一种空间相机反射镜柔性支撑结构的制作方法

本发明涉及空间光学载荷，尤其涉及一种空间相机反射镜柔性支撑结构。

背景技术：

1、空间相机镜头由反射镜、透镜补偿镜组、调焦机构和支腿等组成。机械结构采用比刚度高，加工性能优良的钛合金和铝合金材料，透镜采用石英玻璃材料，光学元件采用背部支撑的方式，在关键部位进行合理的柔性设计。结构的安装方式包括胶黏结和螺栓固结的方式，相机通过带有柔性的支腿跟卫星平台连接。

2、目前由于反射镜镜体材料的限制导致，同时反射镜直接连接的结构材料比较单一，通常选用殷钢材料保持热膨胀系数的相近性。然而，一体式殷钢柔性支撑结构，质量重且不能承受较大应力。

3、此外，关于反射镜背部支撑方式，目前常用的柔性支撑是正交柔性环节柔性支撑。然而，该柔性支撑结构的柔性环节实际上是两个轴向叠加的双轴柔性铰链，这种结构导致受力与轴向一致时刚度较弱，而受力方向与两个轴向产生夹角时柔性作用较弱。

4、因此，需要设计出一种新的空间相机反射镜柔性支撑结构，同时满足温度载荷以及刚度和柔性要求。

技术实现思路

1、本发明针对现有技术问题，提供一种空间相机反射镜柔性支撑结构，解决空间相机反射镜由温度载荷以及装配变形造成的应力不良影响，在提高结构轴向支撑刚度的同时设置有效的柔性环节，结构紧凑，加工简单，质量轻，稳定性好。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、本发明提供的一种空间相机反射镜柔性支撑结构，采用钛合金材料制造而成，所述的空间相机反射镜柔性支撑结构包括柔性环节、连接法兰、中心立柱、连接梁和安装连接座；

4、所述柔性环节的个数设置为三个，且沿中心立柱周向均匀分布；每个所述柔性环节均采用s形柔性槽结构；三个所述柔性环节的顶端均与中心立柱固定连接，三个所述柔性环节的底端均与连接法兰固定连接；柔性环节的柔性中心与反射镜质心保持于同一平面内；

5、所述中心立柱采用棱边削平的三棱柱结构，所述中心立柱的三个棱柱顶端端面分别与三个柔性环节的上部固定连接，所述中心立柱的三个棱柱底端端面分别通过三个连接梁与安装连接座固定连接。

6、进一步地，所述柔性环节与反射镜镜体通过镶嵌套实现安装连接，镶嵌套2位于反射镜镜体背部的安装盲孔内。

7、进一步地，所述反射镜镜体背部设有三处周向均布的安装盲孔，每个安装盲孔通过镶嵌套安装有一个柔性环节。

8、进一步地，所述安装盲孔采用锥形盲孔，锥形盲孔的锥度为1：15～1：20，所述镶嵌套采用与锥形盲孔规格匹配的锥套。

9、进一步地，所述镶嵌套外圆柱壁分布有留胶槽，镶嵌套与安装盲孔匹配并研磨后通过光学环氧树脂胶粘连接。

10、进一步地，所述连接法兰的周向均匀分布有多个连接孔，连接法兰与镶嵌套通过螺钉安装连接。

11、进一步地，所述安装连接座与空间相机反射镜的背板固定连接。

12、进一步地，所述中心立柱的中心处设有用于减重的圆柱通孔。

13、进一步地，所述连接梁呈120度均布在安装连接座的内圆周。

14、进一步地，所述柔性环节的固定连接在连接法兰的上表面，所述连接法兰的下表面对应每个柔性环节位置设有相应的加强筋结构；加强筋结构的一端与连接法兰相连，加强筋结构的另一端与中心立柱相连。

15、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

16、本发明提供的空间相机反射镜柔性支撑结构，通过三个s形柔性环节使得柔性中心与反射镜质心保持于同一平面内，降低重力载荷对反射镜镜体的作用，在提高结构轴向支撑刚度的同时，相比正交柔性铰链实际具有的2个柔性环节，在支撑反射镜径向载荷时更加简单有效，而且结构紧凑，加工简单；采用钛合金材料制造柔性支撑，相比一体式殷钢材料柔性支撑，质量轻，柔性环节表现更显著，材料屈服强度高能够承受较高量级的振动载荷，稳定性好。综上，本发明提供的空间相机反射镜柔性支撑结构，解决了空间相机反射镜由温度载荷以及装配变形造成的应力不良影响。

技术特征：

1.一种空间相机反射镜柔性支撑结构，其特征在于，采用钛合金材料制造而成，所述的空间相机反射镜柔性支撑结构(1)包括柔性环节(101)、连接法兰(102)、中心立柱(103)、连接梁(104)和安装连接座(105)；

2.根据权利要求1所述的空间相机反射镜柔性支撑结构，其特征在于，所述柔性环节(101)与反射镜镜体(3)通过镶嵌套(2)实现安装连接，镶嵌套(2)位于反射镜镜体(3)背部的安装盲孔(301)内。

3.根据权利要求2所述的空间相机反射镜柔性支撑结构，其特征在于，所述反射镜镜体(3)背部设有三处周向均布的安装盲孔(301)，每个安装盲孔(301)通过镶嵌套(2)安装有一个柔性环节(101)。

4.根据权利要求2所述的空间相机反射镜柔性支撑结构，其特征在于，所述安装盲孔(301)采用锥形盲孔，锥形盲孔的锥度为1：15～1：20，所述镶嵌套(2)采用与锥形盲孔规格匹配的锥套。

5.根据权利要求2所述的空间相机反射镜柔性支撑结构，其特征在于，所述镶嵌套(2)外圆柱壁分布有留胶槽，镶嵌套(2)与安装盲孔(301)匹配并研磨后通过光学环氧树脂胶粘连接。

6.根据权利要求2所述的空间相机反射镜柔性支撑结构，其特征在于，所述连接法兰(102)的周向均匀分布有多个螺孔(106)，连接法兰(102)与镶嵌套通过螺钉安装连接。

7.根据权利要求1所述的空间相机反射镜柔性支撑结构，其特征在于，所述安装连接座(105)与空间相机反射镜的背板(4)固定连接。

8.根据权利要求1所述的空间相机反射镜柔性支撑结构，其特征在于，所述中心立柱(103)的中心处设有用于减重的圆柱通孔(107)。

9.根据权利要求1所述的空间相机反射镜柔性支撑结构，其特征在于，所述连接梁(104)呈120度均布在安装连接座(105)的内圆周。

10.根据权利要求1所述的空间相机反射镜柔性支撑结构，其特征在于，所述柔性环节(101)的固定连接在连接法兰(102)的上表面，所述连接法兰(102)的下表面对应每个柔性环节(101)位置设有相应的加强筋结构；加强筋结构的一端与连接法兰(102)相连，加强筋结构的另一端与中心立柱(103)相连。

技术总结
本发明公开了一种空间相机反射镜柔性支撑结构，包括柔性环节、连接法兰、中心立柱、连接梁和安装连接座。通过三个S形柔性环节使得柔性中心与反射镜质心保持于同一平面内，降低重力载荷对反射镜镜体的作用，在提高结构轴向支撑刚度的同时，相比正交柔性铰链实际具有的2个柔性环节，在支撑反射镜径向载荷时更加简单有效，而且结构紧凑，加工简单；采用钛合金材料制造柔性支撑，相比一体式殷钢材料柔性支撑，质量轻，柔性环节表现更显著，材料屈服强度高能够承受较高量级的振动载荷，稳定性好。综上，本发明提供的空间相机反射镜柔性支撑结构，解决了空间相机反射镜由温度载荷以及装配变形造成的应力不良影响。

技术研发人员：曲慧东,王新喆,宗姝,孙志伟,杨印章
受保护的技术使用者：苏州吉天星舟空间技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/1