双向轻量化高刚度双面分光镜的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于航天航空技术领域，具体涉及一种双向轻量化高刚度双面分光镜。
【背景技术】
[0002]目前，空间光学遥感器常采用透射式光谱分光机构，即通过透射式棱镜或棱镜组来进行光谱分谱。常见的棱镜材料有微晶玻璃、熔石英玻璃等。使用棱镜或棱镜组进行光谱分光具有较大的局限性，主要体现在:
[0003]I)透射式光谱分光结构存在不可避免的能量损失，造成光线透过效率低；
[0004]2)受其加工性能影响，棱镜或棱镜组无法进行有效的轻量化设计，造成其重量较大，刚度较弱，无法保证镜面面形的稳定性，同时给其支撑结构带来很大的压力；
[0005]3)光谱分光要求棱镜或棱镜组的材料一致性高、稳定性好，这对棱镜的材料提出了很高的要求，增加了制造成本。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提出一种双向轻量化高刚度双面分光镜，解决现有技术存在的光线透过效率低、重量大、刚度低、镜面面形稳定性差和制造成本高的问题。
[0007]为实现上述目的，本发明的双向轻量化高刚度双面分光镜包括:
[0008]镜体两侧的反射面，所述反射面上镀有指定谱段反射、其他谱段吸收的膜系；
[0009]镜体上层加强筋，所述镜体上层加强筋包括上层内部横向加强筋、上层外部横向加强筋和上层纵向加强筋，所述上层纵向加强筋均匀分布在上层外部横向加强筋外侧；
[0010]垂直于上层内部横向加强筋的支撑孔，所述支撑孔通过镜体质心，两个所述支撑孔位于镜体两端，且保持同轴；
[0011]和镜体下层加强筋，所述镜体下层加强筋包括下层内部纵向加强筋、下层支撑孔外侧加强筋、下层支撑孔内侧加强筋和下层外部纵向加强筋，下层内部纵向加强筋与所述支撑孔平行。
[0012]所述下层外部纵向加强筋使镜体下层左右两侧封闭。
[0013]所述上层外部横向加强筋的厚度大于上层内部横向加强筋的厚度。
[0014]所述下层外部纵向加强筋的厚度大于下层内部纵向加强筋的厚度。
[0015]所述下层支撑孔外侧加强筋的厚度大于下层内部纵向加强筋的厚度。
[0016]所述双面分光镜的镜体为导电材料。
[0017]所述双面分光镜的镜体为金属材料。
[0018]所述双面分光镜的镜体为复合材料。
[0019]所述双面分光镜的镜体为基于高体分铝基复合材料。
[0020]本发明的有益效果为:本发明的双向轻量化高刚度双面分光镜在镜体两侧反射面分别镀不同谱段的反射式膜系，可以有效提高光线透过效率；
[0021]采用基于高体分铝基复合材料的双向正交轻量化孔的双反射面的镜体；镜体采用上下两层的双向轻量化结构，镜体上层轻量化结构采用纵横交错的加强筋结构，镜体下层采用纵向分布的加强筋，且下层外部纵向加强筋实现镜体的下层左右两侧封闭，与传统的微晶玻璃、熔石英玻璃等分光棱镜相比，大大减小了反射镜的重量和尺寸，同时提高了镜体的刚度，有效的保证了镜面面形的稳定性；
[0022]镜体上设置有通过镜体质心的支撑孔，无需支撑背板即可安装在回转机构上，减少了整体机构的重量，且回转轴通过镜体质心，无需增加额外的配重组件，即可实现镜体的稳定旋转；
[0023]本发明选用的镜体材料具有导电性，可实现大规模的电腐蚀加工，代替传统的铣磨加工，因此，不仅可以提尚效率，节约成本，而且能大大提尚加工过程的安全性，提尚成品率;
[0024]本发明具有通用性，其他导电性能良好的复合材料和金属材料的镜体材料均可按此方法制成双向轻量化高刚度双面分光镜。
[0025]本发明可用于航天和航空的光学遥感器、地面精密检测设备等领域。
【附图说明】
[0026]图1为本发明的双向轻量化高刚度双面分光镜结构主视图；
[0027]图2为本发明的双向轻量化高刚度双面分光镜结构左视图；
[0028]图3为图1的A-A剖视图；
[0029]图4为图1的B-B剖视图；
[0030]图5为以本发明为关键部件的光谱分光机构示意图；
[0031]图6为本发明的镜体与镜体支撑结构示意图；
[0032]图7为图6的A-A剖视图；
[0033]其中:1、反射面，2、上层内部横向加强筋，3、上层外部横向加强筋，4、上层纵向加强筋，5、支撑孔，6、下层内部纵向加强筋，7、下层支撑孔外侧加强筋，8、下层支撑孔内侧加强筋，9、下层外部纵向加强筋，10、制动器，11、电机，12、谐波减速机构，13、轴承，14、镜体支撑结构，15、编码器。
【具体实施方式】
[0034]下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。
[0035]参见附图1、附图2、附图3和附图4，本发明的双向轻量化高刚度双面分光镜包括:
[0036]镜体两侧的反射面1，所述反射面I上镀有指定谱段反射、其他谱段吸收的膜系；所述指定谱段反射、其他谱段吸收的膜系具体指:膜层具有光谱谱段选择性，能够反射某一光谱范围内的光线、同时吸收其他谱段的光线。例如，当分别需要可见光谱段和红外谱段的光线时，可在一侧的反射面I上镀上反射可见光谱段、吸收其他谱段光线的膜系，在另一侧的反射面I上镀上反射红外谱段、吸收其他谱段的膜系，配合回转机构，即可实现上述目的。
[0037]镜体上层加强筋，所述镜体上层加强筋包括上层内部横向加强筋2、上层外部横向加强筋3和上层纵向加强筋4，所述上层纵向加强筋4均匀分布在上层外部横向加强筋3外侧；
[0038]垂直于上层内部横向加强筋2的支撑孔5，所述支撑孔5通过镜体质心，两个所述支撑孔5位于镜体两端，且保持同轴；
[0039]和镜体下层加强筋，所述镜体下层加强筋包括下层内部纵向加强筋6、下层支撑孔外侧加强筋7、下层支撑孔内侧加强筋8和下层外部纵向加强筋9，下层内部纵向加强筋6与所述支撑孔5平行。
[0040]所述下层外部纵向加强筋9使镜体下层左右两侧封闭。
[0041]所述上层外部横向加强筋3的厚度大于上层内部横向加强筋2的厚度。
[0042]所述下层外部纵向加强筋9的厚度大于下层内部纵向加强筋6的厚度。
[0043]所述下层支撑孔外侧加强筋7的厚度大于下层内部纵向加强筋6的厚度。
[0044]所述双面分光镜的镜体为导电材料。
[0045]所述双面分光镜的镜体为金属材料。
[0046]所述双面分光镜的镜体为复合材料。
[0047]所述双面分光镜的镜体为基于高体分铝基复合材料。
[0048]参见附图5、附图6和附图7，以本发明为关键部件的光谱分光机构从左至右依次设置有制动器10、电机11、谐波减速机构12、轴承13、镜体支撑结构14、双向轻量化高刚度双面分光镜、镜体支撑结构14、轴承13和编码器15，本发明的双向轻量化高刚度双面分光镜通过两侧的支撑孔5与镜体支撑结构14配合实现连接。
[0049]本发明的双向轻量化高刚度双面分光镜的制造及安装过程为:
[0050]I)在镜坯制作时，在镜体内预置穿丝孔；
[0051]2)镜体内部轻量化孔的加工借助预置穿丝孔采用高精度慢走丝线切割技术实现；
[0052]3)镜体侧面支撑孔5安装面与镜体支撑结构14采用配研加工；
[0053]4)将镜体支撑结构14与镜体粘接在一起；
[0054]5)将镜体支撑结构14与镜体通过螺钉、销钉安装在回转机构上。
[0055]以上为本发明的【具体实施方式】，但绝非对本发明的限制。
【主权项】
1.双向轻量化高刚度双面分光镜，其特征在于，包括: 镜体两侧的反射面(I)，所述反射面(I)上镀有指定谱段反射、其他谱段吸收的膜系； 镜体上层加强筋，所述镜体上层加强筋包括上层内部横向加强筋(2)、上层外部横向加强筋(3)和上层纵向加强筋(4)，所述上层纵向加强筋(4)均匀分布在上层外部横向加强筋(3)外侧; 垂直于上层内部横向加强筋(2)的支撑孔(5)，所述支撑孔(5)通过镜体质心，两个所述支撑孔(5)位于镜体两端，且保持同轴； 和镜体下层加强筋，所述镜体下层加强筋包括下层内部纵向加强筋(6)、下层支撑孔外侧加强筋(7)、下层支撑孔内侧加强筋(8)和下层外部纵向加强筋(9)，下层内部纵向加强筋(6)与所述支撑孔(5)平行。2.根据权利要求1所述的双向轻量化高刚度双面分光镜，其特征在于，所述下层外部纵向加强筋(9)使镜体下层左右两侧封闭。3.根据权利要求1所述的双向轻量化高刚度双面分光镜，其特征在于，所述上层外部横向加强筋(3)的厚度大于上层内部横向加强筋(2)的厚度。4.根据权利要求1所述的双向轻量化高刚度双面分光镜，其特征在于，所述下层外部纵向加强筋(9)的厚度大于下层内部纵向加强筋(6)的厚度。5.根据权利要求1所述的双向轻量化高刚度双面分光镜，其特征在于，所述下层支撑孔外侧加强筋(7)的厚度大于下层内部纵向加强筋(6)的厚度。6.根据权利要求1所述的双向轻量化高刚度双面分光镜，其特征在于，所述双面分光镜的镜体为导电材料。7.根据权利要求6所述的双向轻量化高刚度双面分光镜，其特征在于，所述双面分光镜的镜体为金属材料。8.根据权利要求6所述的双向轻量化高刚度双面分光镜，其特征在于，所述双面分光镜的镜体为复合材料。9.根据权利要求8所述的双向轻量化高刚度双面分光镜，其特征在于，所述双面分光镜的镜体为基于高体分铝基复合材料。
【专利摘要】双向轻量化高刚度双面分光镜属于航天航空技术领域，目的在于解决现有技术存在的光线透过效率低、重量大、刚度低、镜面面形稳定性差和制造成本高的问题。本发明包括：镜体两侧的反射面，反射面上镀有指定谱段反射、其他谱段吸收的膜系；镜体上层加强筋，镜体上层加强筋包括上层内部横向加强筋、上层外部横向加强筋和上层纵向加强筋，上层纵向加强筋均匀分布在上层外部横向加强筋外侧；垂直于上层内部横向加强筋的支撑孔，支撑孔通过镜体质心，两个支撑孔位于镜体两端，且保持同轴；和镜体下层加强筋，镜体下层加强筋包括下层内部纵向加强筋、下层支撑孔外侧加强筋、下层支撑孔内侧加强筋和下层外部纵向加强筋，下层内部纵向加强筋与支撑孔平行。
【IPC分类】G02B1/10, G02B5/08, G02B1/00, G02B27/10
【公开号】CN105022108
【申请号】CN201510422744
【发明人】樊延超, 李志来, 张学军, 辛宏伟, 柴方茂, 刘雅梅
【申请人】中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
【公开日】2015年11月4日
【申请日】2015年7月17日