一种可调薄膜预应力的膜基反射镜成形装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种膜基反射镜的成形装置，特别涉及一种可用于调节膜基反射 镜薄膜预应力，及薄膜与电极板之间间距，提高膜基反射镜面形精度的膜基反射镜成形装 置。
【背景技术】
[0002] 近年来，随着对地观测飞行器、航天器的发展，作为空间望远镜、照相系统、卫星天 线、空间聚能器、微弱信号探测器的主要组成部分的主反射镜，对其超大口径、超轻重量的 需求越来越迫切。传统的大口径反射镜材料通常使用低膨胀玻璃、金属、晶体等材料，这些 刚性材料形态稳定，但加工难度大，制造成本高、周期长，且面密度大，难以折叠，导致大口 径反射镜重量很大，其口径将受到运载火箭载重和体积的限制，难以满足超大口径(几十至 几百米)光学系统对反射镜的要求。以薄膜为主镜材料的膜基反射镜具有重量小、可折叠展 开、成本低、可变焦距、成形自由度大的特点，是发展超大口径空间主反射镜的方向之一。膜 基反射镜采用柔性薄膜作为其主镜材料，文献"静电拉伸薄膜反射镜多电极分布设计与实 验研宄"（[D].苏州大学，2014.)报道了一种膜基反射镜的成形装置，包括薄膜固定装置、 电极板、静电高压输出装置，电极板放置在薄膜固定装置的内部，在电极板的上方通过薄 膜固定装置将薄膜固定，在薄膜固定后，其预应力也随之固定。在实际加工过程中，当环境 温度发生改变时，薄膜热胀冷缩，预应力发生变化，而当预应力受到外界环境影响而发生变 化时，该装置存在着无法对薄膜预应力进行调整的不足，从而易导致膜基反射镜面形偏离 理想设计面形。因此，为了克服现有膜基反射镜在加工过程中受环境影响而面形偏差较大， 精度不够的缺陷，需要提供一种可调节薄膜预应力的膜基反射镜成形装置。
【发明内容】
[0003] 本实用新型针对现有膜基反射镜成形装置存在的不足，提供一种结构简单，操作 方便、快捷，能有效克服由环境温度造成的膜基反射镜面形偏离，提高膜基反射镜面形精度 的可调节薄膜预应力的膜基反射镜装置。
[0004] 实现本实用新型目的的技术方案是提供一种可调剂薄膜预应力的膜基反射镜成 形装置，包括内环、外环、压环、电极板底盖、电极板、静电高压输出装置；所述外环与内环通 过螺纹结构套合，内环与电极板底盖通过螺纹结构套合；电极板底盖上开有通孔。
[0005] 所述的内环底部设有用于旋转内环的把手。
[0006] 采用本实用新型提供的装置进行膜基反射镜成形时，将电极板用环氧树脂胶粘贴 于电极板底盖上，中心重合；将薄膜在无预应力的水平状态下用环氧树脂胶固定于装置外 环上表面；环氧树脂胶硬化后，将压环压下，与外环相互咬合，固定住薄膜；记录此时温度； 将内环旋入外环一定距离，以控制薄膜预应力的大小；将电极板底盖旋入内环一定距离，以 控制电极板与薄膜之间的距离；按静电成形膜基反射镜载荷加载方法计算各电极板压强并 转换为电压，将电压信号输入到各对应电极上，对薄膜拉伸成形。
[0007] 与现有技术相比，本实用新型所提供的膜基反射镜成形装置，可根据加工时的环 境温度，通过改变内环高度，实现对薄膜预应力的调节，从而能有效克服由环境造成的膜基 反射镜面形偏离，提高膜基反射镜面形精度。该装置结构简单，操作方便、快捷，具有实用价 值。
【附图说明】
[0008] 图1是本实用新型实施例提供的15. 11 μπι初始位移下膜基反射镜F数随温度变 化的曲线图；
[0009] 图2是本实用新型实施例提供的可调节薄膜预应力的膜基反射镜成形装置结构 示意图；
[0010]图3是本实用新型实施例提供的可调节薄膜预应力的膜基反射镜成形装置法向 调节量随环境温度变化的曲线图；
[0011] 图中：1、压环；2、外环；3、内环；4、电极板底盖；5、电极板；6、成形前镀铝薄膜； 7、成形后镀铝薄膜。
【具体实施方式】
[0012] 下面结合附图和实施例对本实用新型技术方案作进一步的阐述。
[0013] 实施例1
[0014] 本实施例提供一种膜基反射镜成形装置。为使镀有金属反射层的薄膜成形，通常 将薄膜周边固定在圆环装置上以形成初始平面。当平面薄膜受压强载荷作用时，薄膜上各 点相对于初始平面产生位移。由于薄膜几乎没有横向刚度、不能承受弯矩的特点，由Karman 方程圆薄膜理论化简后得到的圆薄膜大形变方程为式（1)和（2 ):
【主权项】
1. 一种可调薄膜预应力的膜基反射镜成形装置，包括内环、外环、压环、电极板底盖、电 极板、静电高压输出装置；其特征在于：外环与内环通过螺纹结构套合，内环与电极板底盖 通过螺纹结构套合；电极板底盖上开有通孔。
2. 根据权利要求1所述的一种可调薄膜预应力的膜基反射镜成形装置，其特征在于： 所述的内环底部设有用于旋转内环的把手。
【专利摘要】本实用新型公开了一种可调节薄膜预应力的膜基反射镜成形装置，其外环与内环通过螺纹结构套合，内环与电极板底盖通过螺纹结构套合，内环底部设有用于旋转内环的把手；电极板底盖上开有通孔，方便电极板导线引出。薄膜成形时，外环与压环夹持薄膜成水平状，电极板底盖与内环由于采用了螺纹套合，可以通过内环与电极板底盖之间的位移来控制薄膜与电极板之间的距离，对电极板加压后，使薄膜成形；同时可根据加工时的环境温度，通过螺纹调节内环与外环之间的相对位移，改变内环高度，将薄膜顶起，实现对薄膜预应力的调节，从而能有效克服由环境造成的膜基反射镜面形偏离，提高膜基反射镜面形精度。该装置结构简单，操作方便、快捷，具有实用价值。
【IPC分类】G02B5-08
【公开号】CN204422795
【申请号】CN201520140441
【发明人】魏尹, 唐敏学, 陈新华
【申请人】苏州大学
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2015年3月12日