伪单点复合式反射镜中心支撑结构及反射镜组件的制作方法

本发明涉及空间光学遥感，特别涉及一种伪单点复合式反射镜中心支撑结构及反射镜组件。

背景技术：

1、在反射式空间光学领域，反射镜的支撑结构是固定反射镜的载体，反射镜支撑结构的设计在反射镜研制过程中非常重要，是保证反射镜光学性能的关键。

2、在空间反射镜的支撑结构设计中，背部单点支撑结构简单，是反射镜常用的一种支撑形式，尤其对于中小口径反射镜的支撑，单点支撑要求在反射镜背部中心处只开一个孔，用于粘接反射镜的衬套和固定反射镜的柔节和背板均只有一件，单件的形位公差容易保证，装配工艺简单。但传统支撑结构的反射镜的柔节多采用双轴铰链的形式，此种结构只能等效为一个球型铰链，是一种欠约束的结构，柔性结构释放由于衬套和柔节的线胀系数不匹配产生的热应力的性能较差，不适用较大口径反射镜的支撑。

3、大口径反射镜的背部支撑技术多采用背部三点的支撑形式，背部三点支撑通过对三个支腿结构进行合理的设计，容易实现反射镜的精确定位，反射镜抗力热稳定性好，但是背部三点支撑结构要求反射镜背部开三个孔，与之配套的衬套和柔节也均为三件，在装配的过程中，需要严格保证每个衬套和柔节与光轴的垂直度要求，装配难度极大。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了克服已有技术的缺陷，提出一种伪单点复合式反射镜中心支撑结构及反射镜组件，能够提高抵抗力热变形能力的同时降低装配工艺的难度。

2、为实现上述目的，本发明采用以下具体技术方案：

3、本发明提供的伪单点复合式反射镜中心支撑结构，包括三个一体成型的支架，每个支架均包括一体结构的支叉、支腿和支爪，支叉为上底倾斜的直角梯形结构；支腿设置在支叉的上底与斜腰的顶点处，用于与安装在反射镜背部的衬套固定连接；支爪设置在支叉的下底与斜腰的顶点处，用于与外部组件连接，三个支架呈圆周120°均匀分布；

4、支腿为t型结构，包括一体结构的支腿横梁和支腿竖梁，支腿横梁用于与衬套连接，在支腿竖梁上设置有柔性铰链组，柔性铰链组包括第一柔性铰链和第二柔性铰链；

5、将支腿横梁短边的方向设为支腿长度方向，支腿横梁长边的方向设为支腿宽度方向，第一柔性铰链和第二柔性铰链均形成有“八”字型的柔性豁口；第一柔性铰链形成的柔性豁口由支腿竖梁中间沿支腿长度方向分布，第一柔性铰链向支腿竖梁与支叉的交界处延伸；第二柔性铰链形成的柔性豁口由支腿竖梁中间沿支腿宽度方向分布，第二柔性铰链向支腿竖梁与支腿横梁的交界处延伸；

6、第一柔性铰链和第二柔性铰链近似为球铰结构，用于释放衬套与支腿横梁之间产生的装配应力和热应力。

7、优选地，在支叉上设置有轻量化槽，用于减轻所述支叉的重量。

8、优选地，支叉上开设有三角形和椭圆形的轻量化槽，三角形的轻量化槽设置在支叉的斜腰与下底之间，椭圆形轻量化槽设置在支叉的上底与下底之间；支腿竖梁与支叉的下底之间为实心结构，用于保证支叉的结构强度。

9、优选地，支腿横梁与衬套的连接面为支腿安装面，支腿安装面的中心处设置有支腿定位销孔，在支腿安装面上位于支腿定位销孔的两侧分别开设有贯穿支腿横梁的支腿安装孔，用于与衬套连接。

10、优选地，支腿定位销孔为沉头孔，支腿定位销孔避开第一柔性铰链和第二柔性铰链的位置设置。

11、优选地，在支爪的对外连接面的中心处设置有支爪定位销孔，在支爪的对外连接面上位于支爪定位销孔的两侧分别设置有支爪安装孔，支爪安装孔用于固定安装外部组件。

12、优选地，支爪安装孔为通孔或螺纹孔。

13、优选地，以三个支腿竖梁作外接圆，外接圆的半径为r，支腿的宽度小于r。

14、本发明提供的反射镜组件，包括反射镜和衬套，还包括上述的伪单点复合式反射镜中心支撑结构，在反射镜的背部中心位置设置有衬套安装孔，衬套通过结构胶粘贴至所述衬套安装孔内，伪单点复合式反射镜中心支撑结构与衬套固定连接。

15、本发明能够取得如下技术效果：

16、本发明提供的伪单点复合式反射镜中心支撑结构为一整体式结构，三个支腿上设置有呈近球形铰链结构的柔性铰链，相较于传统背部单点支撑结构能够释放装配应力及热应力；本发明提供的中心支撑结构只需要在反射镜背部开设一个安装孔用于与衬套粘接，相较于传统背部三点支撑结构装配工艺简单，且具有更好的抵抗力热变形的能力。

技术特征：

1.一种伪单点复合式反射镜中心支撑结构，其特征在于，包括三个一体成型的支架，每个支架均包括一体结构的支叉、支腿和支爪，所述支叉为上底倾斜的直角梯形结构；所述支腿设置在所述支叉的上底与斜腰的顶点处，用于与安装在反射镜背部的衬套固定连接；所述支爪设置在所述支叉的下底与斜腰的顶点处，用于与外部组件连接，三个支架呈圆周120°均匀分布；

2.根据权利要求1所述的伪单点复合式反射镜中心支撑结构，其特征在于，在所述支叉上设置有轻量化槽，用于减轻所述支叉的重量。

3.根据权利要求2所述的伪单点复合式反射镜中心支撑结构，其特征在于，在所述支叉上开设有三角形轻量化槽和椭圆形轻量化槽，所述三角形轻量化槽设置在所述支叉的斜腰与下底之间，所述椭圆形轻量化槽设置在所述支叉的上底与下底之间；所述三角形轻量化槽与所述椭圆形轻量化槽之间为实心结构，用于保证所述支叉的结构强度。

4.根据权利要求1所述的伪单点复合式反射镜中心支撑结构，其特征在于，所述支腿横梁与所述衬套的连接面为支腿安装面，所述支腿安装面的中心处设置有支腿定位销孔，在支腿安装面上位于所述支腿定位销孔的两侧分别开设有贯穿支腿横梁的支腿安装孔，用于与所述衬套连接。

5.根据权利要求4所述的伪单点复合式反射镜中心支撑结构，其特征在于，所述支腿定位销孔为沉头孔，所述支腿定位销孔避开所述第一柔性铰链和所述第二柔性铰链的位置设置。

6.根据权利要求1所述的伪单点复合式反射镜中心支撑结构，其特征在于，在所述支爪的对外连接面的中心处设置有支爪定位销孔，在所述支爪的对外连接面上位于所述支爪定位销孔的两侧分别设置有支爪安装孔，所述支爪安装孔用于固定安装所述外部组件。

7.根据权利要求6所述的伪单点复合式反射镜中心支撑结构，其特征在于，所述支爪安装孔为通孔或螺纹孔。

8.根据权利要求1所述的伪单点复合式反射镜中心支撑结构，其特征在于，以三个支腿竖梁作外接圆，外接圆的半径为r，所述支腿的宽度小于r。

9.一种反射镜组件，包括反射镜和衬套，其特征在于，还包括如权利要求1-8中任一项所述的伪单点复合式反射镜中心支撑结构，在所述反射镜的背部中心位置设置有衬套安装孔，所述衬套通过结构胶粘贴至所述衬套安装孔内，所述伪单点复合式反射镜中心支撑结构的支腿横梁与所述衬套固定连接。

技术总结
本发明涉及空间光学遥感技术领域，特别涉及一种伪单点复合式反射镜中心支撑结构及反射镜组件，其中的中心支撑结构包括三个一体成型的支架，每个支架均包括一体结构的支叉、支腿和支爪，支叉为上底倾斜的直角梯形结构，支腿设置在支叉的上底与斜腰的顶点处，支爪设置在所述支叉的下底与斜腰的顶点处，三个支架呈圆周120°均匀分布，支腿上设置有柔性铰链组。本发明提供的中心支撑结构为一整体式结构，三个支腿上设置有呈近球形铰链结构的柔性铰链，相较于单点支撑能够释放装配应力及热应力；同时，本发明只需要在反射镜背部开设一个与衬套粘接的安装孔，相较于背部三点支撑装配工艺简单，且具有更好的抵抗力热变形的能力。

技术研发人员：刘晓丰,贾真
受保护的技术使用者：长春国宇光学科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14