同轴空间相机的主次镜支撑结构的制作方法

本发明涉及空间相机结构技术领域，尤其涉及一种同轴空间相机的主次镜支撑结构。

背景技术：

随着世界各国对空间相机的需求日益增加，空间相机也逐渐向高分辨率、长焦距以及大口径方向发展，但同时受到空间载荷的成本、尺寸以及总体质量的限制，用户和运载方都对空间相机的结构尺寸与轻量化提出了更高的要求。另外，为了保证空间相机在空间微重力和热环境中的光学性能，空间相机的支撑结构需要保证足够高的强度、刚度以及热稳定性，用以抵御空间环境所带来的不利影响。所以，碳纤维复合材料作为20世纪60年代中期崛起的一种新型结构材料，凭借它所具有的低密度、高比刚度、热膨胀系数可设计和易于整体成型等诸多优点，能够替代部分传统金属材料，满足空间相机的发展需求。

同轴空间相机具有结构紧凑、易于加工、宽光谱适用性等优点，已广泛应用于对地观测卫星设备中，其主镜、次镜的面形及其相对位置都具有较高的精度要求。然而，传统相机的主次镜支撑结构多为殷钢材料，质量过大，不能满足紧凑型空间载荷的轻量化需求。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种轻质、高比刚度的、紧凑型的同轴空间相机的主次镜支撑结构。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种同轴空间相机的主次镜支撑结构，其特征在于，包括：次镜座压圈(1)、次镜垫片(2)、次镜座(3)、次镜(4)、次镜压圈(5)、组合支撑筒(6)、芯轴(7)、主镜压圈(8)、主镜橡胶垫片(9)、主镜(10)、主镜座(11)、芯轴压圈(12)；其中：

主镜(10)采用芯轴(7)支撑，所述主镜(10)与芯轴(7)通过主镜橡胶垫片(9)及主镜压圈(8)连接固定；所述芯轴(7)与主镜(10)装配于主镜座(11)中，所述芯轴(7)与主镜座(11)通过芯轴压圈(12)连接固定；

所述次镜(4)装配于次镜座(3)中，所述次镜(4)与次镜座(3)通过次镜压圈(5)连接固定；

所述主镜座(11)与次镜座(3)分别与组合支撑筒(6)两端的法兰面连接，次镜座(3)通过所述次镜座压圈(1)与组合支撑筒(6)连接，主镜座(11)通过螺钉与组合支撑筒(6)的法兰面连接；所述次镜座(3)与组合支撑筒(6)之间设置次镜垫片(2)，用以轴向调整次镜位置。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，同轴空间相机的主次镜支撑结构的主、次镜分别装配于各自的镜座中，通过设计镜座的热膨胀系数、刚度和强度等材料结构参数，可以有效地保护和支撑光学元件，减少空间环境对光学元件的影响，这样的模块化结构形式更利于光学系统的装配和调试。其中的组合支撑筒，采用新型的碳纤维复合材料作为支撑筒原材料，并通过胶接与螺纹连接的方式与两个金属镜架固定，在保证足够刚度强度前提下，实现组合支撑筒结构的轻量化，还能满足装配法兰面的高精度加工要求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明实施例提供的同轴空间相机的主次镜支撑结构剖视图；

图2为本发明实施例提供的同轴空间相机的组合支撑筒结构剖视图；

图3为本发明实施例提供的同轴空间相机的主次镜支撑结构的外形结构示意图。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅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，都属于本发明的保护范围。

本发明实施例提供一种同轴空间相机的主次镜支撑结构，如图1所示，其主要包括：次镜座压圈1、次镜垫片2、次镜座3、次镜4、次镜压圈5、组合支撑筒6、芯轴7、主镜压圈8、主镜橡胶垫片9、主镜10、主镜座11、芯轴压圈12；其中：

主镜10采用芯轴7支撑，所述主镜10与芯轴7通过主镜橡胶垫片9及主镜压圈8连接固定；所述芯轴7与主镜10装配于主镜座11中，所述芯轴7与主镜座11通过芯轴压圈12连接固定；

所述次镜4装配于次镜座3中，所述次镜4与次镜座3通过次镜压圈5连接固定；

所述主镜座11与次镜座3分别与组合支撑筒6两端的法兰面连接，次镜座3通过所述次镜座压圈1与组合支撑筒6连接，主镜座11通过螺钉与组合支撑筒6的法兰面连接；所述次镜座3与组合支撑筒6之间设置次镜垫片2，用以轴向调整次镜位置。

如图2所示，所述组合支撑筒6主要包括：次镜支架6-1、碳纤维筒6-2、螺钉6-3以及主镜支架6-4；

所述碳纤维筒6-2采用低密度、高比强度的碳纤维复合材料，所述次镜支架6-1与主镜支架6-4采用钛合金或铝合金金属材料，碳纤维筒6-2内环面设置环向挡光环，碳纤维筒6-2与主镜支架6-4及次镜支架6-1圆周配合面处通过胶接以及所述周向分布的螺钉6-3紧固，如此可以保证连接处具有足够的强度。采用碳纤维复合材料与金属材料组合的方式，即可以实现组合结构的轻量化，又便于加工装调，满足高精度装配要求。

本发明实时提供的同轴空间相机的主次镜支撑结构相对于传统方案而言，主要获得如下有益效果：同轴空间相机的主次镜支撑结构的主、次镜分别装配于各自的镜座中，通过设计镜座的热膨胀系数、刚度和强度等材料结构参数，可以有效地保护和支撑光学元件，减少空间环境对光学元件的影响，这样的模块化结构形式更利于光学系统的装配和调试。其中的组合支撑筒，采用新型的碳纤维复合材料作为支撑筒原材料，并通过胶接与螺纹连接的方式与两个金属镜架固定，在保证足够刚度强度前提下，实现组合支撑筒结构的轻量化，还能满足装配法兰面的高精度加工要求。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种同轴空间相机的主次镜支撑结构，同轴空间相机的主次镜支撑结构的主、次镜分别装配于各自的镜座中，通过设计镜座的热膨胀系数、刚度和强度等材料结构参数，可以有效地保护和支撑光学元件，减少空间环境对光学元件的影响，这样的模块化结构形式更利于光学系统的装配和调试。其中的组合支撑筒，采用新型的碳纤维复合材料作为支撑筒原材料，并通过胶接与螺纹连接的方式与两个金属镜架固定，在保证足够刚度强度前提下，实现组合支撑筒结构的轻量化，还能满足装配法兰面的高精度加工要求。

技术研发人员：张丹丹;相里斌;吕群波;李伟艳;刘扬阳;赵娜;谭政;方煜;陈鑫雯
受保护的技术使用者：中国科学院光电研究院
技术研发日：2018.02.07
技术公布日：2018.07.03