一種應(yīng)用于大口徑反射鏡靜定支撐中的whiffletree支撐結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于地面、空間遙感技術(shù)領(lǐng)域，涉及的一種應(yīng)用于大口徑反射鏡靜定支撐 中的whiffIetree支撐結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002] 地面、空間遙感器用于對地球和太空資源進行普查和詳查，在對地觀察、太空探測 等領(lǐng)域的應(yīng)用具有重要的科學(xué)和經(jīng)濟意義。地面、空間遙感器中的光學(xué)元件特別是大口徑 反射鏡是整個光學(xué)系統(tǒng)中最重要的部件，它的面形精度高低直接關(guān)系到整個遙感器成像 質(zhì)量的好壞。在光學(xué)界，通常把通光孔徑大于600mm的稱為大口徑，由于鏡面尺寸大、質(zhì)量 高，常常引起鏡面產(chǎn)生變形。面形精度的好壞與反射鏡的支撐結(jié)構(gòu)有很大的關(guān)系，好的支撐 結(jié)構(gòu)可以使反射鏡的面形精度更好，穩(wěn)定性更好，裝調(diào)精度要求低，對熱應(yīng)力有好的抵抗能 力。
[0003] 本發(fā)明以前，為實現(xiàn)對光學(xué)反射鏡的靜定支撐，大多反射鏡采用背部三點支撐形 式，如圖1所示，包括背板100、第一螺釘200、柔頭300、錐套400、第二螺釘500、反射鏡600。 柔頭300通過第一螺釘200與背板100連接，柔頭300的另一端通過第二連接螺釘500與 錐套400連接，錐套400再與反射鏡600用膠粘接。這種支撐方式通過在柔頭300上加工 一定數(shù)量和特殊形式的溝槽，可以保證柔頭有合適的柔性，消減裝配應(yīng)力和熱應(yīng)力。該結(jié)構(gòu) 的優(yōu)缺點是：由于鏡體本身的剛度有限，當反射鏡鏡體增大到一定尺寸，在重力作用下，鏡 體在三點支撐下自身產(chǎn)生的變形超出設(shè)計指標要求，不能滿足光學(xué)系統(tǒng)成像的使用需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了克服已有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提出一種應(yīng)用于屬于靜定支撐 的復(fù)合支撐結(jié)構(gòu)形式中的一點變兩點的有效支撐結(jié)構(gòu)一Whiffletree支撐結(jié)構(gòu)，增加支撐 點數(shù)，消弱裝配應(yīng)力，同時還能很好的消弱熱載荷帶來的熱應(yīng)力，保證面形精度，從而保證 遙感器的成像質(zhì)量。whiff Ietree支撐結(jié)構(gòu)在不引入過約束的情況下，增加對鏡體的支撐點 數(shù)，同時可以消弱支撐結(jié)構(gòu)和鏡體材料熱特性不一致帶來的熱應(yīng)力。
[0005] 本發(fā)明的技術(shù)方案具體如下：
[0006] -種應(yīng)用于大口徑反射鏡靜定支撐中的whiffletree支撐結(jié)構(gòu)，包括：轉(zhuǎn)軸、橫 杠、修研墊、轉(zhuǎn)軸與橫杠連接螺釘、轉(zhuǎn)軸與橫杠定位銷、鏡體背部粘接件、柔桿與鏡體背部粘 接件連接螺釘、柔桿與鏡體背部粘接件定位銷、兩個柔桿、橫杜與柔桿連接螺釘、橫杜與柔 桿定位銷、修研墊與轉(zhuǎn)軸連接螺釘、修研墊與轉(zhuǎn)軸定位銷；
[0007] 其中，鏡體背部粘接件通過一個面與鏡體粘接在一起；兩個柔桿安裝于鏡體背部 粘接件上，柔桿上有兩組垂直布置的第一切槽和第二切槽，用柔桿與鏡體背部粘接件連接 螺釘固定，用柔桿與鏡體背部粘接件定位銷定位，將WhiffIetree支撐結(jié)構(gòu)中的兩個柔桿 的第一法蘭上端面修研；將橫杠與兩個柔桿進行安裝，柔桿嵌入到橫杠內(nèi)部，用橫杠與柔桿 連接螺釘固定，用橫杠與柔桿定位銷定位；轉(zhuǎn)軸安裝于橫杠上，轉(zhuǎn)軸嵌入到橫杠內(nèi)部，轉(zhuǎn)軸 有兩組垂直布置的第一薄片和第二薄片，用轉(zhuǎn)軸與橫杠連接螺釘固定，用轉(zhuǎn)軸與橫杠定位 銷定位；修研墊安裝在轉(zhuǎn)軸上，用修研墊與轉(zhuǎn)軸連接螺釘固定，用修研墊與轉(zhuǎn)軸定位銷定 位。
[0008] 在上述技術(shù)方案中，鏡體背部粘接件不與鏡體粘接在一起的面（B面）的平面度優(yōu) 于 0. 005mm。
[0009] 在上述技術(shù)方案中，兩個柔桿的第一法蘭上端面平面度優(yōu)于0. 005mm。
[0010] 本發(fā)明的積極效果：
[0011] 本發(fā)明的應(yīng)用于大口徑反射鏡靜定支撐中的whiffIetree支撐結(jié)構(gòu)，由于 Whiffletree支撐結(jié)構(gòu)的存在，在不引入過約束的情況下增加了對反射鏡的支撐點數(shù)，有效 的提高了反射鏡抵抗重力變形的能力，提高了反射鏡的面形精度。Whiff Ietree支撐結(jié)構(gòu)中 柔性環(huán)節(jié)-柔桿和轉(zhuǎn)軸的存在，大大降低了支撐結(jié)構(gòu)的裝配精度，同時增強了反射鏡組件 的熱載荷適應(yīng)能力，提高了支撐結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。將轉(zhuǎn)軸和柔桿嵌入橫杠的設(shè)計有效的解決 WhiffIetree支撐結(jié)構(gòu)沿反射鏡光軸方向尺寸過大的問題，利于工程實現(xiàn)。
【附圖說明】
[0012] 下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細說明。
[0013] 圖1是已有技術(shù)大口徑反射鏡支撐結(jié)構(gòu)的示意圖；
[0014] 圖2是本發(fā)明中大口徑反射鏡Whiffletree支撐結(jié)構(gòu)原理示意圖；
[0015] 圖3是本發(fā)明中Whiffletree支撐結(jié)構(gòu)的主視示意圖；
[0016] 圖4是圖3的A-A剖視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017] 圖5是柔桿的軸側(cè)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018] 圖6是轉(zhuǎn)軸的軸側(cè)結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0019] 本發(fā)明的發(fā)明思想為：
[0020] 復(fù)合支撐形式是一種由周邊支撐和背部支撐共同起支撐作用的支撐形式，周邊支 撐約束反射鏡的三個空間自由度，背部支撐約束另外三個空間自由度，互不干涉，協(xié)調(diào)工 作，實現(xiàn)靜定支撐。為保證鏡體面形精度，周邊支撐和背部支撐都要采用多點支撐。本發(fā)明 中的whiffletree支撐結(jié)構(gòu)就是增加背部支撐點數(shù)的有效手段。
[0021] 本發(fā)明提供一種有效的一點變兩點、同時可以消弱裝配應(yīng)力和熱應(yīng)力的 Whiffletree支撐結(jié)構(gòu)。類似背部三點支撐，三組whiffletree支撐結(jié)構(gòu)120°對稱布置， 對鏡體實現(xiàn)六點支撐。本發(fā)明的Whiffletree支撐結(jié)構(gòu)原理如圖2, Whiffletree支撐結(jié)構(gòu) 由柔桿、橫杠和轉(zhuǎn)軸組成，柔桿軸向剛度強、徑向剛度弱，一個柔桿約束一個沿軸向的移動 自由度f，兩個柔桿約束兩個沿軸向的移動自由度對于鏡體來說，兩個軸向的移動自由 度t的實際支撐效果是約束了鏡體的一個沿光軸方向的移動自由度f:和一個繞垂直于兩 個柔桿連線方向的轉(zhuǎn)動自由度jfV用轉(zhuǎn)軸釋放該轉(zhuǎn)動自由度，貝1J單組Whiffletree支撐結(jié) 構(gòu)最終約束反射鏡的一個沿光軸方向的移動自由度I。三組Whiffletree支撐結(jié)構(gòu)約束反 射鏡三個沿光軸方向的移動自由度t:，實際支撐效果是約束反射鏡的一個移動自由度t;和 兩個轉(zhuǎn)動自由度和I#，增加了支撐點數(shù)，并且不引入過約束，約束周邊支撐沒有約束的 另外三個空間自由度度，配合周邊支撐對鏡體實現(xiàn)靜定支撐。
[0022] Whiffletree支撐結(jié)構(gòu)的技術(shù)方案如圖3、圖4所示，包括：轉(zhuǎn)軸7、橫杠 8、修研墊 9、轉(zhuǎn)軸與橫杠連接螺釘10、轉(zhuǎn)軸與橫杠定位銷11、鏡體背部粘接件12、柔桿與鏡體背部粘 接件連接螺釘13、柔桿與鏡體背部粘接件定位銷14、柔桿15、橫杜與柔桿連接螺釘16、橫杜 與柔桿定位銷17、修研墊與轉(zhuǎn)軸連接螺釘18、修研墊與轉(zhuǎn)軸定位銷19。
[0023] 工作原理說明：隨著鏡體體積的增大，同時質(zhì)量又受到限制，鏡體的剛度下降，造 成面形變差，增加支撐點數(shù)是提升鏡體面形精度的有效方法，背部三點支撐恰好約束三個 自由度，少于三點會欠約束，多于三點會過約束。在背部三點支撐的基礎(chǔ)上直接增加支撐點 個數(shù)會引入過約束，裝配精度要求很高，甚至無法實現(xiàn)。采用背部WhiffIetree支撐結(jié)構(gòu)將 背部支撐點數(shù)由三點變?yōu)榱c（三組背部Whiffletree支撐結(jié)構(gòu)，單