本發(fā)明屬于空間遙感器反射鏡支撐領域，涉及空間遙感器反射鏡準靜定支撐結構。

背景技術：

1、反射式光學系統(tǒng)在空間遙感器中具有廣泛的應用，其中反射鏡的支撐對系統(tǒng)性能非常關鍵。反射鏡的支撐需要保證反射鏡的面型精度和位置精度，同時需要考慮承受發(fā)射階段的力學環(huán)境，在軌的溫度環(huán)境波動?；陟o定約束理論的運動學支撐是一種理想的反射鏡支撐結構形式。運動學支撐恰好約束反射鏡的6個自由度，當環(huán)境溫度發(fā)生變化時，反射鏡發(fā)生微小的剛體運動而不是變形，因此可以保證反射鏡的面形精度。但是理想的靜定約束往往較難實現或者力學環(huán)境承受能力較差。

技術實現思路

1、本發(fā)明解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提出空間遙感器反射鏡準靜定支撐結構，通過板彈簧組與關節(jié)軸承釋放特定方向自由度約束實現了反射鏡準靜定支撐。

2、本發(fā)明解決技術的方案是：

3、空間遙感器反射鏡準靜定支撐結構，包括反射鏡和3個板彈簧陣列支撐組件；

4、其中，反射鏡為水平放置的板狀結構；3個板彈簧陣列支撐組件設置在反射鏡的下表面，且3個板彈簧陣列支撐組件以反射鏡的中心為中心，沿周向均勻分布。

5、在上述的空間遙感器反射鏡準靜定支撐結構，所述板彈簧陣列支撐組件為頂部設置有凹槽的筒狀結構；板彈簧陣列支撐組件的軸線沿反射鏡的徑向設置；

6、或3個板彈簧陣列支撐組件的軸線與反射鏡的徑向垂直，3個板彈簧陣列支撐組件的軸線圍成等邊三角形。

7、在上述的空間遙感器反射鏡準靜定支撐結構，所述反射鏡下表面在對應每個板彈簧陣列支撐組件的位置，沿對應板彈簧陣列支撐組件軸向設置有長槽；長槽的弧度與板彈簧陣列支撐組件筒狀外壁弧度一致，實現板彈簧陣列支撐組件通過嵌入長槽中安裝在反射鏡下表面。

8、在上述的空間遙感器反射鏡準靜定支撐結構，所述反射鏡在對應長槽中部設置有圓柱形凸起；板彈簧陣列支撐組件安裝在長槽位置時，圓柱形凸起嵌入板彈簧陣列支撐組件頂部凹槽中。

9、在上述的空間遙感器反射鏡準靜定支撐結構，所述板彈簧陣列支撐組件沿軸向設置有通孔；圓柱形凸起設置有對應通孔；圓柱形凸起嵌入板彈簧陣列支撐組件頂部凹槽后，通孔同軸對接。

10、在上述的空間遙感器反射鏡準靜定支撐結構，所述板彈簧陣列支撐組件包括支撐座、支撐軸、關節(jié)軸承、內環(huán)鎖定螺母、外環(huán)鎖定螺母和2個板彈簧陣列；

11、其中，支撐座為水平放置的板狀結構；支撐軸軸向水平設置在支撐座的上方；支撐軸的軸向兩端分別套裝1個板彈簧陣列；關節(jié)軸承套裝在支撐軸的中部；內環(huán)鎖定螺母套裝在支撐軸兩端的外壁，且內環(huán)鎖定螺母的軸向與2個板彈簧陣列的軸端側壁接觸，實現對2個板彈簧陣列外側內徑的軸向限位；外環(huán)鎖定螺母安裝在2個板彈簧陣列兩側外壁處，且外環(huán)鎖定螺母軸向與2個板彈簧陣列軸向外徑端接觸，實現對2個板彈簧陣列軸向外徑端限位。

12、在上述的空間遙感器反射鏡準靜定支撐結構，所述支撐軸的軸向兩端均為臺階結構；每端的臺階均實現對板彈簧陣列內側壁的限位。

13、在上述的空間遙感器反射鏡準靜定支撐結構，所述板彈簧陣列支撐組件的運動過程為：

14、支撐軸帶動2個板彈簧陣列的內徑和內環(huán)鎖定螺母沿軸向移動；外環(huán)鎖定螺母固定在支撐座上不動，實現對2個板彈簧陣列外徑的限位。

15、在上述的空間遙感器反射鏡準靜定支撐結構，所述板彈簧陣列包括n個板彈簧；n個板彈簧同軸堆疊；n為不小于4的正整數。

16、在上述的空間遙感器反射鏡準靜定支撐結構，所述板彈簧的側壁上設置有不少于3個切槽；切槽的形狀為阿基米德螺線；阿基米德螺線的極坐標方程為：

17、ρ＝rmin+k·θ

18、式中，ρ為螺線在極坐標方程下的極徑；

19、rmin為螺線起始點與極坐標中心的距離；

20、k為螺線之間的螺距；

21、θ為螺線在極坐標方程下的的極角。

22、本發(fā)明與現有技術相比的有益效果是：

23、(1)本發(fā)明的每個關節(jié)軸承約束3個平動自由度，3個關節(jié)軸承約束9個自由度，然后再通過板彈簧陣列近似釋放3個自由度，從而實現6個自由的準靜定約束；

24、(2)本發(fā)明通過板彈簧陣列的設計，實現當環(huán)境溫度發(fā)生變化時，反射鏡發(fā)生微小的剛體運動而不是變形，因此可以保證反射鏡的面形精度；多片板彈簧疊加可進一步提高徑向剛度和抗彎與抗扭剛度，同時保證板彈簧的軸向剛度較小，該情況可近似視為彈簧組件三個軸向的自由度被釋放；

25、(3)本發(fā)明的板彈簧的側壁上設置有不少于3個切槽，切槽的形狀為阿基米德螺線，通過設計螺旋線的形狀即可以改變板彈簧軸向剛度以及變形時的應力分布。

技術特征：

1.空間遙感器反射鏡準靜定支撐結構，其特征在于：包括反射鏡(1)和3個板彈簧陣列支撐組件(2)；

2.根據權利要求1所述的空間遙感器反射鏡準靜定支撐結構，其特征在于：所述板彈簧陣列支撐組件(2)為頂部設置有凹槽的筒狀結構；板彈簧陣列支撐組件(2)的軸線沿反射鏡(1)的徑向設置；

3.根據權利要求2所述的空間遙感器反射鏡準靜定支撐結構，其特征在于：所述反射鏡(1)下表面在對應每個板彈簧陣列支撐組件(2)的位置，沿對應板彈簧陣列支撐組件(2)軸向設置有長槽；長槽的弧度與板彈簧陣列支撐組件(2)筒狀外壁弧度一致，實現板彈簧陣列支撐組件(2)通過嵌入長槽中安裝在反射鏡(1)下表面。

4.根據權利要求3所述的空間遙感器反射鏡準靜定支撐結構，其特征在于：所述反射鏡(1)在對應長槽中部設置有圓柱形凸起；板彈簧陣列支撐組件(2)安裝在長槽位置時，圓柱形凸起嵌入板彈簧陣列支撐組件(2)頂部凹槽中。

5.根據權利要求4所述的空間遙感器反射鏡準靜定支撐結構，其特征在于：所述板彈簧陣列支撐組件(2)沿軸向設置有通孔；圓柱形凸起設置有對應通孔；圓柱形凸起嵌入板彈簧陣列支撐組件(2)頂部凹槽后，通孔同軸對接。

6.根據權利要求4所述的空間遙感器反射鏡準靜定支撐結構，其特征在于：所述板彈簧陣列支撐組件(2)包括支撐座(21)、支撐軸(22)、關節(jié)軸承(23)、內環(huán)鎖定螺母(24)、外環(huán)鎖定螺母(25)和2個板彈簧陣列(26)；

7.根據權利要求6所述的空間遙感器反射鏡準靜定支撐結構，其特征在于：所述支撐軸(22)的軸向兩端均為臺階結構；每端的臺階均實現對板彈簧陣列(26)內側壁的限位。

8.根據權利要求6所述的空間遙感器反射鏡準靜定支撐結構，其特征在于：所述板彈簧陣列支撐組件(2)的運動過程為：

9.根據權利要求6所述的空間遙感器反射鏡準靜定支撐結構，其特征在于：所述板彈簧陣列(26)包括n個板彈簧；n個板彈簧同軸堆疊；n為不小于4的正整數。

10.根據權利要求9所述的空間遙感器反射鏡準靜定支撐結構，其特征在于：所述板彈簧的側壁上設置有不少于3個切槽；切槽的形狀為阿基米德螺線；阿基米德螺線的極坐標方程為：

技術總結
本發(fā)明涉及空間遙感器反射鏡準靜定支撐結構，屬于空間遙感器反射鏡支撐領域；包括反射鏡和3個板彈簧陣列支撐組件；其中，反射鏡為水平放置的板狀結構；3個板彈簧陣列支撐組件設置在反射鏡的下表面，且3個板彈簧陣列支撐組件以反射鏡的中心為中心，沿周向均勻分布；板彈簧陣列支撐組件為頂部設置有凹槽的筒狀結構；板彈簧陣列支撐組件的軸線沿反射鏡的徑向設置；或3個板彈簧陣列支撐組件的軸線與反射鏡的徑向垂直，3個板彈簧陣列支撐組件的軸線圍成等邊三角形；本發(fā)明通過板彈簧組與關節(jié)軸承釋放特定方向自由度約束實現了反射鏡準靜定支撐。

技術研發(fā)人員：安書兵,郭丁,溫中凱,劉慧,傅祥博,白紹竣,祁晶晶,成明輝,楊帆,陳敏
受保護的技術使用者：中國空間技術研究院
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/12/30