本发明涉及非对称非球面反射镜,具体涉及一种带柔性精微支撑机构的非对称非球面反射镜。
背景技术:
1、反射镜的支撑机构设计原则主要考虑三个方面:自由度、摩擦力、材料温度性能匹配。通过这三个方面的设计能够使得反射镜支撑机构更稳定,同时对反射镜面型精度的影响最小。反射镜支撑机构的设计合理与否,会直接影响主镜组件(主镜+柔性结构)的力学性能和光学性能。在得到了最优的主镜设计结构后,如何保证主镜性能的发挥是柔性结构设计的核心。柔性结构除了要保证主镜组件具备高的基频外,还需要能够保证主镜在各种工况下拥有良好的面形精度,这对柔性结构的设计提出了很高的要求。热应力、倾覆应力和安装应力是影响主镜光学面形的三大因素,而柔性结构的最优设计就围绕着降低这三种应力而展开。但现有的柔性结构对于直径为170mm~180mm的非对称非球面反射镜,有的过柔,容易产生寄生运动,有的过刚,应力吸收能力差。
技术实现思路
1、本发明目的是提供一种带柔性精微支撑机构的非对称非球面反射镜,以解决现有的柔性结构对于直径为170mm~180mm的非对称非球面反射镜,有的过柔,容易产生寄生运动,有的过刚,应力吸收能力差的技术问题。
2、为了达到上述目的,本发明采用如下技术方案:
3、一种带柔性精微支撑机构的非对称非球面反射镜,包括反射镜本体,所述反射镜本体为圆形,其背面为平面,反射面为非对称非球面曲面,其整体沿径向从一侧至另一侧由厚至薄平滑过渡,所述反射镜本体的直径范围为170mm~180mm;
4、其特殊之处在于:还包括支撑底座、设置在支撑底座上的n个柔性两脚架以及设置在每个柔性两脚架上的柔性粘接组件;
5、所述反射镜本体设置于支撑底座上,其背面靠近支撑底座;所述反射镜本体的背面设有多个减重槽,使得反射镜本体与n个柔性两脚架构成的转动瞬心重合;所述反射镜本体的侧壁上设有n个圆形粘接槽,n≥3且为正整数;
6、n个所述柔性两脚架绕反射镜本体周向均匀分布,并与支撑底座可拆卸连接;每个所述柔性两脚架上分别设有第一注胶孔;
7、所述柔性粘接组件设置在反射镜本体的侧壁与对应柔性两脚架之间;每个柔性粘接组件分别包括一个粘接环和m个柔性叶瓣,m≥3且为正整数;所述粘接环一端与柔性两脚架可拆卸连接,其中心孔与所述第一注胶孔同轴对应;每个所述柔性叶瓣均为圆弧板状;各个所述柔性叶瓣一端与粘接环另一端垂直连接,各个柔性叶瓣另一端均悬空;m个所述柔性叶瓣绕粘接环周向均匀分布,形成一个与反射镜本体上的粘接槽相匹配的圆形结构,使得所述圆形结构能够伸入所述粘接槽以支撑反射镜本体;相邻的所述柔性叶瓣之间设有间隙。
8、进一步地,每个所述粘接槽的直径为13~15mm,其深度为7~8mm;
9、每个所述柔性叶瓣的长度为7.5-8.5mm,其厚度为0.5~1.5mm,其弧度为30°~115°。
10、进一步地,每个所述粘接槽的直径为14mm,其深度为7.5mm;
11、每个所述柔性叶瓣的长度为8mm,其厚度为1mm。
12、进一步地,每个所述柔性叶瓣上分别设有k个第二注胶孔,k≥1且为正整数。
13、进一步地,所述k=1;
14、所述第二注胶孔的直径为1mm。
15、进一步地,所述n=3,m=6。
16、进一步地,所述反射镜本体采用ule制作;
17、所述支撑底座、柔性两脚架以及柔性粘接组件均采用4j36殷钢材质制作。
18、进一步地,每个所述柔性叶瓣靠近粘接环的一端设有连接板;
19、所述连接板与对应柔性叶瓣垂直连接;
20、所述柔性叶瓣一端通过连接板与粘接环另一端垂直连接。
21、进一步地,所述m个柔性叶瓣通过环氧胶与反射镜本体上的相应粘接槽粘接。
22、进一步地,各个所述减重槽均为圆形,其直径均相同,其深度随反射镜本体厚度增大逐渐加大,从而使反射镜本体与n个柔性两脚架构成的转动瞬心重合。
23、本发明的有益效果:
24、1、本发明采用圆周静定支撑形式支撑非对称非球面反射镜本体,支撑机构由支撑底座、n个柔性两脚架和n个柔性粘接组件组成,柔性粘接组件采用柔性开花结构,可以通过注胶孔与反射镜本体侧壁上的粘接槽粘接,能够极大程度减小温度热应力对于反射镜本体面型的影响。
25、2、本发明设置6个弧度为60°、长度为8mm、厚度为1mm的柔性叶瓣,并在每个柔性叶瓣上设置直径为1mm的第二注胶孔,使柔性精微支撑机构对于直径为170mm~180mm的非对称非球面反射镜本体的支撑能力柔刚适中,这样能够极大程度的减小热应力及装配应力对反射镜本体面型影响,从而保证该反射镜本体的面型精度,同时提高其支撑强弱能力,并保证粘接的稳定性。
26、3、本发明中柔性粘接组件全部采用与非对称非球面反射镜本体热膨胀系数相近的4j36殷钢制作,能够进一步减小温度热应力对于反射镜本体面型的影响。
27、4、本发明通过在非对称非球面反射镜本体背面设置不同深度的减重槽,从而对其进行轻量化减重,调整反射镜本体的重心,使其与三个两脚架交叉点构成的支撑面重合,减少倾覆应力对于反射镜本体面型的影响,进一步保证反射镜本体面型不受热应力及装配应力影响。
1.一种带柔性精微支撑机构的非对称非球面反射镜,包括反射镜本体(1),所述反射镜本体(1)为圆形,其背面为平面,反射面为非对称非球面曲面,其整体沿径向从一侧至另一侧由厚至薄平滑过渡,所述反射镜本体(1)的直径范围为170mm~180mm;
2.根据权利要求1所述的带柔性精微支撑机构的非对称非球面反射镜,其特征在于:每个所述粘接槽(12)的直径为13~15mm,其深度为7~8mm;
3.根据权利要求1所述的带柔性精微支撑机构的非对称非球面反射镜,其特征在于:每个所述粘接槽(12)的直径为14mm,其深度为7.5mm;
4.根据权利要求3所述的带柔性精微支撑机构的非对称非球面反射镜,其特征在于:每个所述柔性叶瓣(42)上分别设有k个第二注胶孔(421),k≥1且为正整数。
5.根据权利要求4所述的带柔性精微支撑机构的非对称非球面反射镜,其特征在于:所述k=1;
6.根据权利要求1-5任一所述的带柔性精微支撑机构的非对称非球面反射镜,其特征在于:所述n=3,m=6。
7.根据权利要求6所述的带柔性精微支撑机构的非对称非球面反射镜,其特征在于:所述反射镜本体(1)采用ule制作;
8.根据权利要求1所述的带柔性精微支撑机构的非对称非球面反射镜,其特征在于:每个所述柔性叶瓣(42)靠近粘接环(41)的一端设有连接板(43);
9.根据权利要求8所述的带柔性精微支撑机构的非对称非球面反射镜,其特征在于:所述m个柔性叶瓣(42)通过环氧胶与反射镜本体(1)上的相应粘接槽(12)粘接。
10.根据权利要求9所述的带柔性精微支撑机构的非对称非球面反射镜,其特征在于:各个所述减重槽(11)均为圆形,其直径均相同,其深度随反射镜本体(1)厚度增大逐渐加大,从而使反射镜本体(1)与n个柔性两脚架(3)构成的转动瞬心重合。
