一种具有高力热稳定性的齿形反射镜一体化托框结构的制作方法

1.本技术涉及航天光学遥感器的技术领域，特别是一种具有高力热稳定性的齿形反射镜一体化托框结构。


背景技术：

2.反射镜是空间遥感相机光学系统中最关键的光学元件，它的面形精度对成像质量产生直接影响。空间遥感相机要承受在运载和发射过程中的冲击、振动和过载，又要承受空间温度变化产生的影响，并要保证光学系统的光学元件面形精度和位置精度。因此要求反射镜的支撑机构要保证反射镜的位置及面形精度的稳定性。
3.随着空间相机分辨率的提高，主反射镜的口径越来越大，传统的反射镜结构设计形式在主反射镜口径超过φ500mm时，在地面装调、试验测试、在轨工作时，对重力、振动、温度环境等因素比较敏感，在大口径反射镜支撑设计中如何保证主反射镜面形是难点。
4.对于大口径反射镜来说，传统装框反射镜重量大，且反射镜面形对温度和装配应力十分敏感；3点bipod或多点whiffle-tree支撑形式对装配工艺要求较高，且抗过载能力较差。


技术实现要素：

5.为了克服现有技术的上述不足，提供一种大口径空间遥感相机反射镜支撑结构，保证在地面装调、测试过程中易于保持反射镜面形，并且能承受较大的振动载荷，具有较大的温度适应性。
6.本技术采用如下的技术方案：
7.一种具有高力热稳定性的齿形反射镜一体化托框结构，包括反射镜和托框，所述反射镜的支撑面设置有多个支撑槽，支撑槽沿着反射镜支撑槽支撑面的边缘位置向靠近反射镜轴线的方向延伸，支撑槽包括底壁、端壁和两个侧壁，底壁位于反射镜的支撑面，端壁从底壁靠近反射镜轴线的端部开始，沿着与反射镜轴线平行的方向延伸，侧壁位于底壁和端壁的两侧，托框朝向反射镜的一侧设置有多个支撑齿，支撑齿卡设于支撑槽内，且支撑齿与底壁、侧壁和端壁之间均设置有胶层。
8.在上述的支撑结构中，所述支撑齿的内部中空，且支撑齿的两端贯通，支撑齿开设有贯穿支撑齿内部与外部的注胶孔。
9.在上述的支撑结构中，所述底壁的延伸方向与端壁之间的夹角为钝角。
10.在上述的支撑结构中，所述胶层厚度不超过0.5mm。
11.在上述的支撑结构中，所述托框的外侧面开设有沿着垂直于托框径向方向延伸的切槽，切槽沿着托框轴线方向至少设置两层。
12.在上述的支撑结构中，相邻两层所述切槽之间相交错。
13.在上述的支撑结构中，每层所述切槽沿着托框周向将其n等分，n为大于6的偶数。
14.在上述的支撑结构中，所述托框的外侧开设有减重槽。
15.在上述的支撑结构中，所述反射镜的支撑面设置有多个安装齿，安装齿垂直于反射镜支撑面的边缘位置，安装齿过反射镜的轴线，安装齿绕反射镜的轴线均匀分布，托框朝向反射镜的表面设置有多个支撑齿，反射镜的支撑面设置有与反射镜同轴的支撑环，支撑环与安装齿靠近反射镜轴线的端部固定连接，相邻的两个支撑齿与其支架的支撑环形成支撑槽。
16.在上述的支撑结构中，所述反射镜的支撑面设置有多个不同直径的加强环，加强环位于支撑环内侧，加强环之间、支撑环与加强环之间均连接有多个加强筋。
17.综上所述，本技术至少包括以下有益技术效果：
18.1.本发明采用通过切槽实现柔性和阻尼，既能够减小热环境变化和外部强迫位移对反射镜面形的影响，又能为反射镜提供良好的结构阻尼，从而提高反射镜的抗力学过载能力；
19.2.本发明实施过程简单，有利于快速完成反射镜组件的装调，并对后续集成测试环境(重力，热，强迫位移等)不敏感；
20.3.本发明反射镜和柔性卸载托框均进行高轻量化设计，但依然满足高刚度要求。
附图说明
21.图1为本发明具体实施方式中单个托框与反射镜的安装关系示意图；
22.图2为本发明具体实施方式中托框的结构示意图；
23.图3为本发明具体实施方式中反射镜的结构示意图。
24.附图标记说明：1、反射镜；11、支撑槽；12、安装齿；13、支撑环；14、加强环；15、加强筋；2、托框；21、支撑齿；22、减重槽；5、注胶孔；3、切槽；4、凸台。
具体实施方式
25.下面结合附图1-3和具体实施例对本技术作进一步详细的描述：
26.参照图1，一种具有高力热稳定性的齿形反射镜一体化托框结构，包括反射镜1和托框2，反射镜1的支撑面设置有多个支撑槽11，托框2朝向反射镜1的一侧设置有多个支撑齿21，支撑齿21卡设于支撑槽11内，且支撑齿21与支撑槽11之间设置有胶层。
27.支撑槽11沿着反射镜1支撑槽11支撑面的边缘位置向靠近反射镜1轴线的方向延伸，支撑槽11包括底壁、端壁和两个侧壁，底壁位于反射镜1的支撑面，端壁从底壁靠近反射镜1轴线的端部开始，沿着与反射镜1轴线平行的方向延伸，底壁的延伸方向与端壁之间的夹角为钝角，侧壁位于底壁和端壁的两侧，底壁、侧壁和端壁之间均设置胶层，胶层厚度不超过0.5mm。胶层主要发生剪切变形，胶板的剪切模量比拉压模量小很多，使主反射镜1所受外力减小，使得主反射镜1形状不恶化。具体的，安装槽结构可以通过以下结构实现，反射镜1的支撑面设置有多个安装齿12，安装齿12垂直于反射镜1支撑面的边缘位置，安装齿12过反射镜1的轴线，安装齿12绕反射镜1的轴线均匀分布，反射镜1的支撑面设置有与反射镜1同轴的支撑环13，支撑环13与安装齿12靠近反射镜1轴线的端部固定连接，相邻的两个支撑齿21与其支架的支撑环13形成支撑槽11。
28.本实施例中，反射镜1为sic齿形反射镜1。反射镜1的支撑面设置有多个不同直径的加强环14，加强环14位于支撑环13内侧，加强环14之间、支撑环13与加强环14之间均连接
有多个加强筋15。使得反射镜1的底部有较高的强度，有利于其面形的保持。
29.支撑齿21的内部中空，且支撑齿21的两端贯通，支撑齿21开设有贯穿支撑齿21内部与外部的注胶孔5，只胶孔设置多个，在支撑齿21正对底壁、侧壁和端壁的每个侧面均设置至少两个注胶孔5。
30.托框2的外侧面开设有沿着垂直于托框2径向方向延伸的切槽3，切槽3沿着托框2轴线方向至少设置两层，相邻两层所述切槽3之间相交错。本实施例中，切槽3设置两层。每层所述切槽3沿着托框2周向将其n等分，n为大于6的偶数。托框2的外侧开设有减重槽22，减重槽22在托框2周向均匀分布。径向两层切槽3结构形成组合柔性，以便更好的进行热卸载和装配力卸载。相比于一层切槽3结构，两层切槽3结构在胶斑对应位置处局部厚度较厚，形成较好的局部刚度，从而有利于使胶斑均匀受力，提高反射镜1组件的抗过载能力。齿形反射镜1和柔性卸载托框2均进行高轻量化设计。采用本发明支撑方式后地面装调和温度变化4℃均能保证面形变化在0.002λ(λ＝632.8mm)以内。
31.托框2开设有多个圆孔，圆孔与切槽3的两端位置连通。
32.托框2背离反射镜1反射面的一侧设置有凸台4，凸台4上设置有对外接口。托框2通过该对外接口与主承力结构螺接。
33.本技术的实施原理为：先将托框2与主承力结构螺接，将反射镜1的支撑槽11与托框2的支撑齿21相配合，然后，托框2和反射镜1通过工装定心，保证托框2与反射镜1同心，且注胶间隙均匀。通过注胶孔5进行注胶，得到反射镜1的胶粘区域6，胶固化后，完成托框2结构与反射镜1的安装。
34.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。