专利名称：一种吸湿膨胀补偿定长结构及望远镜次镜定长支撑装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种吸湿膨胀补偿定长结构，尤其涉及一种望远镜次镜支撑定长结构。
背景技术：
望远镜通常用定长结构来保证主镜和次镜之间的精确间隔。现有的由碳纤维增强 树脂复合材料加工的望远镜次镜支撑结构，容易随环境湿度变化吸附水分或脱去水分，长 度随之增大或缩小，导致望远镜主镜和次镜之间的间隔发生变化，光学系统的性能下降。
发明内容
本发明的目的是提供一种吸湿膨胀补偿定长结构，其解决了现有由碳纤维增强树 脂复合材料加工的望远镜次镜支撑结构长度易受环境湿度影响的技术问题，保持了次镜的 位置，提高了光学系统的稳定性。本发明的技术解决方案为一种吸湿膨胀补偿定长结构，其特殊之处在于包括基本连接件以及与基本连接 件相连的补偿筒，所述补偿筒同轴设置在基本连接件内，补偿筒固定端与基本连接件的自 由端相固连且补偿筒的自由端位于基本连接件的固定端一侧；所述基本连接件长度L与补 偿筒的长度M满足M = LXEXA/(FXB)，其中E为基本连接件在长度方向上吸湿膨胀系数， A为基本连接件饱和吸湿百分比；F为补偿筒在长度方向上吸湿膨胀系数，B为补偿筒饱和 吸湿百分比。上述基本连接件结构为圆柱筒或圆柱桁架或圆锥杆架。上述补偿筒结构为圆柱筒或圆柱桁架或圆锥杆架。上述基本连接件的材料是碳纤维增强氰酸脂复合材料，所述补偿筒的材料是碳纤 维增强环氧树脂复合材料。一种定长结构的望远镜次镜支撑装置，包括次镜、基本连接件以及与基本连接件 相连的补偿筒，所述补偿筒同轴设置在基本连接件内，补偿筒固定端与基本连接件的自由 端相固连且补偿筒的自由端位于基本连接件的固定端一侧；所述基本连接件长度L与补偿 筒的长度M满足M = LXEXA/(FXB)，其中E为基本连接件在长度方向上吸湿膨胀系数，A 为基本连接件饱和吸湿百分比；F为补偿筒在长度方向上吸湿膨胀系数，B为补偿筒饱和吸 湿百分比，所述次镜设置在补偿筒的自由端，所述基本连接件的固定端与主镜连接。上述基本连接件结构为圆柱筒或圆柱桁架或圆锥杆架。上述补偿筒结构为圆柱筒或圆柱桁架或圆锥杆架。上述装置还包括固定在补偿筒自由端的次镜框，所述次镜通过压圈压紧在次镜框 中。上述基本连接件的材料是碳纤维增强氰酸脂复合材料，所述补偿筒的材料是碳纤 维增强环氧树脂复合材料。
本发明的有益效果为1、精度高。本发明利用具有不同吸湿膨胀系数以及饱和吸湿百分比的复合材料，对复合材料结构的吸湿膨胀进行补偿，使得望远镜主次镜间距不受环境湿度变化的影响。2、可靠性高、结构简单、装调方便。本发明只需要将次镜通过次镜框安装在吸湿膨胀补偿结构上，结构简单，装调方便，可靠性高。
图1为本发明的结构示意图；图2为本发明基本连接件为圆柱筒的示意图；图3为本发明基本连接件为圆柱桁架的示意图；图4为本发明基本连接件为圆锥杆架的示意图。其中附图标记如下1_基本连接件，2-补偿筒，3-次镜框，4-次镜，5-压圈，6-圆 柱筒，7-圆柱桁架，8-圆锥杆架。
具体实施例方式如图1所示为本发明的结构示意图，包括基本连接件1以及与基本连接件1相连 的补偿筒2，补偿筒2同轴设置在基本连接件1内，补偿筒2固定端与基本连接件1的自由端 通过垫片、螺钉和螺母相固连，且补偿筒的自由端位于基本连接件的固定端一侧；基本连接 件长度L与补偿筒的长度M满足M = L X E X A/ (F X B)，其中E为基本连接件在长度方向上 吸湿膨胀系数，A为基本连接件饱和吸湿百分比；F为补偿筒在长度方向上吸湿膨胀系数，B 为补偿筒饱和吸湿百分比。基本连接件结构可以为圆柱筒或圆柱桁架或圆锥杆架。补偿筒 结构可以为圆柱筒或圆柱桁架或圆锥杆架。基本连接件的材料是碳纤维增强氰酸脂复合材 料，所述补偿筒的材料是碳纤维增强环氧树脂复合材料。一种定长结构的望远镜次镜支撑装置，包括次镜4、基本连接件1以及与基本连接 件相连的补偿筒2，补偿筒2同轴设置在基本连接件1内，补偿筒固定端与基本连接件的自 由端相固连且补偿筒的自由端位于基本连接件的固定端一侧；基本连接件长度L与补偿筒 的长度M满足M = L X E X A/ (F X B)，其中E为基本连接件在长度方向上吸湿膨胀系数，A为 基本连接件饱和吸湿百分比；F为补偿筒在长度方向上吸湿膨胀系数，B为补偿筒饱和吸湿 百分比，次镜设置在补偿筒的自由端，次镜通过压圈压紧在次镜框中，基本连接件的固定端 与主镜连接。基本连接件结构为圆柱筒或圆柱桁架或圆锥杆架。在环境湿度变化时，基本 连接件1和补偿筒2同时进行吸湿膨胀或去湿收缩，长度变化量相等，相互抵消，最终保持 次镜4的轴向位置不变。如图2所示为本发明基本连接件为圆柱筒的示意图，当基本连接件1结构型式为 圆柱筒6时，由圆筒、辐条、中心筒和前后法兰组成，外形呈圆柱形。如图3所示为本发明基本连接件为圆柱桁架的示意图，当基本连接件1结构型式 为圆柱桁架7时，由连接杆、辐条、中心筒和前后法兰组成，外形轮廓呈圆柱形。如图4所示为本发明基本连接件为圆锥杆架的示意图，当基本连接件1结构型式 为圆锥杆架8时，由连接杆、辐条、中心筒和后法兰组成，外形轮廓呈圆锥形。实施例
当基本连接件1为圆柱筒型式，材料为一种碳纤维增强氰酸脂复合材料 M60J/954-3，在50 %的相对湿度下，吸湿膨胀系数E为59PPM/ % M，饱和吸湿百分比为 0. 18(% M)。补偿筒2为另一种碳纤维增强环氧树脂复合材料GY70/934，在50%的相对湿度下，吸湿膨胀系数E为157PPM/% M，饱和吸湿百分比为0. 54(% M)。若基本连接件1的 长度为500mm时，补偿筒2的长度等于62. 63mm，可补偿基本连接件1在不同环境湿度下吸 湿膨胀变化引起的长度改变。
权利要求
一种吸湿膨胀补偿定长结构，其特征在于包括基本连接件以及与基本连接件相连的补偿筒，所述补偿筒同轴设置在基本连接件内，补偿筒固定端与基本连接件的自由端相固连且补偿筒的自由端位于基本连接件的固定端一侧；所述基本连接件长度L与补偿筒的长度M满足M＝L×E×A/(F×B)，其中E为基本连接件在长度方向上吸湿膨胀系数，A为基本连接件饱和吸湿百分比；F为补偿筒在长度方向上吸湿膨胀系数，B为补偿筒饱和吸湿百分比。
2.根据权利要求1所述的吸湿膨胀补偿定长结构，其特征在于所述基本连接件结构 为圆柱筒或圆柱桁架或圆锥杆架。
3.根据权利要求2所述的吸湿膨胀补偿定长结构，其特征在于所述补偿筒结构为圆 柱筒或圆柱桁架或圆锥杆架。
4.根据权利要求1或2或3所述的吸湿膨胀补偿定长结构，其特征在于所述基本连 接件的材料是碳纤维增强氰酸脂复合材料，所述补偿筒的材料是碳纤维增强环氧树脂复合 材料。
5.一种定长结构的望远镜次镜支撑装置，其特征在于包括次镜、基本连接件以及与 基本连接件相连的补偿筒，所述补偿筒同轴设置在基本连接件内，补偿筒固定端与基本连 接件的自由端相固连且补偿筒的自由端位于基本连接件的固定端一侧；所述基本连接件长 度L与补偿筒的长度M满足M = LXEXA/(FXB)，其中E为基本连接件在长度方向上吸湿 膨胀系数，A为基本连接件饱和吸湿百分比；F为补偿筒在长度方向上吸湿膨胀系数，B为补 偿筒饱和吸湿百分比，所述次镜设置在补偿筒的自由端，所述基本连接件的固定端与主镜 连接。
6.根据权利要求5所述的定长结构的望远镜次镜支撑装置，其特征在于所述基本连 接件结构为圆柱筒或圆柱桁架或圆锥杆架。
7.根据权利要求6所述的定长结构的望远镜次镜支撑装置，其特征在于所述补偿筒 结构为圆柱筒或圆柱桁架或圆锥杆架。
8.根据权利要求5或6或7所述的定长结构的望远镜次镜支撑装置，其特征在于所 述装置还包括固定在补偿筒自由端的次镜框，所述次镜通过压圈压紧在次镜框中。
9.根据权利要求8所述的定长结构的望远镜次镜支撑装置，其特征在于所述基本连 接件的材料是碳纤维增强氰酸脂复合材料，所述补偿筒的材料是碳纤维增强环氧树脂复合 材料。
全文摘要
本发明涉及一种吸湿膨胀补偿定长结构及望远镜次镜定长支撑装置，其中吸湿膨胀补偿定长结构的结构它包括基本连接件以及与基本连接件相连的补偿筒，补偿筒同轴设置在基本连接件内，补偿筒固定端与基本连接件的自由端相固连且补偿筒的自由端位于基本连接件的固定端一侧；基本连接件长度L与补偿筒的长度M满足M＝L×E×A/(F×B)，E为基本连接件在长度方向上吸湿膨胀系数，A为基本连接件饱和吸湿百分比；F为补偿筒在长度方向上吸湿膨胀系数，B为补偿筒饱和吸湿百分比。本发明解决了现有由碳纤维增强树脂复合材料加工的望远镜次镜支撑结构长度易受环境湿度影响的技术问题，具有精度高、可靠性高、结构简单、装调方便的优点。
文档编号G02B23/16GK101799580SQ20101014435
公开日2010年8月11日 申请日期2010年4月12日 优先权日2010年4月12日
发明者李创, 杨文刚, 樊学武, 游伟, 王炜 申请人:中国科学院西安光学精密机械研究所