大型透反式鏡片非垂直放置的撓性支撐裝置和支撐方法
【專利摘要】一種大型透反式鏡片非垂直放置的撓性支撐裝置和支撐方法，該裝置包括兩個(gè)預(yù)緊機(jī)構(gòu)、兩塊壓板、兩個(gè)固定框、兩塊支撐板、底部固定螺釘和側(cè)面螺柱，本發(fā)明利用通光區(qū)域以外的撓性支撐單元，實(shí)現(xiàn)邊緣的撓性彎矩抵消大型鏡片重力或加工引起的鏡片面型變形。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是壓板與支撐板的相對(duì)位置有一段距離，通過對(duì)壓板施加一定大小作用力，壓板與支撐板在被支撐鏡片邊緣形成抵抗重力或加工變形的邊緣力矩。鏡片的支撐結(jié)構(gòu)由固定框，預(yù)緊機(jī)構(gòu)，壓板，支撐板、固定螺釘及側(cè)面螺柱組成。利用本發(fā)明可以保證大型透反式鏡片在非水平光軸工作狀態(tài)下，大型鏡片的重力或加工變形由于邊緣撓性支撐的作用而大大降低。
【專利說明】大型透反式鏡片非垂直放置的撓性支撐裝置和支撐方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及大型透反式鏡片，特別是一種大型透反式鏡片非垂直放置的撓性支撐裝置和支撐方法，在不影響通光區(qū)域的條件下，通過邊緣施加的預(yù)緊力形成的邊緣彎矩，能明顯改善透反式光學(xué)元件在非垂直放置狀態(tài)下由于重力或加工的影響產(chǎn)生的變形。
【背景技術(shù)】
[0002]對(duì)于大型透反式鏡片來說，由于鏡片本身重力或加工的影響，鏡片在工作狀態(tài)下受到重力影響而引起較大的變形，這種變形會(huì)影響到光束質(zhì)量，引起光束的波前畸變。為了消除加工面型變形或者重力環(huán)境下的大型鏡片的變形，需要對(duì)大型透反式鏡片的安裝方式進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，以消除這種影響。對(duì)于大型鏡片來說，長(zhǎng)寬方向上的尺寸遠(yuǎn)大于厚度尺寸，在重力環(huán)境下工作，大型鏡片的重力或加工變形很大。對(duì)于非垂直放置的大型反射式鏡片，可以在鏡片反射面的背面采用多點(diǎn)浮動(dòng)支撐方式來減輕由于重力或加工過程中引起的變形。但是對(duì)于透射式大型鏡片，出于保證中心通光區(qū)域的要求，所有的支撐優(yōu)化都必須在透射式鏡片的邊緣進(jìn)行。目前對(duì)于非垂直放置的大型透射式鏡片的安裝，主要是保證大型鏡片的安裝精度的前提下，盡量減少邊緣部位支撐所產(chǎn)生的應(yīng)力影響。但是未能有有效的支撐方式，一方面保證滿足具有一定長(zhǎng)寬比的透射式鏡片的通光區(qū)域要求，另一方面盡量減小重力或加工作用引起的非垂直放置鏡片的變形。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種大型透反式鏡片非垂直放置的撓性支撐裝置和支撐方法，以減小大型鏡片在通光區(qū)域由于重力作用或加工過程引入的變形，提高鏡片的面形質(zhì)量，改善通過鏡片的光束質(zhì)量。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下:
[0005]一種大型透反式鏡片非垂直放置的撓性支撐裝置，其特點(diǎn)在于該裝置包括兩個(gè)預(yù)緊機(jī)構(gòu)、兩塊壓板、兩個(gè)固定框、兩塊支撐板、底部固定螺釘和側(cè)面螺柱，所述的預(yù)緊機(jī)構(gòu)由螺套、彈簧和壓緊柱構(gòu)成，所述的壓緊柱有供彈簧設(shè)置的內(nèi)孔，所述的螺套由具有外螺紋的圓筒和頂板一體構(gòu)成，所述的圓筒供所述的壓緊柱設(shè)置，所述的固定框由一體的上板、側(cè)板和底板構(gòu)成，在所述的上板有三個(gè)上螺孔，側(cè)板具有三個(gè)側(cè)面螺孔，底板上具有三對(duì)底部螺孔，所述的三個(gè)上螺孔供所述的螺套旋入，所述的支撐板由平面基板、三塊半圓柱狀支撐體構(gòu)成，所述的平面基板上有三對(duì)固定圓孔與所述的底板上的三對(duì)底螺孔相對(duì)應(yīng)，所述的壓板、固定框和支撐板的長(zhǎng)度與待固定的大型透反式鏡片的短邊相當(dāng)。
[0006]利用上述撓性支撐裝置進(jìn)行大型透反式鏡片非垂直放置的撓性支撐方法，包括如下步驟:
[0007]①將固定螺釘穿過支撐板的固定圓孔旋入所述的固定框的底部螺孔將所述的支撐板固定在所述的固定框的底板上，將所述的三塊半圓柱狀支撐體分別放在所述的支撐板的三對(duì)固定圓孔之間；[0008]②將待固定的透反式鏡片的兩端分別放置在兩個(gè)固定框的支撐板的半圓柱狀支撐體上；
[0009]③將所述的壓板放置在待固定的透反式鏡片的上表面靠端面的邊緣位置，壓板的下表面與所述的待固定的透反式鏡片的上表面接觸；
[0010]④將所述的彈簧置于壓緊柱內(nèi)孔中，將壓緊柱放置在所述的螺套的圓筒中形成預(yù)緊機(jī)構(gòu)，將預(yù)緊機(jī)構(gòu)的螺套的圓筒的外螺紋旋入固定框中的上部螺孔中，所述的壓緊柱的下端面與壓板的上表面接觸；
[0011]⑤將側(cè)面螺柱通過固定框的側(cè)面螺孔，頂住所述的待固定的透反式鏡片兩端的側(cè)面。
[0012]所述的壓板距離透反式鏡片邊緣比支撐板距離透反式鏡片邊緣小于一定長(zhǎng)度。
[0013]通過有限元方法計(jì)算得到的預(yù)緊力大小，通過旋轉(zhuǎn)預(yù)緊機(jī)構(gòu)中的螺套產(chǎn)生預(yù)緊力，預(yù)緊力通過壓緊柱傳遞給壓板，壓板與支撐板對(duì)透反式鏡片邊緣形成一定邊緣力矩，以抵消透反式鏡片重力或加工或加工變形。
[0014]所述的側(cè)面螺柱在固定框中的側(cè)面螺孔中的進(jìn)退，實(shí)現(xiàn)固定框的左右移動(dòng)和待固定的透反式鏡片的側(cè)面定位。
[0015]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0016](I)在不影響透反式鏡片通光口徑的前提下，通過壓板與支撐板之間在透反式鏡片形成的邊緣力矩，可以減小非垂直放置透反式鏡片通光區(qū)域內(nèi)的重力或加工變形；
[0017](2)預(yù)緊機(jī)構(gòu)中螺套與壓緊柱之間的彈簧，可以保證預(yù)緊機(jī)構(gòu)預(yù)緊力施加過程的平穩(wěn)性以及預(yù)緊機(jī)構(gòu)長(zhǎng)期工作的穩(wěn)定性；
[0018](3)支撐板上非連續(xù)的圓柱狀支撐體，可以防止預(yù)緊力施加過程中對(duì)透反式鏡片產(chǎn)生過約束而引起局部應(yīng)力過大區(qū)域的產(chǎn)生；
[0019](4)固定框側(cè)面螺柱的進(jìn)退，不但對(duì)透反式鏡片側(cè)面進(jìn)行定位，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)整體框架的左右移動(dòng)，滿足不同通光區(qū)域的要求。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明非垂直放置的大型透反式鏡片撓性支撐裝置的裝配圖
[0021]圖中，I為預(yù)緊機(jī)構(gòu)、2為壓板、3為固定框、4為透反式鏡片、5為支撐板、6為底部固定螺釘，7為側(cè)面螺柱
[0022]圖2為本發(fā)明的預(yù)緊機(jī)構(gòu)的剖視圖
[0023]圖中，101為螺套、102為彈簧、103為壓緊柱
[0024]圖3為本發(fā)明的固定框的軸側(cè)圖
[0025]圖中，301為上部螺孔、302為底部螺孔，303為側(cè)面螺孔
[0026]圖4為本發(fā)明的壓板的等軸側(cè)圖
[0027]圖5為本發(fā)明的支撐板的軸側(cè)圖
[0028]圖中，501為平面基板，502為圓柱狀支撐體，503為固定圓孔【具體實(shí)施方式】
[0029]以下結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明做詳細(xì)說明。[0030]先請(qǐng)參閱圖1，由圖可見，本發(fā)明大型透反式鏡片非垂直放置的撓性支撐裝置，包括兩個(gè)預(yù)緊機(jī)構(gòu)1、兩塊壓板2、兩個(gè)固定框3、兩塊支撐板5、底部固定螺釘6和側(cè)面螺柱7，所述的預(yù)緊機(jī)構(gòu)I由螺套101、彈簧102和壓緊柱103構(gòu)成，參見圖2，所述的壓緊柱103有供彈簧102設(shè)置的內(nèi)孔，所述的螺套101由具有外螺紋的圓筒和頂板一體構(gòu)成，所述的圓筒供所述的壓緊柱103設(shè)置，
[0031]所述的固定框3參見圖3，由一體的上板、側(cè)板和底板構(gòu)成，在所述的上板有三個(gè)上螺孔301，側(cè)板具有三個(gè)側(cè)面螺孔303，底板上具有三對(duì)底部螺孔302，所述的三個(gè)上螺孔301供所述的螺套101旋入，所述的支撐板5由平面基板501、三塊半圓柱狀支撐體502構(gòu)成，
[0032]所述的平面基板501 (參見圖5)上有三對(duì)固定圓孔503與所述的底板上的三對(duì)底螺孔302相對(duì)應(yīng)，所述的壓板2、固定框3和支撐板5的長(zhǎng)度與待固定的大型透反式鏡片的短邊相當(dāng)。
[0033]利用上述的撓性支撐裝置進(jìn)行大型透反式鏡片非垂直放置的撓性支撐方法，包括如下步驟:
[0034]①將固定螺釘6穿過支撐板5的固定圓孔503旋入所述的固定框3的底部螺孔302將所述的支撐板5固定在所述的固定框3的底板上，將所述的三塊半圓柱狀支撐體502分別放在所述的支撐板5的三對(duì)固定圓孔503之間；
[0035]②將待固定的透反式鏡片4的兩端分別放置在兩個(gè)固定框3的支撐板5上的半圓柱狀支撐體502上；
[0036]③將所述的壓板2放置在待固定的透反式鏡片4的上表面靠端面的邊緣位置，壓板2的下表面與所述的待固定的透反式鏡片4的上表面接觸；
[0037]④將所述的彈簧102置于壓緊柱103內(nèi)孔中，將壓緊柱103放置在所述的螺套101的圓筒中形成預(yù)緊機(jī)構(gòu)1，將預(yù)緊機(jī)構(gòu)I的螺套101的圓筒的外螺紋旋入固定框3中的上部螺孔301中，所述的壓緊柱103的下端面與壓板2的上表面接觸；
[0038]⑤將側(cè)面螺柱7通過固定框3的側(cè)面螺孔303，頂住所述的待固定的透反式鏡片4兩端的側(cè)面。
[0039]所述的壓板2比支撐板5距離透反式鏡片4邊緣小于一定長(zhǎng)度。
[0040]通過有限元方法計(jì)算得到的預(yù)緊力大小，通過旋轉(zhuǎn)預(yù)緊機(jī)構(gòu)I中的螺套101產(chǎn)生預(yù)緊力，預(yù)緊力通過壓緊柱103傳遞給壓板2，壓板2與支撐板5對(duì)透反式鏡片4邊緣形成一定邊緣力矩，以抵消透反式鏡片4重力或加工或加工變形。
[0041]通過側(cè)面螺柱7在固定框3中的側(cè)面螺孔303中的進(jìn)退，實(shí)現(xiàn)固定框3的左右移動(dòng)和待固定的透反式鏡片4的側(cè)面定位。
[0042]下面一組實(shí)施例的參數(shù):
[0043](I)如圖3和圖5所示，將六個(gè)固定螺釘6穿過支撐板5的六個(gè)固定圓孔503與固定框3的六個(gè)底部螺孔302螺紋配合，支撐板5下部為平面基板501，上部為半圓柱狀支撐體 502 ；
[0044](2)將透反式鏡片4的短邊側(cè)對(duì)稱地放置于兩個(gè)支撐板5上，且支撐板5上部與透反式鏡片3接觸，支撐板5中心線分別距離透反式鏡片3的邊緣50mm ；
[0045](3)如圖4所示，將兩個(gè)壓板2對(duì)稱地放置于透反式鏡片4的上表面的邊緣位置，兩個(gè)壓板2的下表面分別與透反式鏡片4的上表面接觸，壓板2的一側(cè)分別與透反式鏡片4短邊的一側(cè)重合；
[0046](4)如圖1和圖2所示，將六個(gè)彈簧102分別置于六個(gè)壓緊柱103的內(nèi)孔中，然后將六個(gè)壓緊柱103的外表面分別與螺套101內(nèi)表面配合，形成預(yù)緊機(jī)構(gòu)1，將預(yù)緊機(jī)構(gòu)I中的六個(gè)螺套101分別與固定框3中的六個(gè)上部螺孔301螺紋配合，預(yù)緊機(jī)構(gòu)I中的六個(gè)壓緊柱103的下端面分別與兩塊壓板2的上表面接觸；
[0047](5)如圖1和圖3所示，將六個(gè)側(cè)面螺柱7分別與固定框3中的側(cè)面螺孔螺紋配合，且六個(gè)側(cè)面螺柱7頂部與透反式鏡片3兩個(gè)側(cè)面分別接觸；
[0048](6)通過有限元方法計(jì)算得到的預(yù)緊力大小，通過旋轉(zhuǎn)預(yù)緊機(jī)構(gòu)I中的螺套101產(chǎn)生預(yù)緊力，預(yù)緊力通過壓緊柱103傳遞給壓板2，壓板2與支撐板5對(duì)透反式鏡片4邊緣形成一定邊緣力矩，以抵消透反式鏡片4重力或加工變形。
[0049]以上所述的具體描述，是對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不等同于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之外，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種大型透反式鏡片非垂直放置的撓性支撐裝置，其特征在于該裝置包括兩個(gè)預(yù)緊機(jī)構(gòu)(1)、兩塊壓板(2)、兩個(gè)固定框(3)、兩塊支撐板(5)、底部固定螺釘(6)和側(cè)面螺柱(7)，所述的預(yù)緊機(jī)構(gòu)(1)由螺套(101)、彈簧(102)和壓緊柱(103)構(gòu)成，所述的壓緊柱(103)有供彈簧(102)設(shè)置的內(nèi)孔，所述的螺套(101)由具有外螺紋的圓筒和頂板一體構(gòu)成，所述的圓筒供所述的壓緊柱(103)設(shè)置，所述的固定框(3)由一體的上板、側(cè)板和底板構(gòu)成，在所述的上板有三個(gè)上螺孔(301)，側(cè)板具有三個(gè)側(cè)面螺孔(303)，底板上具有三對(duì)底部螺孔(302)，所述的三個(gè)上螺孔(301)供所述的螺套(101)旋入，所述的支撐板(5)由平面基板(501)、三塊半圓柱狀支撐體(502)構(gòu)成，所述的平面基板(501)上有三對(duì)固定圓孔(503)與所述的底板上的三對(duì)底螺孔(302)相對(duì)應(yīng)，所述的壓板(2)、固定框(3)和支撐板(5)的長(zhǎng)度與待固定的大型透反式鏡片的短邊相當(dāng)。
2.利用權(quán)利要求1所述的撓性支撐裝置進(jìn)行大型透反式鏡片非垂直放置的撓性支撐方法，其特征在于該方法包括如下步驟: ①將固定螺釘(6)穿過支撐板(5)的固定圓孔(503)旋入所述的固定框(3)的底部螺孔(302 )將所述的支撐板(5 )固定在所述的固定框(3 )的底板上，將所述的三塊半圓柱狀支撐體(502)分別放在所述的支撐板(5)的三對(duì)固定圓孔(503)之間； ②將待固定的透反式鏡片(4)的兩端分別放置在兩個(gè)固定框(3)的支撐板(5)上的半圓柱狀支撐體(502)上； ③將所述的壓板(2)放置在待固定的透反式鏡片(4)的上表面靠端面的邊緣位置，壓板(2)的下表面與所述的待固定的透反式鏡片(4)的上表面接觸； ④將所述的彈簧(102)置于壓緊柱(103)內(nèi)孔中，將壓緊柱(103)放置在所述的螺套(101)的圓筒中形成預(yù)緊機(jī)構(gòu)(1)，將預(yù)緊機(jī)構(gòu)(1)的螺套(101)的圓筒的外螺紋旋入固定框(3)中的上部螺孔(301)中，所述的壓緊柱(103)的下端面與壓板(2)的上表面接觸； ⑤將側(cè)面螺柱(7)通過固定框(3)的側(cè)面螺孔(303)，頂住所述的待固定的透反式鏡片(4)兩端的側(cè)面。
3.根據(jù)權(quán)利2要求所述的大型透反式鏡片非垂直放置的撓性支撐方法，其特征在于所述的壓板(2)距離透反式鏡片(4)邊緣比支撐板(5)距離透反式鏡片(4)邊緣小于一定長(zhǎng)度。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的大型透反式鏡片非垂直放置的撓性支撐方法，其特征在于通過有限元方法計(jì)算得到的預(yù)緊力大小，通過旋轉(zhuǎn)預(yù)緊機(jī)構(gòu)(1)中的螺套(101)產(chǎn)生預(yù)緊力，預(yù)緊力通過壓緊柱(103)傳遞給壓板(2)，壓板(2)與支撐板(5)對(duì)透反式鏡片(4)邊緣形成一定邊緣力矩，以抵消透反式鏡片(4)重力或加工或加工變形。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的大型透反式鏡片非垂直放置的撓性支撐方法，其特征在于通過側(cè)面螺柱(7)在固定框(3)中的側(cè)面螺孔(303)中的進(jìn)退，實(shí)現(xiàn)固定框(3)的左右移動(dòng)和待固定的透反式鏡片(4)的側(cè)面定位。
【文檔編號(hào)】G02B7/00GK103901571SQ201410050220
【公開日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2014年2月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月13日
【發(fā)明者】朱健強(qiáng), 任志遠(yuǎn), 劉志剛, 姜旭東, 楊曉偉, 張海青 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所