一种自带支撑基准结构的SIC反射镜的制作方法

本发明属于空间光学技术领域，具体涉及一种自带支撑基准结构的sic反射镜。

背景技术：

反射式光学相机在航天航空及地面跟踪观测领域应用广泛，具有体积小、大口径、长焦距、低畸变的特性，使其拥有很高的社会及经济价值。但同时反射式光学相机结构存在热稳定性差、装调精度要求严格、安装面加工精度的限制，所引入的力稳定性敏感度高等缺点。

整个反射式光学相机的稳定性主要集中在主镜及主镜支撑结构上。针对反射式光学相机存在的上述问题，目前通用的解决方案为：sic主镜内粘线涨系数相匹配的结构件，在结构件上连接柔性过度结构，修调柔性过度结构后再将柔性过度结构与主镜支撑结构相连接。

但是，在整个组件内线涨系数不能完全匹配，在外界热环境变化时会产生局部内应力，造成镜面面型变化，从而影响整个光学系统的成像质量。同时，连接零件数较多，造成不必要的误差累计，为消除累计误差，在装调时需要不断的修研来满足光学要求，这也间接的给整个相机的生产周期、生产成本、质量控制带来了不可控的扰动因素。在后续的镜面光学加工中还需要不断的配合柔性结构及光学加工需求，反复拆装主镜支撑结构与主镜，增大工作量的同时也引入不可控风险。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种自带支撑基准结构的具有较强热、力稳定性的sic反射镜，以克服目前该技术领域的反射式光学相机内反射镜无法做到线涨系数完全匹配、装调复杂、装调精度低及生产成本高的缺点。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种自带支撑基准结构的sic反射镜，包括主镜和主镜支撑结构，其特征在于：所述主镜和主镜支撑结构一体成型，且具有相同的线涨系数；

所述主镜支撑结构的正面与主镜相连，背面设有多个对外接口、多个对内接口和多个轻量化槽，侧面还设置多个检测工装接口；

所述主镜的背面设有轻量化结构；

所述主镜支撑结构为相机的安装基板及主承力板，是相机内部结构的基准。

进一步地，所述主镜和主镜支撑结构间由圆环脖颈连接。

进一步地，所述主镜支撑结构为大于主镜直径的三角板。

更进一步地，所述对外接口和对内接口分别设置在三角板背面的三个角处，且每个角设置一个对外接口和一个对内接口。

进一步地，所述主镜支撑结构的背面设有多个工艺孔，所述多个工艺孔环绕主镜支撑结构背面中心孔的边缘均匀排布。

进一步地，所述轻量化槽为三角形槽。

进一步地，所述检测工装接口与主镜支撑结构胶粘连接。

进一步地，所述轻量化结构为sic镜坯烧制成型的多个轻量化槽。

进一步地，所述对外接口与所述主镜支撑结构为螺钉连接，对外接口上开有两个方向的柔性过度槽。

进一步地，所述主镜和主镜支撑结构均采用sic材料，具有相同的线涨系数。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明提供了一种自带支撑基准结构的sic反射镜，解决了现有反射式光学相机内反射镜无法做到线涨系数完全匹配的问题；减少了现有反射式光学相机反射镜与其支撑结构的件的连接件，将主镜支撑作为整个相机的基准，在装调时，统一了主镜与其它零件间的基准关系，使得整个相机的装调更加高效，并且省去了不必要的安装误差，提高了系统的装调精度、降低了装调难度的同时还降低了生产成本。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为自带支撑基准结构的sic反射镜的结构示意图；

图2为自带支撑基准结构的sic反射镜另一方向的结构示意图；

图3为柔性连接局部放大图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1和图2所示，本发明自带支撑基准结构的sic反射镜，包括主镜1和主镜支撑结构2，所述主镜1和主镜支撑结构2一体成型，为一体化设计，一次制作成型，相同的sic材料，具有相同的线涨系数，因此热适应性好，对温度敏感的反射式、长焦距光学系统有很好的热稳定性，同时此发明提供的一体化结构，具有很好的力学性能。

所述主镜支撑结构2的正面与主镜相连，在加工主镜镜面时，其加工基准为主镜支撑结构2，因此本发明的主镜基准与连接基准和检测基准统一。所述主镜支撑结构2为大于主镜1直径的三角板，可使力学结构合理，轻量化率高。

所述主镜支撑结构2的背面设有多个对外接口3和多个对内接口4。例如，所述对外接口3和对内接口4分别设置在三角板背面的三个角处，且每个角设置一个对外接口和一个对内接口。其中，对外接口3为整个设备的对外接口，通过此接口，整个设备可以连接到对应的搭载平台上。对内接口4上连接相机的其余结构件，因此主镜支撑结构2又为相机的主承力及安装基板，是相机内部结构的基准，减少了不必要的基准过渡环节，减小了累计误差，降低装调难度。

所述主镜支撑结构2的背面还设有多个轻量化槽6，例如可以为24个三角形槽。所述主镜1的背面设有轻量化结构9，其是通过sic镜坯烧制时直接烧制成型，其上开有多个轻量化的三角形槽。由于轻量化是在航天产品内是一个很重要的衡量指标，故本发明所述主镜支撑结构的背面以及主镜的背面分别设有轻量化槽和轻量化结构，可以在减小质量的同时提高系统的比刚度。

所述主镜支撑结构2的侧面还设置多个检测工装接口7，例如可以为3个，无需做转接工装即可把检测装置直接连接在已经与主镜1统一基准的主镜支撑结构2上，标定精度高，且结构稳定。

本发明的一个实施例，所述主镜1和主镜支撑结构2间由圆环脖颈连接。此圆环脖颈连接，为二次烧结时的过渡脖颈，同时也避免主镜支撑结构2与主镜1间大面积接触，造成主镜支撑结构2的力学变化对主镜1造成影响。此脖颈的直径及长短直接影响主镜波前面型精度。但直径与长度的数值要根据实际应用中主镜的直径与支撑结构的直径做相应调整，具体数值非线性。相比整个结构，局部比刚度下降，主镜支撑结构2上受到的连接应力，不会传导到镜面上，保证了镜面的面型精度。

本发明的一个实施例，所述主镜支撑结构的背面设有多个工艺孔8，例如24个，24个工艺孔8环绕主镜支撑结构2背面中心孔的边缘均匀排布，可以对主镜轻量化结构2在sic烧结后进行清理，得到大于88％的轻量化率的同时还拥有很好的稳定性。

本发明的一个实施例，所述检测工装接口7与主镜支撑结构2胶粘连接，继而主镜支撑结构2在实现对主镜支撑的同时，还是整个相机内部的连接、装调、检测基准，实现主镜支撑和系统基板的统一。

本发明的一个实施例，所述对外接口3为柔性隔离结构，即在结构上设有柔性过度，即开2个方向的柔性过度槽5，柔性过渡槽5根据对外安装面的面型精度及热学环境决定，对外接口3与主镜支撑结构2为螺钉连接，对外提供一个高平面度的连接基面。该柔性过度可以隔离由于外部连接造成的力、热问题。

本发明的一个实施例，所述主镜1和主镜支撑结构2均采用高比刚度的sic材料，具有相同的线涨系数，结构强度大，力学稳定。

本发明中主镜1与主镜支撑结构2为一体化结构，主镜1与主镜支撑结构2材料相同，因此不需要增加过渡件也可以有很好的热稳定性，主镜支撑结构2同时具有对内、对外及检测接口，支撑主镜的同时还是整个相机的基准板及主承重板，是所有相机内部结构的基准。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所作出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。