了现有技术光电系统的反射镜与旋转轴系安装步骤较为繁琐，也不易装调的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及光学领域，特别是涉及一种光机一体化碳化硅反射镜及系统。
背景技术
对于具有搜索扫描功能的光电系统而言，反射镜与旋转轴系的固定安装方式是决定该系统体积和重量的关键因素之一。它不仅影响了光电系统的重量和轴向尺寸，还直接决定了系统的指向精度，同时也是轴系设计的主要依据。
目前，反射镜与轴系连接结构普遍采用的固定安装方式如图1和图2所示。反射镜12放置在轴系连接结构的金属框架13内，反射镜12的底面与金属框架13接触良好。在反射镜12的反射面边缘处用压板14固定，保证压板14与反射镜12接合面之间为零间隙，压板14再与金属框架螺钉17连接，最后金属框架13再通过连接轴套15与光学系统的旋转轴系的连接轴定位，通过固定孔16(若干，图中只画出1处)固定安装。这种安装方式虽对反射镜无装配应力，但结构复杂，安装步骤较为繁琐，也不易装调，且金属框架因为要承重和防变形，外形尺寸和重量会很大。同时，反射镜在旋转过程中，会因为受力不均匀而产生应力和松动，另外，如过工作环境温度发生变化，反射镜会因与框架以及压板的热膨胀系数不一致产生热应力，影响反射镜的面形和光电系统的指向精度。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种光机一体化碳化硅反射镜及制备方法，用以解决现有技术反射镜与光学系统的连接轴安装步骤较为繁琐，也不易装调的问题。
为解决上述技术问题，一方面，本实用新型提供一种光机一体化碳化硅反射镜包括：碳化硅反射镜体、在所述碳化硅反射镜体的背面设置的碳化硅连接体，所述碳化硅反射镜体和所述碳化硅连接体为一体结构。
进一步，所述碳化硅连接体包括定位面、连接轴套和固定安装孔，所述固定安装孔分布在所述连接轴套周围，连接轴套的中心线垂直于定位面。
进一步，所述连接轴套的中心线穿过所述碳化硅反射镜体的反射面的中心点，所述连接轴套的中心线与所述碳化硅反射镜体的反射面夹角大于0°小于等于90°，优选为45°。
可选的，所述碳化硅反射镜体的背面设置有一个或多个减重孔。
进一步，所述减重孔为方形。
另一方面，本实用新型还提供一种光机一体化碳化硅反射镜系统，包括连接面、连接轴和反射镜，所述反射镜为光机一体化碳化硅反射镜。
进一步，碳化硅连接体包括定位面、连接轴套和固定安装孔，连接轴套的中心线垂直于定位面，所述连接轴套套装于所述连接轴，所述定位面与连接面贴合，所述固定安装孔分布在所述连接轴套周围，所述固定安装孔通过螺钉将所述碳化硅连接体与连接面连接。
进一步，所述连接轴套的中心线穿过所述碳化硅反射镜体的反射面的中心点，所述连接轴套的中心线与连接轴的中心线重合。
进一步，所述连接轴套与旋转轴系的连接轴采用H7/h6间隙配合。
本实用新型有益效果如下：
本实用新型所述的光机一体化碳化硅反射镜及系统，由于碳化硅反射镜体和所述碳化硅连接体为完整的一体结构，所以光机一体化碳化硅反射镜与光学系统的连接轴安装步骤简单，容易装调。
附图说明
图1是现有技术中光电系统的反射镜与轴系连接结构装配定位示意图；
图2是现有技术中光电系统的反射镜与轴系连接结构装配定位爆炸示意图；
图3是本实用新型实施例的光机一体化碳化硅反射镜的结构示意图；
图4是本实用新型实施例的所述的碳化硅连接体的定位面、连接轴套、固定安装孔的位置配合示意图。
具体实施方式
为了解决现有技术光电系统的反射镜与系统的连接轴安装步骤较为繁琐，也不易装调的问题，本实用新型提供了一种光机一体化碳化硅反射镜及系统，以下结合附图以及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不限定本实用新型。
本实用新型实施例涉及一种光机一体化碳化硅反射镜，采用的技术方案是在传统反射镜的背面添加一个用来与旋转轴系直接连接固定的结构体。如图3所示，光机一体化碳化硅反射镜，包括：碳化硅反射镜体21、在所述碳化硅反射镜体21的背面23设置的碳化硅连接体24，所述碳化硅反射镜体21和所述碳化硅连接体24为完整的一体结构；所述碳化硅连接体包括定位面25、连接轴套26和5个固定安装孔27(图中只画出一个固定安装孔)，连接轴套26的中心线PP’穿过所述碳化硅反射镜体21的反射面22的中心点A，所述连接轴套26的中心线PP’与所述碳化硅反射镜体21的反射面22的夹角θ为45°，所述连接轴套26与光学系统的连接轴采用间隙配合，例如采用H7/h6间隙配合；定位面25垂直于连接轴套中心线，定位面25与光学系统的连接面贴合，保证光机一体化碳化硅反射镜在光学扫描系统中的轴向位置；连接轴套26的中心线PP’与光学扫描系统的连接轴中心线重合，并与连接轴进行轴孔配合设计，保证光机一体化碳化硅反射镜的定位精度；固定安装孔27在连接轴套26的周围分布，与光学系统的连接面通过螺钉连接。碳化硅反射镜体在扫描过程中绕旋转轴系的连接轴作360°旋转。
如图4所示，所述的碳化硅连接体的定位面25是正方形结构，其中定位面25的2个直角设置成圆弧状，在定位面25中心位置设置连接轴套26，连接轴套26盲孔设置，5个固定安装孔27在连接轴套26的周围分布，连接轴套26与光学系统的连接轴采用H7/h6间隙配合。
为保证光机一体化碳化硅反射镜的质心在中心线PP’上并减轻光机一体化碳化硅反射镜的重量，对光机一体化碳化硅反射镜体21的背面23设置多个方形形状的减重孔28。
本实用新型实施例涉及的一种光机一体化碳化硅反射镜的制备方法采用的技术方案是将碳化硅反射镜体21和碳化硅连接体24在高温反应烧结后形成一个整体光机一体化碳化硅反射镜，步骤为：
分别制备碳化硅反射镜体21的坯体和碳化硅连接体24的坯体，将所述两个坯体结构进行初步加工，并将碳化硅连接体24的坯体通过粘结剂粘接于碳化硅反射镜体21的背面23，在高温反应烧结后形成一个整体；具体的对光机一体化碳化硅反射镜的碳化硅反射镜体21的坯体和碳化硅连接体24的坯体之间通过陶瓷粘结剂粘接，在1600℃高温条件下将粘结剂碳化，再往粘结部分渗入液体硅。最后，粘结材料在化学反应过程中也生成碳化硅，与母体相同。
对高温反应烧结后光机一体化碳化硅反射镜的坯体中，将定位面25、连接轴套26以及固定安装孔27进行精加工，使光机一体化碳化硅反射镜的中心线PP’与反射面22的夹角θ大于0°小于等于90°，优选为45°，并穿过反射面22的中心点A。
为保证光机一体化碳化硅反射镜的质心在中心线PP’上并减轻碳化硅反射镜体21的重量，对碳化硅反射镜体21的背面23进行方形形状的减重孔28设计；将连接轴套26与旋转轴系的连接轴采用H7/h6间隙配合。
以定位面25为基准面，对碳化硅反射镜体21的坯体的反射面22进行表面化学气相沉积处理、研磨和抛光，并依次镀反射膜和保护膜。
采用上述技术方案，本实用新型实施例至少具有下列优点：
本实用新型实施例所述的光机一体化碳化硅反射镜，由于碳化硅反射镜体21和所述碳化硅连接体24为完整的一体结构，所以光机一体化碳化硅反射镜与光学系统的连接轴安装步骤简单，容易装调。
碳化硅反射镜体21本身不会与其他材质的结构因为固定安装而接触，因此镜体不会产生装配而造成的应力。碳化硅反射镜体21在旋转过程中，也不会产生应力和镜面的松动。
碳化硅反射镜体21和碳化硅连接体24采用同种材料化学反应烧结而成，粘结部分化学反应所生成的材料也是碳化硅，与母体材料相同。因此，当工作环境变化时，碳化硅反射镜体21不会因为与其他材料的热膨胀系数不一致而产生镜面变形。
光机一体化碳化硅反射镜与光学系统的连接轴的相对位置和精度已在设计过程中通过连接轴套26与光学系统的连接轴进行的轴孔配合设计，保证精度。因此，在装配过程中，碳化硅反射镜体21与碳化硅连接体24不再需要进行光轴一致性的调试校准。
尽管为示例目的，已经公开了本实用新型的优选实施例，本领域的技术人员将意识到各种改进、增加和取代也是可能的，因此，本实用新型的范围应当不限于上述实施例。
Claims (9)
1.一种光机一体化碳化硅反射镜，其特征在于，包括：碳化硅反射镜体、在所述碳化硅反射镜体的背面设置的碳化硅连接体，所述碳化硅反射镜体和所述碳化硅连接体为一体结构。
2.如权利要求1所述的光机一体化碳化硅反射镜，其特征在于，所述碳化硅连接体包括定位面、连接轴套和固定安装孔，所述固定安装孔分布在所述连接轴套周围，连接轴套的中心线垂直于定位面。
3.如权利要求2所述的光机一体化碳化硅反射镜，其特征在于，所述连接轴套的中心线穿过所述碳化硅反射镜体的反射面的中心点，所述连接轴套的中心线与所述碳化硅反射镜体的反射面夹角大于0°小于等于90°。
4.如权利要求1所述的光机一体化碳化硅反射镜，其特征在于，所述碳化硅反射镜体的背面设置一个或多个减重孔。
5.如权利要求4所述的光机一体化碳化硅反射镜，其特征在于，所述减重孔为方形。
6.一种光机一体化碳化硅反射镜系统，包括连接面、连接轴和反射镜，其特征在于，所述反射镜为权利要求1所述的光机一体化碳化硅反射镜。
7.如权利要求6所述的反射镜系统，其特征在于，碳化硅连接体包括定位面、连接轴套和固定安装孔，连接轴套的中心线垂直于定位面，所述连接轴套套装于所述连接轴，所述定位面与连接面贴合，所述固定安装孔分布在所述连接轴套周围，所述固定安装孔通过螺钉将所述碳化硅连接体与连接面连接。
8.如权利要求7所述的反射镜系统，其特征在于，所述连接轴套的中心线穿过所述碳化硅反射镜体的反射面的中心点，所述连接轴套的中心线与连接轴的中心线重合。
9.如权利要求8所述的反射镜系统，其特征在于，所述连接轴套与旋转轴系的连接轴采用H7/h6间隙配合。
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| CN106041422A (zh) * | 2016-06-23 | 2016-10-26 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 一种空间高轻量化率铝基反射镜及其加工方法 |
| CN107991747A (zh) * | 2017-09-15 | 2018-05-04 | 北京仿真中心 | 一种光学系统无热化机械装置 |
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