一種運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上平面反射鏡的支撐結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明一種運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上平面反射鏡的支撐結(jié)構(gòu)，由法蘭環(huán)、壓塊、套筒、頂板、鎖緊環(huán)、球頭桿和直線電機(jī)組成；平面反射鏡的背部通過邊緣支撐的方式支撐在法蘭環(huán)上，平面反射鏡通過多個(gè)壓塊壓緊，壓塊固定在法蘭環(huán)上；套筒固定在平面反射鏡的背部上，頂板與套筒固定連接；球頭桿的一端支撐在頂板上，通過鎖緊環(huán)鎖緊球頭桿，球頭桿的另一端與直線電機(jī)連接，直線電機(jī)固定在法蘭環(huán)上。本發(fā)明適用于運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上光學(xué)儀器中平面反射鏡的支撐。
【專利說明】一種運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上平面反射鏡的支撐結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上平面反射鏡的支撐結(jié)構(gòu)，具體的說，就是在運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的振動(dòng)沖擊環(huán)境下，保證平面反射鏡的面形誤差滿足要求。
【背景技術(shù)】
[0002]為了保證成像質(zhì)量，往往對(duì)光學(xué)系統(tǒng)中的面形精度要求較高，尤其對(duì)反射鏡的面形要求較高；對(duì)于小口徑的平面反射鏡，采用背部邊緣支撐的方式即可保證面形要求，對(duì)于較大口徑的反射鏡，目前主要采用柔性支撐的支撐方式，對(duì)于運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上光學(xué)系統(tǒng)中的平面反射鏡，柔性支撐可以保證面形要求，但要求柔性支撐的搭載平臺(tái)具有很高的剛度，否則搭載平臺(tái)的變形會(huì)通過柔性支撐件傳遞到平面反射鏡上，具有高剛度的柔性支撐的搭載平臺(tái)意味著會(huì)增加載荷重量和體積。在振動(dòng)環(huán)境下，不能夠保證平面反射鏡的面形誤差的要求,不能適應(yīng)振動(dòng)環(huán)境的支撐方式。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是為運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上光學(xué)系統(tǒng)中的平面反射鏡提供一種安全可靠的支撐方式。
[0004]本發(fā)明一種運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上平面反射鏡的支撐結(jié)構(gòu)解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是由法蘭環(huán)、壓塊、套筒、頂板、鎖緊環(huán)、球頭桿和直線電機(jī)組成；平面反射鏡的背部通過邊緣支撐的方式支撐在法蘭環(huán)上，平面反射鏡通過多個(gè)壓塊壓緊，壓塊固定在法蘭環(huán)上；套筒固定在平面反射鏡的背部上，頂板與套筒固定連接；球頭桿的一端支撐在頂板上，通過鎖緊環(huán)鎖緊球頭桿，球頭桿的另一端與直線電機(jī)連接，直線電機(jī)固定在法蘭環(huán)上。
[0005]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明中壓塊在平面反射鏡的徑向具有彈性，用于降低因溫度變化而導(dǎo)致的平面反射鏡的面形誤差；套筒具有與平面反射鏡相同的熱膨脹系數(shù)，用于降低因熱膨脹不一致而導(dǎo)致的平面反射鏡的面形誤差。頂板與球頭桿的接觸面、鎖緊環(huán)與球頭桿的接觸面采用錐面與球面的接觸方式的防磨損和潤滑設(shè)計(jì)，用于降低摩擦力對(duì)平面反射鏡面形的影響。頂板、鎖緊環(huán)、球頭桿及相關(guān)的連接螺釘都具有與平面反射鏡相同的熱膨脹系數(shù)，用于降低因溫度變化帶來的影響。本發(fā)明在保證運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上大口徑平面反射鏡一定支撐剛度、且使系統(tǒng)重量增加較小的情況下，使工作過程中的平面反射鏡的面形變形滿足要求，安全、可靠支撐平面反射鏡的支撐方式。在振動(dòng)環(huán)境下，能夠保證平面反射鏡的面形誤差要求，又能適應(yīng)振動(dòng)環(huán)境的支撐方式，對(duì)光學(xué)儀器在運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上的應(yīng)用具有重要意義。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]圖1為平面反射鏡的支撐結(jié)構(gòu)示意圖
[0007]圖2為本發(fā)明法蘭環(huán)的主視圖
[0008]圖3為本發(fā)明法蘭環(huán)的俯視圖[0009]圖4為本發(fā)明壓塊的結(jié)構(gòu)示意圖
[0010]圖5為本發(fā)明平面反射鏡支撐在法蘭環(huán)上后的結(jié)構(gòu)示意圖
[0011]圖6為本發(fā)明套筒的結(jié)構(gòu)示意圖
[0012]圖7為本發(fā)明頂板的結(jié)構(gòu)示意圖
[0013]圖8為本發(fā)明鎖緊環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖
[0014]圖9為本發(fā)明球頭桿的結(jié)構(gòu)示意圖
[0015]圖10為本發(fā)明套筒、頂板、鎖緊環(huán)、球頭桿和直線電機(jī)的安裝示意圖
[0016]圖中符號(hào)說明:
[0017]I法蘭環(huán)，2為壓塊，3為套筒，4為頂板，5為鎖緊環(huán)，
[0018]6為球頭桿，7為直線電機(jī)，8螺釘，9平面反射鏡。
【具體實(shí)施方式】
[0019]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0020]如圖1和圖10所示為運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上平面反射鏡9的支撐結(jié)構(gòu)，主要由法蘭環(huán)1、壓塊
2、套筒3、頂板4、鎖緊環(huán)5、球頭桿6、直線電機(jī)7、多個(gè)螺釘8和平面反射鏡9組成；平面反射鏡9的背部通過邊緣支撐的方式支撐在法蘭環(huán)I上，并平面反射鏡9通過多個(gè)壓塊2壓緊，壓塊2通過螺釘8固定在法蘭環(huán)I上；套筒3通過膠接的方式固定在平面反射鏡9的背部，頂板4通過螺釘與套筒3固定連接；球頭桿6的一端支撐在頂板4上，通過鎖緊環(huán)5鎖緊球頭桿6，球頭桿6的另一端與直線電機(jī)7連接，直線電機(jī)7通過螺釘固定在法蘭環(huán)I上。鎖緊環(huán)5和直線電機(jī)7采用在線驅(qū)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的沖擊環(huán)境下，使運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上的光學(xué)儀器中的平面反射鏡9與法蘭環(huán)1、壓塊2始終保持接觸。
[0021]如圖2、圖3所示為法蘭環(huán)I包括:多個(gè)側(cè)壁槽10、法蘭11、內(nèi)環(huán)12、外環(huán)13和多個(gè)筋14、多個(gè)固接孔15 ;法蘭環(huán)I是平面反射鏡9的主要支撐件，也是平面反射鏡9及其支撐組件提供安裝接口。其中法蘭11、內(nèi)環(huán)12、外環(huán)13和多個(gè)筋14、多個(gè)固接孔15用于固定支撐平面反射鏡9 ;外環(huán)13上含有多個(gè)側(cè)壁槽10、多個(gè)固接孔15 ;多個(gè)側(cè)壁槽10、多個(gè)固接孔15分別均勻分布于外環(huán)13上；內(nèi)環(huán)12位于外環(huán)13的中心位置，在內(nèi)環(huán)12與外環(huán)13之間固接有多個(gè)筋14 ;每個(gè)筋14的一端置于側(cè)壁槽10中的底部，每個(gè)壓塊2位于側(cè)壁槽10中；所述筋14與側(cè)壁槽10的個(gè)數(shù)相等。
[0022]如圖4所示本發(fā)明壓塊的結(jié)構(gòu)，所述壓塊2具有與平面反射鏡9相同的熱膨脹系數(shù)，用以保證溫度變化時(shí)壓塊2對(duì)平面反射鏡9的預(yù)緊力不變；所述壓塊2在平面反射鏡9的徑向具有彈性，用于降低因溫度變化而導(dǎo)致的平面反射鏡9的面形誤差。由于本具體實(shí)施中的平面反射鏡9采用的是SiC材料，口徑為Φ 600mm，厚度為70mm，壓塊2選用銦鋼材料，兩者在室溫下具有幾乎相同的熱膨脹系數(shù)。壓塊2包括一豎直段21、上端22和下端23，上端22和下端23分別垂直于豎直段21，且上端22與下端23相互平行并分別位于豎直段21的端部的兩側(cè)。上端22壓設(shè)于平面反射鏡9上的凹槽(圖中為示出凹槽)中，下端23與法蘭環(huán)I上的側(cè)壁槽10連接。
[0023]如圖5所示為平面反射鏡9支撐在法蘭環(huán)I上的結(jié)構(gòu)，對(duì)平面反射鏡9要通過法蘭環(huán)I和壓塊2進(jìn)行預(yù)緊安裝，預(yù)緊力的大小取決于運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的振動(dòng)沖擊環(huán)境，以保證平面反射鏡9不會(huì)脫離法蘭環(huán)I和壓塊2的支撐面為準(zhǔn)，本具體實(shí)施中，運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的振動(dòng)沖擊環(huán)境為不大于I倍的重力加速度，預(yù)緊力大于2倍的平面反射鏡9的重量；平面反射鏡9的側(cè)面與壓塊2要保持一定的安裝間隙，以保證平面反射鏡9的支撐在徑向有一定的柔性，以補(bǔ)償溫度變化對(duì)面形的影響，本具體實(shí)施中，此間隙為2mm。
[0024]如圖6所示為套筒3的結(jié)構(gòu)，套筒3包括第一通孔31、第二通孔32、第三通孔33和多個(gè)螺紋孔34，其中:在套筒3的側(cè)壁上設(shè)置第一通孔31、第二通孔32，在套筒3的頂壁上設(shè)置第三通孔33 ;在套筒3的底部設(shè)有沿圓周均勻分布的多個(gè)螺紋孔34。套筒3具有與平面反射鏡9相同的熱膨脹系數(shù)，用于降低因熱膨脹不一致而導(dǎo)致的平面反射鏡9的面形誤差。套筒3嵌入平面反射鏡9的直徑和深度要有利于實(shí)施高質(zhì)量的膠接為準(zhǔn)，套筒3的側(cè)壁及底部布設(shè)通孔34，以利于提高膠接質(zhì)量，套筒3的側(cè)壁厚不易過厚，以便套筒3能夠通過微小變形消除膠接應(yīng)力。本具體實(shí)施中，套筒3的嵌入直徑為Φ 20mm，深度為20mm，壁厚為2mm的平面反射鏡9，側(cè)壁及底部布局了 5個(gè)Φ 2所述通孔。套筒3采用銦鋼材料。
[0025]如圖7所示為頂板的結(jié)構(gòu)示意圖，所述頂板4為圓形結(jié)構(gòu)，包括沿頂板4的圓周均勻分布的多個(gè)固定孔41和一個(gè)錐形槽42，在頂板4中心位置，并沿頂板4在軸向開設(shè)有一深度的錐形槽42，錐形槽42具有較高的面形粗糙度，以減小磨損和摩擦。頂板4采用銦鋼材料。
[0026]如圖8所示為本發(fā)明鎖緊環(huán)5的結(jié)構(gòu)示意圖，所述鎖緊環(huán)5為圓形結(jié)構(gòu)，鎖緊環(huán)5包括沿圓周均勻分布的多個(gè)固定孔51和一個(gè)錐形通孔52，在鎖緊環(huán)5的中心位置并沿軸向開有一定大小的錐形通孔52，錐形通孔52具有較高的面形粗糙度，以減小磨損和摩擦。鎖緊環(huán)5采用銦鋼材料。
[0027]如圖9所示為本發(fā)明球頭桿的結(jié)構(gòu)示意圖，所述球頭桿6包括球頭61和連接部62，所述球頭桿6的球頭61置于鎖緊環(huán)5在錐形通孔52中，球頭61的抵靠于頂板4的錐形槽42中，通過螺紋孔34、固定孔41、固定孔51及螺釘將鎖緊環(huán)5和球頭桿6鎖緊，頂板4與球頭桿6的接觸面、鎖緊環(huán)5與球頭桿6的接觸面采用錐面與球面的防磨損和潤滑的接觸方式設(shè)計(jì)，用于防止因球頭桿6與平面反射鏡9的微小相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)而對(duì)平面反射鏡9的鏡面造成影響，用于降低摩擦力對(duì)平面反射鏡9的面形的影響。所述頂板4、鎖緊環(huán)5、球頭桿6及相關(guān)的連接螺釘都具有與平面反射鏡9相同的熱膨脹系數(shù)，用于降低因溫度變化帶來的影響。球頭桿6的球頭61直徑大小要保證在壓緊時(shí)鎖緊環(huán)5與頂板4之間有一間隙，球頭桿6的球頭61具有較高的面形粗糙度，以減小磨損和摩擦。球頭桿6采用銦鋼材料。
[0028]如圖10所示為本發(fā)明套筒3、頂板4、鎖緊環(huán)5、球頭桿6和直線電機(jī)7的安裝好后的示意圖，球頭桿6在連接部62與直線電機(jī)7連接，頂板4與套筒3固定連接；球頭桿6的球頭61置于鎖緊環(huán)5在錐形通孔52中，球頭61的抵靠于頂板4的錐形槽42中，通過螺紋孔34、固定孔41、固定孔51及螺釘將鎖緊環(huán)5和球頭桿6鎖緊(第一通孔31、第二通孔32、第三通孔33是為保證安裝時(shí)涂膠均勻)。
[0029]本具體實(shí)施中，直線電機(jī)7選用音圈電機(jī)。在重力沿平面反射鏡9的法線方向時(shí)，調(diào)節(jié)直線電機(jī)7的驅(qū)動(dòng)力F，使平面反射鏡9的面形滿足要求。當(dāng)平面反射鏡9的平面與水平面之間的角為角度E時(shí)，直線電機(jī)的驅(qū)動(dòng)力為FXcos(E)。根據(jù)平面反射鏡9的大小，采用一個(gè)或沿中心對(duì)稱布局的多個(gè)直線電機(jī)7的調(diào)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)。
[0030]本發(fā)明工作過程:直線電機(jī)7帶動(dòng)球頭桿6、頂板4、鎖緊環(huán)5和套筒3上下運(yùn)動(dòng)，套筒3的上下運(yùn)動(dòng)使平面反射鏡9的中心相對(duì)平面反射鏡9的邊緣發(fā)生變形，改善平面反射鏡9的面形精度。
[0031]本發(fā)明未詳細(xì)闡述部分屬于本領(lǐng)域公知技術(shù)。
[0032]以上所述，僅為本發(fā)明部分【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本領(lǐng)域的人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上平面反射鏡的支撐結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述支撐結(jié)構(gòu)由法蘭環(huán)、壓塊、套筒、頂板、鎖緊環(huán)、球頭桿和直線電機(jī)組成；平面反射鏡的背部通過邊緣支撐的方式支撐在法蘭環(huán)上，平面反射鏡通過多個(gè)壓塊壓緊，壓塊固定在法蘭環(huán)上；套筒固定在平面反射鏡的背部上，頂板與套筒固定連接；球頭桿的一端支撐在頂板上，通過鎖緊環(huán)鎖緊球頭桿，球頭桿的另一端與直線電機(jī)連接，直線電機(jī)固定在法蘭環(huán)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上平面反射鏡的支撐結(jié)構(gòu)，其特征在于:法蘭環(huán)包括:多個(gè)側(cè)壁槽、法蘭、內(nèi)環(huán)、外環(huán)和多個(gè)筋、多個(gè)固接孔；法蘭環(huán)是平面反射鏡的主要支撐件，也是平面反射鏡及其支撐組件提供安裝接口 ；其中法蘭、內(nèi)環(huán)、外環(huán)和多個(gè)筋、多個(gè)固接孔用于固定支撐平面反射鏡；外環(huán)上含有多個(gè)側(cè)壁槽、多個(gè)固接孔；多個(gè)側(cè)壁槽、多個(gè)固接孔分別均勻分布于外環(huán)上；內(nèi)環(huán)位于外環(huán)的中心位置，在內(nèi)環(huán)與外環(huán)之間固接有多個(gè)筋；每個(gè)筋的一端置于側(cè)壁槽中的底部，每個(gè)壓塊位于側(cè)壁槽中；所述筋與側(cè)壁槽的個(gè)數(shù)相等。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上平面反射鏡的支撐結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述壓塊具有與平面反射鏡相同的熱膨脹系數(shù)，用以保證溫度變化時(shí)壓塊對(duì)平面反射鏡的預(yù)緊力不變；所述壓塊在平面反射鏡的徑向具有彈性，用于降低因溫度變化而導(dǎo)致的平面反射鏡的面形誤差。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上平面反射鏡的支撐結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述套筒包括第一通孔、第二通孔、第三通孔和多個(gè)螺紋孔，其中:在套筒的側(cè)壁上設(shè)置第一通孔、第二通孔，在套筒的頂壁上設(shè)置第三通孔；在套筒的底部設(shè)有沿圓周均勻分布的多個(gè)螺紋孔，套筒具有與平面反射鏡相同的熱膨脹系數(shù)，用于降低因熱膨脹不一致而導(dǎo)致的平面反射鏡的面形誤差。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上平面反射鏡的支撐結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述頂板包括:頂板為圓形結(jié)構(gòu)，沿頂板的圓周均勻分布的多個(gè)固定孔和一個(gè)錐形槽，在頂板中心位置并沿頂板在軸向開設(shè)有一深度的錐形槽。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述 的運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上平面反射鏡的支撐結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述鎖緊環(huán)為圓形結(jié)構(gòu)，鎖緊環(huán)包括沿圓周均勻分布的多個(gè)固定孔和一個(gè)錐形通孔，在鎖緊環(huán)的中心位置并沿軸向開設(shè)有的錐形通孔。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上平面反射鏡的支撐結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述球頭桿的球頭置于鎖緊環(huán)在錐形通孔中，球頭的抵靠于頂板的錐形槽中，通過螺紋孔、固定孔、固定孔及螺釘將鎖緊環(huán)和球頭桿鎖緊；所述頂板與球頭桿的接觸面、鎖緊環(huán)與球頭桿的接觸面采用錐面與球面的防磨損和潤滑的接觸方式設(shè)計(jì)，用于防止因球頭桿與平面反射鏡的微小相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)而對(duì)平面反射鏡的鏡面造成影響，用于降低摩擦力對(duì)平面反射鏡的面形的影響。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上平面反射鏡的支撐結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述頂板、鎖緊環(huán)、球頭桿及相關(guān)的連接螺釘都具有與平面反射鏡相同的熱膨脹系數(shù)，用于降低因溫度變化帶來的影響。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上平面反射鏡的支撐結(jié)構(gòu)，其特征在于:鎖緊環(huán)和直線電機(jī)采用在線驅(qū)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的沖擊環(huán)境下，使平面反射鏡與法蘭環(huán)、壓塊始終保持接觸。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上平面反射鏡的支撐結(jié)構(gòu)，其特征在于:在重力沿平面反射鏡的法線方向時(shí)，調(diào)節(jié)直線電機(jī)的驅(qū)動(dòng)力F，使平面反射鏡的面形滿足要求；當(dāng)平面反射鏡的平面與水平面之間的角為角度E時(shí)，直線電機(jī)的驅(qū)動(dòng)力等于FXcos (E);根據(jù)平面反射鏡的大 小，采用一個(gè)或沿中心對(duì)稱布局的多個(gè)直線電機(jī)的調(diào)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)。
【文檔編號(hào)】G02B7/192GK103529537SQ201310495259
【公開日】2014年1月22日 申請(qǐng)日期:2013年10月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月21日
【發(fā)明者】劉興法, 扈宏毅, 溫正明, 劉儒貞, 包啟亮 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院光電技術(shù)研究所