CN219085209U - 一种用于航空相机的小口径反射镜组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于航空相机的小口径反射镜组件，该组件包括反射镜主体，背板；反射镜主体通过背部三点柔性支撑结构安装在背板上。本实用新型可以有效的简化中小口径反射镜支撑的设计难度和工程实现的难度，提高中小口径反射镜的装校效率，也可以有效降低中小口径反射镜装配应力对面型的影响，能够解决航空领域中小口径反射镜的无应力支撑问题，适用于对成像像质有较高要求的中小口径反射镜。

Description

一种用于航空相机的小口径反射镜组件

技术领域

本实用新型属于航空技术领域，涉及一种用于航空相机的小口径反射镜组件。

背景技术

航空相机是一种在高空环境中工作的光学仪器装置，最大的特点是具有高精密性，由于其工作环境的严苛性，航空相机在经由工厂加工、实验室装调、环境测试、地面运输、高空航拍运行直至报废的整个寿命周期内会经受复杂多样的外界载荷和环境因素的影响。特别是相机结构容易因力学环境变化导致相机结构发生变形甚至破坏等不良后果，会对相机的成像质量产生严重的影响，严重时相机甚至不能成像或导致航拍任务的失败。

反射镜作为相机的光学元件直接参与成像，是相机结构中的核心部件，其综合性能的优劣将直接对相机的成像质量、使用寿命、整机重量等产生影响。反射镜支撑技术是反射镜工程应用中的最关键技术之一。随着反射镜口径的增大，必须对其进行轻量化设计，以减轻自重变形的影响。主镜在轻量化以后，随着轻量化率的增加，虽然比刚度在提高，但其结构绝对刚度却在下降，因此镜面对支撑应力的敏感度也在迅速增大。同时，环境温度的改变也易通过支撑结构引起反射镜的面形变化。进入航摄工作的轨道以后，在地面已达到工程使用要求的主镜由于复杂的外界环境的变化，镜面面形也易发生变化，偏离设计和加工的要求，直接影响空间相机的成像效果。

根据主镜的工况、材料、加工、使用条件等的不同，支撑系统的设计要求也各不相同。在航空环境中，主镜的支撑设计主要考虑重力、温度以及冲击振动的影响。因此，支撑系统的负载就是重力、热力学和动力学载荷。

对主镜的支撑实际上是在对主镜进行有效定位的同时卸载主镜的自重，以达到减小自重变形的目的，并且可承受温度和冲击的影响。现有的支撑方案都是在主镜的某些位置通过机械结构对其施加位置限定和力的作用，支撑力和镜体重力平衡，并且能够部分消除重力对镜面变形的影响。对于中小口径主镜，使用的支撑系统有以下几种。

1)背部中心支撑

背部中心支撑是针对无中心遮拦的反射镜的中心支撑方式，它结合了背部支撑和中心轴支撑的特点，具有结构简单，支撑刚度高的优点；

2)轴向压接

轴向压接的优点是支撑结构能够涵盖反射镜组件的中性面，保证整个组件具有很好的刚度，缺点是反射镜周边需要具有一定的厚度，这对反射镜和支撑结构的轻量化来说是较为不利的。

3)周边支撑

周边支撑是以反射镜的背面或者外缘为基准，将反射镜放置在一个刚性边框中，边框环形封闭，使反射镜与边框紧密接触。周边支撑结构实现容易，可调节性好，且反射镜与边框间不存在装配应力。但边框外形尺寸大、结构质量大，由于没有柔性环节，反射镜受热应力的影响较大，因此用在温度比较稳定的场合。

4)背部三点支撑

背部三点的支撑方式是大中型反射镜较为常用的一种支撑形式，反射式系统主镜的背部一般都设有透射镜组，通常这样的系统结构会采用这样的支撑方式来减小对反射镜的面型等影响。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种用于航空相机的小口径反射镜组件，该组件能够解决目前航空工程中小口径反射镜装校过程中无应力支撑的实际问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型的用于航空相机的小口径反射镜组件包括反射镜主体和背板；反射镜主体通过背部三点柔性支撑结构安装在背板上；反射镜主体背部具有周向均布的三个安装孔；安装孔内粘接固定衬套，衬套与背板之间通过柔性支撑结构连接；衬套为殷钢材质的衬套，柔性支撑结构为殷钢材质的柔节；柔节为右侧开口的圆筒形，其左侧通过螺钉与衬套固定连接，右侧通过两个连接件及螺钉与背板固定连接。

所述的反射镜主体为单晶硅镜体，其中间具有通光孔。

所述的反射镜主体背部具有周向均布的三个安装孔；安装孔内粘接固定衬套，衬套与背板之间通过柔性支撑结构连接。

所述衬套与安装孔的粘接面为锥形柱面。

所述的衬套优选殷钢材质的衬套，柔性支撑结构优选殷钢材质的柔节。

所述柔节的中间部分为开有柔性沟槽的圆柱形，其一侧与衬套法兰连接，另一侧通过螺钉与背板固定连接。

所述柔节为右侧开口的圆筒形，其左侧通过螺钉与衬套固定连接，右侧通过两个连接件及螺钉与背板固定连接。

所述柔节左部具有对称的两个A周向沟槽及周向沟槽两端的A轴向沟槽，右部具有对称的两个B周向沟槽及周向沟槽两端的B轴向沟槽,并且A周向沟槽与B周向沟槽的弦相互垂直。

所述背板具有3个支撑面，3个支撑面的共面度在2μm以内。

所述支撑面为柔节的安装面，其平面度在2μm以内。

本实用新型的反射镜组件具有以下优点：

本实用新型将衬套用光学环氧树脂胶粘接在反射镜背部，为避免粘结附加应力和温度变化产生对镜体较大的附加力，选用与反射镜线膨胀系数相近的殷钢作为衬套材质，衬套采用锥形设计，使得衬套与反射镜背部安装孔接触面积增加，反射镜的重量可以均布在支撑的更大面积上。有利于减小集中应力的产生。采用同样材质的柔节通过螺钉与衬套连接，背板再与柔节螺钉连接，便于整个结构在装校过程中的拆装。

本实用新型采用背部三点柔性支撑，可以有效降低反射镜的支撑难度；有效提高反射镜的装配后面型精度，同时也在一定程度上提高了整个组件的可靠性。

本实用新型具有结构简单，可靠性高，满足航空的环境应用的需求。

本实用新型可以有效的简化中小口径反射镜支撑的设计难度和工程实现的难度，提高中小口径反射镜的装校效率，也可以有效降低中小口径反射镜装配应力对面型的影响，具有极大的工程实际应用价值和经济效益，能够解决航空领域中小口径反射镜的无应力支撑问题，适用于对成像像质有较高要求的中小口径反射镜。

附图说明

图1是本实用新型实施例1的总体结构剖视图。

图2是图1的局部放大图。

图3是实用新型实施例2的总体结构剖视图。

图4是图3的局部放大图。

图5是实施例2中柔节立体图。

图中：1.反射镜主体，11.通光孔，12.衬套，2.柔节，21.柔性沟槽，22.连接件，23.A周向沟槽，24.A轴向沟槽，25.B周向沟槽，26.B轴向沟槽，3.背板。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明，可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义的理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况具体理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或者仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”、“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或者位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

实施例1

如图1所示，本实用新型的用于航空相机的小口径反射镜组件，包括反射镜主体1，背板3；反射镜主体1通过背部三点柔性支撑结构轴向定位安装在背板3上。

所述的反射镜主体1为单晶硅镜体，其中间具有通光孔11，背部具有周向均布的三个安装孔；安装孔内粘接固定衬套12，衬套与安装孔的粘接面为锥形柱面。

如图2所示，所述的柔性支撑结构为柔节2；柔节2一侧与衬套12法兰固定连接，另一侧通过螺钉与背板3固定连接；柔节2的中间部分为开有柔性沟槽21的圆柱形。

所述背板3具有3个支撑面，3个支撑面的共面度在2μm以内。

所述支撑面为柔节2的安装面，其平面度在2μm以内。

安装时，先将衬套12胶粘于反射镜主体1的安装孔内，将柔节2用螺钉连接固定在衬套12上，再安装背板3，采用定力矩扳手，固定背板安装螺钉。

所述的衬套12、柔节2与反射镜线膨胀系数相近，优选殷钢材质的衬套和殷钢材质的柔节。

实施例2

如图3-5所示，本实施例与实施例1不同之处在于，所述的柔节2为右侧开口的圆筒形；柔节2的左侧通过螺钉与衬套12固定连接，右侧边缘固定有两个连接件22，通过两个连接件22及螺钉与背板3固定连接；柔节2左部具有对称的两个A周向沟槽23及周向沟槽两端的A轴向沟槽24，右部具有对称的两个B周向沟槽25及周向沟槽两端的B轴向沟槽26,并且A周向沟槽23与B周向沟槽25的弦相互垂直。

本实用新型不限于上述实施例，所述的柔节还可以采用其他柔性结构形式。

Claims (5)

1.一种用于航空相机的小口径反射镜组件，包括反射镜主体和背板；其特征在于反射镜主体(1)通过背部三点柔性支撑结构安装在背板(3)上；反射镜主体背部具有周向均布的三个安装孔；安装孔内粘接固定衬套(12)，衬套与背板之间通过柔性支撑结构连接；衬套(12)为殷钢材质的衬套，柔性支撑结构为殷钢材质的柔节；柔节(2)为右侧开口的圆筒形，其左侧通过螺钉与衬套(12)固定连接，右侧通过两个连接件(22)及螺钉与背板(3)固定连接。

2.根据权利要求1所述的用于航空相机的小口径反射镜组件，其特征在于所述的反射镜主体为单晶硅镜体，其中间具有通光孔(11)。

3.根据权利要求1所述的用于航空相机的小口径反射镜组件，其特征在于所述衬套与安装孔的粘接面为锥形柱面。

4.根据权利要求1所述的用于航空相机的小口径反射镜组件，其特征在于柔节左部具有对称的两个A周向沟槽(23)及周向沟槽两端的A轴向沟槽(24)，右部具有对称的两个B周向沟槽(25)及周向沟槽两端的B轴向沟槽(26),并且A周向沟槽(23)与B周向沟槽(25)的弦相互垂直。

5.根据权利要求1所述的用于航空相机的小口径反射镜组件，其特征在于所述背板具有3个支撑面，3个支撑面的共面度在2μm以内。

Images