一種空間用平面反射鏡光學(xué)指向組件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種空間用平面反射鏡光學(xué)指向組件，包括：平面反射鏡、曲軸以及平面反射鏡和曲軸之間的聯(lián)接構(gòu)件。聯(lián)接構(gòu)件包括：聯(lián)接柱、蝶形轉(zhuǎn)接板。該結(jié)構(gòu)的特征是采用曲軸對(duì)平面反射鏡進(jìn)行中心支撐，保證了鏡體的完整性，提高了鏡體尤其是中心部位的剛度；同時(shí)通過設(shè)計(jì)曲軸的回轉(zhuǎn)軸線通過指向鏡組件質(zhì)心，實(shí)現(xiàn)繞回轉(zhuǎn)軸線的靜平衡，無需增加多余的配重結(jié)構(gòu)。通過聯(lián)接構(gòu)件的精度控制，可有效的改善鏡體的聯(lián)接應(yīng)力與熱適應(yīng)性，實(shí)現(xiàn)高面形精度的裝夾。
【專利說明】
一種空間用平面反射鏡光學(xué)指向組件
技術(shù)領(lǐng)域
:
[0001]本發(fā)明涉及航天遙感與激光通信儀器用的平面反射鏡指向組件，具體是指由平面反射鏡、轉(zhuǎn)軸及聯(lián)接平面反射鏡和轉(zhuǎn)軸的聯(lián)接構(gòu)件組成的指向組件。
【背景技術(shù)】
:
[0002]在航天遙感和激光通信儀器中常采用平面反射鏡指向機(jī)構(gòu):對(duì)于遙感儀器，指向鏡機(jī)構(gòu)用以擴(kuò)大成像視場(chǎng);對(duì)于激光通信，指向機(jī)構(gòu)則用來進(jìn)行掃描跟蹤對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)，建立信道。指向機(jī)構(gòu)中平面反射鏡的高精度無應(yīng)力支撐一直是一個(gè)技術(shù)難題。目前的支撐方法主要有兩種，一種是在平面反射鏡兩側(cè)面各安裝一個(gè)轉(zhuǎn)軸，對(duì)平面鏡進(jìn)行兩側(cè)支撐，這種做法使得鏡體成為了回轉(zhuǎn)軸的一段，一方面鏡體兩側(cè)轉(zhuǎn)軸的同軸度難以保證，導(dǎo)致軸系有較大的附加裝配應(yīng)力，儀器在軌運(yùn)行時(shí)縮短運(yùn)動(dòng)部件壽命;另一方面裝配應(yīng)力將反饋到鏡體上，影響鏡面面形精度，最終影響儀器的成像質(zhì)量。一種采用通心軸中心安裝方式，即在鏡體的側(cè)面設(shè)置有一個(gè)貫穿孔，同心軸貫穿鏡體，并在同心軸中心處設(shè)置連接塊與鏡體聯(lián)接，這種方式可以克服回轉(zhuǎn)同心度的問題，但在鏡體側(cè)面設(shè)置貫穿孔，破壞了鏡體本身的完整性，對(duì)鏡體的剛度有一定影響，且貫穿孔一般都設(shè)置在對(duì)稱軸線上，支撐在鏡體的中心處，勢(shì)必對(duì)鏡體中心鏡面面形精度有較大影響，對(duì)于能量高斯分布的激光光束來說，損失中心部分的面形精度會(huì)造成較大的性能損失。同時(shí)由于平面反射鏡一般采用背部減輕，質(zhì)心非?？拷R面，而為了保持一定的鏡面厚度，通心軸回轉(zhuǎn)軸線不可能通過鏡體質(zhì)心，這使得鏡體需要在背部進(jìn)行配重以達(dá)到靜平衡，這對(duì)重量與體積都十分受限的航天儀器來說是十分不利的。

【發(fā)明內(nèi)容】

:
[0003]基于上述已有平面反射鏡結(jié)構(gòu)上存在的問題，本發(fā)明提出了一種曲軸中心支撐的聯(lián)接結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)保證了鏡體的完整性，提高了鏡體尤其是中心部位的剛度；同時(shí)通過設(shè)計(jì)曲軸的回轉(zhuǎn)軸線通過指向鏡組件質(zhì)心，實(shí)現(xiàn)繞回轉(zhuǎn)軸線的靜平衡，無需增加多余的配重結(jié)構(gòu)。通過聯(lián)接構(gòu)件的精度控制，可有效的改善鏡體的聯(lián)接應(yīng)力與熱適應(yīng)性，實(shí)現(xiàn)高面形精度的裝夾。
[0004]本發(fā)明的平面反射鏡光學(xué)指向組件包括:平面反射鏡、曲軸以及平面反射鏡和曲軸之間的聯(lián)接構(gòu)件。
[0005]所述平面反射鏡I為橢圓形平面鏡，鏡體背部設(shè)置減輕槽。平面反射鏡I背部設(shè)置有基準(zhǔn)面101，作為安裝聯(lián)接柱2的基準(zhǔn);平面反射鏡I背部設(shè)置有四個(gè)對(duì)稱分布的盲孔102，尺寸與四個(gè)聯(lián)接柱2相配，四個(gè)盲孔102設(shè)置集中在鏡體中心；
[0006]所述聯(lián)接柱2圓柱面上有貯膠花格203，用以增加膠接時(shí)的粘接力同時(shí)保障膠層厚度。聯(lián)接柱2上有三個(gè)圓周均布的凸耳202，在聯(lián)接柱2裝入平面反射鏡I盲孔102時(shí)作為定位使用。聯(lián)接柱頂端平面201與蝶形轉(zhuǎn)接板3通過第一螺釘4聯(lián)接，頂端平面201平面度要求不大于0.002mm，頂端平面201上有第一螺孔204用以聯(lián)接蝶形轉(zhuǎn)接板3;
[0007]所述蝶形轉(zhuǎn)接板3上平面301與曲軸5通過第二螺釘6聯(lián)接，上平面301上設(shè)置有與曲軸5聯(lián)接的第二螺孔302，下平面304與4個(gè)聯(lián)接柱2聯(lián)接，并在每個(gè)下平面304中心處設(shè)置有第一通孔303，供第一螺釘4穿過；
[0008]所述曲軸5中心處有安裝平面502，曲軸5背部設(shè)置有第二通孔503，供第二螺釘6穿過，曲軸5上有兩個(gè)安裝法蘭501，與外設(shè)的回轉(zhuǎn)設(shè)備聯(lián)接。安裝法蘭501的中心孔軸線通過整個(gè)組件的質(zhì)心。
[0009]聯(lián)接柱2圓柱面貯膠花格203上涂覆環(huán)氧膠，塞入平面反射鏡I背部盲孔102中，塞入后凸耳202應(yīng)與基準(zhǔn)面101貼平，表明聯(lián)接柱2安裝到位。待環(huán)氧膠固化后，將四個(gè)聯(lián)接柱2的頂端平面201修研共面。然后在頂端平面201上安裝蝶形轉(zhuǎn)接板3，第一螺釘4穿過第一通孔303固定在第一螺孔204上，通過螺接將蝶形轉(zhuǎn)接板3與平面反射鏡I完成聯(lián)接;第二螺釘6穿過曲軸5上第二通孔503緊固在蝶形轉(zhuǎn)接板3第二螺孔302上，曲軸5安裝平面502與蝶形轉(zhuǎn)接板3上平面301貼合，曲軸安裝法蘭501的中心孔軸線通過整個(gè)組件的質(zhì)心。
[0010]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0011]1.通過曲軸的中心支撐，回避了鏡體上開貫穿孔的問題，保證了鏡體的完整性，提高了鏡體尤其是中心部位的剛度，使鏡體包含中心部位全口徑高面形精度的裝夾得以實(shí)現(xiàn)。
[0012]2.通過設(shè)計(jì)曲軸的回轉(zhuǎn)軸線使其通過指向鏡組件質(zhì)心，實(shí)現(xiàn)繞回轉(zhuǎn)軸線的靜平衡，無需增加多余的配重結(jié)構(gòu)，節(jié)約了組件的體積與質(zhì)量資源，對(duì)于航天產(chǎn)品意義重大；
[0013]3.在曲軸的中心部位對(duì)鏡體進(jìn)行支撐，可最大程度的降低裝配應(yīng)力對(duì)鏡體的傳遞，通過聯(lián)接構(gòu)件的精度控制，可有效的改善鏡體的聯(lián)接應(yīng)力與熱適應(yīng)性，實(shí)現(xiàn)高面形精度的裝夾。
【附圖說明】
:
[0014]圖1.平面反射鏡光學(xué)指向組件爆炸圖；
[0015]圖2.平面反射鏡光學(xué)指向組件結(jié)構(gòu)示意圖，(a)是局部俯視圖，(b)是局部階梯剖視圖；
[0016]圖3.平面反射鏡結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖4.聯(lián)接柱的不意圖；
[0018]圖5.蝶形轉(zhuǎn)接板的示意圖，(a)是底部軸測(cè)圖，(b)是正面軸測(cè)圖；
[0019]圖6.曲軸的示意圖，(a)是底部軸測(cè)圖，(b)是正面軸測(cè)圖。
【具體實(shí)施方式】
:
[0020]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步的詳細(xì)介紹:
[0021]1.見圖3、4、5、6，裝配前對(duì)各安裝面201、301、304、502平面度進(jìn)行研磨，保證其平面度達(dá)到0.002_。
[0022]2.見圖1、2，聯(lián)接柱2圓柱面貯膠花格203上涂覆環(huán)氧膠，塞入平面反射鏡I背部盲孔102中，塞入后凸耳202應(yīng)與基準(zhǔn)面101貼平，表明聯(lián)接柱2安裝到位。待環(huán)氧膠固化后，將四個(gè)聯(lián)接柱2的頂端平面201修研共面。然后在頂端平面201上安裝蝶形轉(zhuǎn)接板3，第一螺釘4穿過第一通孔303固定在第一螺孔204上，通過螺接將蝶形轉(zhuǎn)接板3與平面反射鏡I完成聯(lián)接。第二螺釘6穿過曲軸5上第二通孔503緊固在蝶形轉(zhuǎn)接板3第二螺孔302上，曲軸5安裝平面502與蝶形轉(zhuǎn)接板3的上平面301貼合。曲軸安裝法蘭501的中心孔軸線通過整個(gè)組件的質(zhì)心。在聯(lián)接過程中，用力矩扳手控制每個(gè)螺釘?shù)呐ぞo力，同時(shí)用激光干涉儀監(jiān)測(cè)平面反射鏡面形精度變化，防止安裝應(yīng)力過大，穩(wěn)定后采用防松膠固封螺釘。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種空間用平面反射鏡光學(xué)指向組件，它包括平面反射鏡(I)、曲軸(5)以及平面反射鏡和曲軸之間的聯(lián)接構(gòu)件;聯(lián)接構(gòu)件包括:聯(lián)接柱(2)、蝶形轉(zhuǎn)接板(3)其特征在于: 所述平面反射鏡(I)為橢圓形平面鏡，鏡體背部設(shè)置減輕槽，平面反射鏡(I)背部設(shè)置有基準(zhǔn)面(101)作為安裝聯(lián)接柱(2)的基準(zhǔn);平面反射鏡(I)背部設(shè)置有四個(gè)對(duì)稱分布的盲孔(102)，尺寸與四個(gè)聯(lián)接柱(2)相配，四個(gè)盲孔(102)設(shè)置集中在鏡體中心； 所述聯(lián)接柱(2)圓柱面上有貯膠花格(203)，用以增加膠接時(shí)的粘接力同時(shí)保障膠層厚度，聯(lián)接柱(2)上有三個(gè)圓周均布的凸耳(202)，在聯(lián)接柱(2)裝入平面反射鏡(I)背部盲孔(102)時(shí)作為定位使用，聯(lián)接柱頂端平面(201)與蝶形轉(zhuǎn)接板(3)通過第一螺釘(4)聯(lián)接，頂端平面(201)平面度要求不大于0.002mm，頂端平面(201)上有第一螺孔(204)用以聯(lián)接蝶形轉(zhuǎn)接板(3); 所述蝶形轉(zhuǎn)接板(3)上平面(301)與曲軸(5)通過第二螺釘(6)聯(lián)接，上平面(301)上設(shè)置有與曲軸(5)聯(lián)接的第二螺孔(302)，下平面(304)與4個(gè)聯(lián)接柱(2)聯(lián)接，并在每個(gè)下平面(304)中心處設(shè)置有第一通孔(303)，供第一螺釘(4)穿過； 所述曲軸(5)中心處有安裝平面(502)，曲軸(5)背部設(shè)置有第二通孔(503)，供第二螺釘(6)穿過，曲軸(5)上有兩個(gè)安裝法蘭(501)，與外設(shè)的回轉(zhuǎn)設(shè)備聯(lián)接，安裝法蘭(501)的中心孔軸線通過整個(gè)組件的質(zhì)心； 空間用平面反射鏡光學(xué)指向組件各部件連接方法如下:聯(lián)接柱(2)圓柱面貯膠花格(203)上涂覆環(huán)氧膠，塞入平面反射鏡(I)背部盲孔(102)中，塞入后凸耳(202)應(yīng)與基準(zhǔn)面(101)貼平，表明聯(lián)接柱(2)安裝到位。待環(huán)氧膠固化后，將四個(gè)聯(lián)接柱(2)的頂端平面(201)修研共面。然后在頂端平面(201)上安裝蝶形轉(zhuǎn)接板(3)，第一螺釘(4)穿過第一通孔(303)固定在第一螺孔(204)上，通過螺接將蝶形轉(zhuǎn)接板(3)與平面反射鏡(I)完成聯(lián)接;第二螺釘(6)穿過曲軸(5)上第二通孔(503)緊固在蝶形轉(zhuǎn)接板(3)第二螺孔(302)上，曲軸(5)安裝平面(502)與蝶形轉(zhuǎn)接板(3)上平面(301)貼合，曲軸安裝法蘭(501)的中心孔軸線通過整個(gè)組件的質(zhì)心。
【文檔編號(hào)】G02B7/182GK105911670SQ201610406815
【公開日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年6月12日
【發(fā)明人】姜紫慶, 賈建軍, 黃冠杰, 王乾坤
【申請(qǐng)人】中國科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所