一種空間用平面反射鏡光學指向組件的制作方法
【技術領域】
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[0001]本發明涉及航天遙感與激光通信儀器用的平面反射鏡指向組件，具體是指由平面反射鏡、轉軸及聯接平面反射鏡和轉軸的聯接構件組成的指向組件。
【背景技術】
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[0002]在航天遙感和激光通信儀器中常采用平面反射鏡指向機構:對于遙感儀器指向鏡機構用以擴大成像視場，對于激光通信指向機構則用來進行掃描跟蹤對準目標，建立信道。指向機構中平面反射鏡的高精度無應力支撐一直是一個技術難題。目前的支撐方法主要有兩種，一種是在平面反射鏡兩側面各安裝一個轉軸，對平面鏡進行兩側支撐，這種做法使得鏡體成為了回轉軸的一段，一方面鏡體兩側轉軸的同軸度難以保證，導致軸系有較大的附加裝配應力，儀器在軌運行時縮短運動部件壽命;另一方面裝配應力將反饋到鏡體上，影響鏡面面形精度，最終影響儀器的成像質量。一種采用通心軸中心安裝方式，即在鏡體的側面設置有一個貫穿孔，同心軸貫穿鏡體，并在同心軸中心處設置連接塊與鏡體聯接，這種方式可以克服回轉同心度的問題，但在鏡體側面設置貫穿孔，破壞了鏡體本身的完整性，對鏡體的剛度有一定影響，且貫穿孔一般都設置在對稱軸線上，支撐在鏡體的中心處，勢必對鏡體中心鏡面面形精度有較大影響，對于能量高斯分布的激光光束來說，損失中心部分的面形精度會造成較大的性能損失。同時由于平面反射鏡一般采用背部減輕，質心非常靠近鏡面，而為了保持一定的鏡面厚度，通心軸回轉軸線不可能通過鏡體質心，這使得鏡體需要在背部進行配重以達到靜平衡，這對重量與體積都十分受限的航天儀器來說是十分不利的。
【發明內容】
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[0003]基于上述已有平面反射鏡結構上存在的問題，本發明提出了一種曲軸中心支撐的聯接結構，該結構保證了鏡體的完整性，提高了鏡體尤其是中心部位的剛度；同時通過設計曲軸的回轉軸線通過指向鏡組件質心，實現繞回轉軸線的靜平衡，無需增加多余的配重結構。通過聯接構件的精度控制，可有效的改善鏡體的聯接應力與熱適應性，實現高面形精度的裝夾。
[0004]本發明的平面反射鏡指向組件包括:平面反射鏡、曲軸以及平面反射鏡和曲軸之間的聯接構件。
[0005]所述平面反射鏡I為橢圓形平面鏡，鏡體背部設置減輕槽。平面反射鏡I背部設置有基準面101，作為安裝聯接柱2的基準;平面反射鏡I背部設置有四個對稱分布的盲孔102，尺寸與四個聯接柱2相配，四個盲孔102設置集中在鏡體中心；
[0006]所述聯接柱2圓柱面上有貯膠花格203，用以增加膠接時的粘接力同時保障膠層厚度。聯接柱2上有三個圓周均布的凸耳202，在聯接柱2裝入平面反射鏡I背部盲孔102時作為定位使用。聯接柱頂端平面201與蝶形轉接板3通過螺釘4聯接，頂端平面201平面度要求不大于0.002mm，頂端平面201上有螺孔204用以聯接蝶形轉接板3;
[0007]所述蝶形轉接板3上平面301與曲軸5通過螺釘6聯接，平面301上設置有與曲軸5聯接的螺孔302，下平面304與4個聯接柱2聯接，并在每個下平面304中心處設置有通孔303，供螺釘4穿過；
[0008]所述曲軸5中心處有安裝平面502，安裝面背部設置有通孔503，供螺釘6穿過，曲軸5上有兩個安裝法蘭501，與外設的回轉設備聯接。安裝法蘭501的中心孔軸線通過整個組件的質心。
[0009]聯接柱2圓柱面貯膠花格203上涂覆環氧膠，塞入平面反射鏡I背部盲孔102中，塞入后凸耳202應與基準面101貼平，表明聯接柱2安裝到位。待環氧膠固化后，將四個聯接柱2的頂端平面201修研共面。然后在頂面201上安裝蝶形轉接板3，螺釘4穿過通孔303固定在螺孔204上，通過螺接將蝶形轉接板3與平面反射鏡I完成聯接。螺釘6穿過曲軸5上通孔503緊固在蝶形轉接板3螺孔302上，曲軸5中心平面502與蝶形轉接板3平面301貼合。曲軸安裝法蘭501的中心孔軸線通過整個組件的質心。
[0010]本發明的優點在于:
[0011]1、通過曲軸的中心支撐，回避了鏡體上開貫穿孔的問題，保證了鏡體的完整性，提高了鏡體尤其是中心部位的剛度，使鏡體包含中心部位全口徑高面形精度的裝夾得以實現。
[0012]2、通過設計曲軸的回轉軸線使其通過指向鏡組件質心，實現繞回轉軸線的靜平衡，無需增加多余的配重結構，節約了組件的體積與質量資源，對于航天產品意義重大；
[0013]3、在曲軸的中心部位對鏡體進行支撐，可最大程度的降低裝配應力對鏡體的傳遞，通過聯接構件的精度控制，可有效的改善鏡體的聯接應力與熱適應性，實現高面形精度的裝夾。
【附圖說明】
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[0014]圖1.平面反射鏡指向組件爆炸圖；
[0015]圖2.平面反射鏡指向組件結構示意圖，(a)是局部俯視圖，(b)是局部階梯剖視圖；
[0016]圖3.平面反射鏡結構示意圖；
[0017]圖4.聯接柱的不意圖；
[0018]圖5.蝶形轉接板的示意圖，(a)是底部軸測圖，(b)是正面軸測圖；
[0019]圖6.曲軸的示意圖，(a)是底部軸測圖，(b)是正面軸測圖。
[0020]具體的實施方式:
[0021]下面結合附圖對本發明的【具體實施方式】作進一步的詳細介紹:
[0022]1、見圖3、4、5、6，裝配前對各個安裝面201、301、304、502平面度進行研磨，保證其平面度達到0.002_。
[0023]見圖1、2，聯接柱2圓柱面貯膠花格203上涂覆環氧膠，塞入平面反射鏡I背部盲孔102中，塞入后凸耳202應與基準面101貼平，表明聯接柱2安裝到位。待環氧膠固化后，將四個聯接柱2的頂端平面201修研共面。然后在頂面201上安裝蝶形轉接板3，螺釘4穿過通孔303固定在螺孔204上，通過螺接將蝶形轉接板3與平面反射鏡I完成聯接。螺釘6穿過曲軸5上通孔503緊固在蝶形轉接板3螺孔302上，曲軸5中心平面502與蝶形轉接板3平面301貼合。曲軸安裝法蘭501的中心孔軸線通過整個組件的質心。在聯接過程中，用力矩扳手控制每個螺釘的扭緊力，同時用激光干涉儀監測平面反射鏡面形精度變化，防止安裝應力過大，穩定后采用防松膠固封螺釘。
【主權項】
1.一種空間用平面反射鏡指向組件，它包括平面反射鏡(I)、曲軸(5)以及平面反射鏡和曲軸之間的聯接構件;聯接構件包括:聯接柱(2)、蝶形轉接板(3)其特征在于: 所述平面反射鏡(I)為橢圓形平面鏡，鏡體背部設置減輕槽，平面反射鏡(I)背部設置有基準面(101)作為安裝聯接柱(2)的基準;平面反射鏡(I)背部設置有四個對稱分布的盲孔(102)，尺寸與四個聯接柱(2)相配，四個盲孔(102)設置集中在鏡體中心； 所述聯接柱(2)圓柱面上有貯膠花格(203)，用以增加膠接時的粘接力同時保障膠層厚度，聯接柱(2)上有三個圓周均布的凸耳(202)，在聯接柱(2)裝入平面反射鏡(I)背部盲孔(102)時作為定位使用，聯接柱頂端平面(201)與蝶形轉接板(3)通過螺釘(4)聯接，頂端平面(201)平面度要求不大于0.002mm，頂端平面(201)上有螺孔(204)用以聯接蝶形轉接板(3)； 所述蝶形轉接板(3)上平面(301)與曲軸(5)通過螺釘(6)聯接，平面(301)上設置有與曲軸(5)聯接的螺孔(302)，下平面(304)與4個聯接柱(2)聯接，并在每個下平面(304)中心處設置有通孔(303 )，供螺釘(4)穿過； 所述曲軸(5)中心處有安裝平面(502)，安裝面背部設置有通孔(503)，供螺釘(6)穿過，曲軸(5)上有兩個安裝法蘭(501)，與外設的回轉設備聯接，安裝法蘭(501)的中心孔軸線通過整個組件的質心； 平面反射鏡指向組件各部件連接方法如下:聯接柱(2)圓柱面貯膠花格(203)上涂覆環氧膠，塞入平面反射鏡(I)背部盲孔(102)中，塞入后凸耳(202)應與基準面(101)貼平，表明聯接柱(2)安裝到位，待環氧膠固化后，將四個聯接柱(2)的頂端平面(201)修研共面，然后在頂面(201)上安裝蝶形轉接板(3)，螺釘(4)穿過通孔(303)固定在螺孔(204)上，通過螺接將蝶形轉接板(3)與平面反射鏡(I)完成聯接;螺釘(6)穿過曲軸(5)上通孔(503)緊固在蝶形轉接板(3)螺孔(302)上，曲軸(5)中心平面(502)與蝶形轉接板(3)平面(301)貼合，曲軸安裝法蘭(501)的中心孔軸線通過整個組件的質心。
【專利摘要】本發明公開了一種空間用平面反射鏡指向組件，包括：平面反射鏡、曲軸以及平面反射鏡和曲軸之間的聯接構件。聯接構件包括：聯接柱、蝶形轉接板。該結構的特征是采用曲軸對平面反射鏡進行中心支撐，保證了鏡體的完整性，提高了鏡體尤其是中心部位的剛度；同時通過設計曲軸的回轉軸線通過指向鏡組件質心，實現繞回轉軸線的靜平衡，無需增加多余的配重結構。通過聯接構件的精度控制，可有效的改善鏡體的聯接應力與熱適應性，實現高面形精度的裝夾。
【IPC分類】G02B7/198
【公開號】CN105549175
【申請號】CN201610019757
【發明人】姜紫慶, 賈建軍, 黃冠杰, 王乾坤
【申請人】中國科學院上海技術物理研究所
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2016年1月13日