适用于空间相机反射镜的柔性支撑结构转让专利
申请号 : CN202011038075.0
文献号 : CN112130277B
文献日 : 2021-06-25
发明人 : 张刘 , 王泰雷 , 张帆 , 赵宇 , 赵寰宇 , 郑潇逸 , 张柯 , 昝世凯
申请人 : 吉林大学
摘要 :
权利要求 :
1.适用于空间相机反射镜的柔性支撑结构,包括固定座(1)、锥形环(2)和刚性支撑梁(3);所述刚性支撑梁(3)、锥形环(2)和固定座(1)的中心线同轴;
其特征是:还包括S型柔性铰链(4);所述锥形环(2)包括外锥形面(201)和内圆柱面(202);
所述刚性支撑梁(3)的上部与所述固定座(1)连接,下部同时与三个S型柔性铰链(4)的底部连接,所述S型柔性铰链(4)的顶部与锥形环(2)的内圆柱面(202)连接;
所述外锥形面(201)与反射镜(5)的锥形盲孔(501)连接;
所述固定座(1)包括安装环(101)和环内支撑结构(102);所述安装环(101)上留有螺纹孔(103)和注胶槽(104);所述安装环(101)通过所述螺纹孔(103)和注胶槽(104)与空间相机的基板装配与定位;
锥形环(2)与S型柔性铰链(4)一体化设计;
所述S型柔性铰链(4)深入到锥形盲孔(501)底部,实现S型柔性铰链(4)的柔性中心(404)与反射镜(5)的质心平面(502)处于同一平面上。
2.根据权利要求1所述的适用于空间相机反射镜的柔性支撑结构,其特征在于:所述S型柔性铰链(4)包括柔性铰链(401)、柔性槽Ⅰ(402)和柔性槽Ⅱ(403);三个S型柔性铰链(4)呈120°分布;所述S型柔性铰链(4)处于所述固定座(1)下方。
3.根据权利要求1所述的适用于空间相机反射镜的柔性支撑结构,其特征在于:所述刚性支撑梁(3)为中空结构。
4.根据权利要求1所述的适用于空间相机反射镜的柔性支撑结构,其特征在于:所述固定座(1)处于所述柔性支撑结构顶部;所述S型柔性铰链(4)位于所述柔性支撑结构底部。
5.根据权利要求1所述的适用于空间相机反射镜的柔性支撑结构,其特征在于:所述外锥形面(201)和反射镜锥形盲孔(501)的锥度均为1:18以便于进行装配定位。
说明书 :
适用于空间相机反射镜的柔性支撑结构
技术领域
背景技术
要影响因素,虽然反射镜是在微重力条件下使用的,但是反射镜的全部检测工作是在地面
实验室中完成的,重力作用下的镜体运动与变形均会在工作轨道中恢复,从而造成反射镜
的性能退化。为了最大程度削弱这一影响,最有效的方法之一就是使反射镜的质心与支撑
结构的柔性中心处于同一平面上。
有温度变化载荷时反射镜会根据自身的热膨胀系数发生弹性变形。另一方面,尽管空间相
机的关键组件配合部分的机械公差会受到严格的控制,但是安装面在加工到一定精度以后
很难再继续改善,从而形成了施加在支撑结构配合面上的装配容差,由装配容差引起的力
和力矩会产生过大的应力并使反射镜弹性变形。这两种载荷所引起的反射镜弹性变形都会
使反射镜发生面型精度退化,因此需要在柔性支撑上设置合理的柔性环节来抵消温度载荷
和装配容差对反射镜的影响。
结构通常由锥套和柔性结构两部分装配而成,对于超薄反射镜而言,由于锥套的存在柔性
结构的柔性中心很难与反射镜质心设置到同一平面,且这种形式自身重量较大不利于整机
减重。另一方面,超薄反射镜内部空间较小,简单的柔性结构难以抵消上述温度载荷和装配
容差对反射镜的影响,因此需要设计合理的柔性结构以满足反射镜的使用需求。
撑孔,每个柔性支撑单元通过支撑孔与小型超轻反射镜连接柔性支撑单元与支撑孔配合胶
粘固定柔性支撑单元包括顶部粘接环、环内支撑结构、第一柔性片、过渡连接结构、第二柔
性片和底部安装座环内支撑结构的边缘与顶部粘接环连接,环内支撑结构的下端与第一柔
性片连接第二柔性片的上端通过过渡连接结构与第一柔性片连接,第二柔性片的下端与底
部安装座连接本发明装置减小了柔性支撑结构的体积,降低了支撑结构的重量。
柔性中心与反射镜质心不处在同一平面内,导致重力载荷下反射镜体上存在额外的力矩作
用,从而影响到反射镜的面型精度。
发明内容
与锥形环的内圆柱面连接;所述外锥形面与反射镜的锥形盲孔的连接;所述固定座包括安
装环和环内支撑结构;所述安装环上留有螺纹孔和注胶槽;所述安装环通过所述述螺纹孔
和注胶槽与空间相机的基板装配与定位。
削弱重力载荷对反射镜面型精度的影响。同时,具有较轻的质量和较简化的装配流程。
型柔性铰链的尺寸参数调整来削弱温度载荷对反射镜面型精度的影响。
重力载荷下承受额外的力和力矩,保证了反射镜进入微重力环境后的面型精度。
附图说明
铰链,402、柔性槽Ⅰ,403、柔性槽Ⅱ,404、柔性中心;501、锥形盲孔,502、质心平面。
具体实施方式
的中心线同轴;
于与反射镜5进行胶接固定。
外锥形面201和反射镜锥形盲孔501的锥度均为1:18以便于进行装配定位。
和柔性槽Ⅱ403;S型柔性铰链4存在一个柔性中心404。所述刚性支撑梁3的上部与所述固定
座1的环内支撑结构102连接,下部同时与三个S型柔性铰链4底部的柔性铰链401连接,所述
S型柔性铰链4的顶部与锥形环2的内圆柱面202连接;所述三个S型柔性铰链4呈120°分布;
所述S型柔性铰链4处于所述固定座1下方。
射镜5通过锥形盲孔501与本发明所述外锥形面201具有尺寸相同的配合面且能够通过胶接
固定,已到达装配的目的。
够保持自身极小的变形量,此时S型柔性铰链4受到力的作用发生较大变形。所述S型柔性铰
链4处在整体结构最下方,能够深入到锥形盲孔501底部,以实现S型柔性铰链4的柔性中心
404与反射镜5的质心平面502处于同一平面上。这样,重力载荷就不会在反射镜5上形成额
外的力矩,从而避免了重力载荷引起的面型精度恶化。温度载荷会引起反射镜5自身发生热
膨胀变形,装配容差会在固定座1的安装环101上产生强制位移;S型柔性铰链4会根据不同
方向传来的力的作用产生相应的变形,从而有效的抵消外部因素对反射镜5的面型精度产
生的影响。
和材料的反射镜合理的设计调整本发明是能够适用且有效的。所述S型柔性铰链4可以根据
实际使用情况进行参数优化。
变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。