一种工型结构的反射镜论文和设计-胡玲玲

全文摘要

本实用新型公开了一种工型结构的反射镜，包括反射镜体、加强筋、薄凸台、固定安装孔、支撑柱和安装底座，所述反射镜体与安装底座平行设置，且反射镜体与安装底座均与支撑柱垂直，本实用新型所述的基于碳化硅等脆性材料的大口径、轻量化、高面型精度、环境适应性好的工型结构反射镜，由于反射镜体、支撑柱、安装底座为同种材料一体加工，因此能够保证大温度范围的面型精度，同种材料一体加工简化安装步骤、装配难度并减轻系统重量，同时，由于采用了工型结构设计，因此，安装过程、工作过程、环境变化等造成的应力不会直接传导到反射镜镜面上，降低了应力对面型的耦合影响，从而保证了面形精度。

设计方案

1.一种工型结构的反射镜，包括反射镜体（1）、加强筋（2）、薄凸台（3）、固定安装孔（4）、支撑柱（5）和安装底座（6），其特征在于：所述反射镜体（1）与安装底座（6）平行设置，且反射镜体（1）与安装底座（6）均与支撑柱（5）垂直，所述反射镜体（1）、支撑柱（5）和安装底座（6）呈工型结构，且反射镜体（1）、支撑柱（5）和安装底座（6）一体加工而成。

2.根据权利要求1所述的一种工型结构的反射镜，其特征在于：所述反射镜体（1）的背面设置的三条但不限于三条加强筋（2）。

3.根据权利要求1所述的一种工型结构的反射镜，其特征在于：所述支撑柱（5）的中心线与反射镜体（1）的反射面垂直，所述支撑柱（5）的中心线穿过安装底座（6）的中心点，所述支撑柱（5）与安装底座（6）垂直。

4.根据权利要求1所述的一种工型结构的反射镜，其特征在于：所述安装底座（6）是一个轻量化的三个及以上的旋转对称分布支撑腿的底座结构。

5.根据权利要求1所述的一种工型结构的反射镜，其特征在于：所述支撑柱（5）与安装底座（6）接合处开设一个减重孔，所述减重孔为圆形减重孔，但不限于圆形。

6.根据权利要求1所述的一种工型结构的反射镜，其特征在于：所述安装底座（6）上的支撑腿都有固定安装孔（4），所有固定安装孔（4）的中心到支撑柱（5）中心的距离相等。

7.根据权利要求1所述的一种工型结构的反射镜，其特征在于：所述安装底座（6）的支撑腿上加工有一个薄凸台（3），所述薄凸台（3）为圆环形，所述薄凸台（3）的内径与固定安装孔（4）相同。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及光学技术领域，具体为一种工型结构的反射镜。

背景技术

对于光电成像系统而言，反射镜安装后的面型精度对成像质量起着至关重要的影响，尤其是应用于严苛的军用、空间等环境下的成像光电系统中，仍需保证面型精度、体积、重量，这对安装工艺、结构设计提出了极高的要求；

目前，普通的熔石英反射镜面型精度可以非常好，但需要满足一定的镜厚比，即镜面口径越大，厚度越厚才能保证高精度面型，大大增加了重量，不适合某些轻量化的应用；

碳化硅、微晶玻璃等材料是目前光电系统常用的能够保证高精度面型的同时进行轻量化设计的材料，通常对于小尺寸的反射镜，可以采用六自由度定位、压块压紧方式固定，如图3，对于大口径，常用反射镜背向侧部胶粘的方式实现，如图4，这种安装方式需要对胶层的收缩率、胶层厚度、胶层形状、以及胶与固定件及反射镜碳化硅材料之间的热膨胀系数等等均需要考虑，需要很长时间的工艺摸索。装配成本极高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种工型结构的反射镜，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：一种工型结构的反射镜，包括反射镜体、加强筋、薄凸台、固定安装孔、支撑柱和安装底座，所述反射镜体与安装底座平行设置，且反射镜体与安装底座均与支撑柱垂直，所述反射镜体、支撑柱和安装底座呈工型结构，且反射镜体、支撑柱和安装底座一体加工而成。

进一步的，所述反射镜体的背面设置的三条但不限于三条加强筋。

进一步的，所述支撑柱的中心线与反射镜体的反射面垂直，所述支撑柱的中心线穿过安装底座的中心点，所述支撑柱与安装底座垂直。

进一步的，所述安装底座是一个轻量化的三个及以上的旋转对称分布支撑腿的底座结构。

进一步的，所述支撑柱与安装底座接合处开设一个减重孔，所述减重孔为圆形减重孔，但不限于圆形。

进一步的，所述安装底座上的支撑腿都有固定安装孔，所有固定安装孔的中心到支撑柱中心的距离相等。

进一步的，所述安装底座的支撑腿上加工有一个薄凸台，所述薄凸台为圆环形，所述薄凸台的内径与固定安装孔相同。

与现有技术相比，本实用新型所达到的有益效果是：本实用新型所述的基于碳化硅等脆性材料的大口径、轻量化、高面型精度、环境适应性好的工型结构反射镜，由于反射镜体、支撑柱、安装底座为同种材料一体加工，因此能够保证大温度范围的面型精度，同种材料一体加工简化安装步骤、装配难度并减轻系统重量，同时，由于采用了工型结构设计，因此，安装过程、工作过程、环境变化等造成的应力不会直接传导到反射镜镜面上，降低了应力对面型的耦合影响，从而保证了面形精度。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是本实用新型的整体立体结构示意图；

图2是本实用新型的整体侧视结构示意图；

图3是现有技术中光电系统的反射镜结构示意图；

图4是现有技术中光电系统的反射镜与连接结构装配定位示意图；

图中：1、反射镜体；2、加强筋；3、薄凸台；4、固定安装孔；5、支撑柱；6、安装底座。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-2，本实用新型提供一种技术方案：一种工型结构的反射镜，包括反射镜体1、加强筋2、薄凸台3、固定安装孔4、支撑柱5和安装底座6，反射镜体1与安装底座6平行设置，且反射镜体1与安装底座6均与支撑柱5垂直，反射镜体1、支撑柱5和安装底座6呈工型结构，且反射镜体1、支撑柱5和安装底座6一体加工而成，反射镜体1的背面设置的三条但不限于三条加强筋2，保证反射镜轻量化的同时，用于加强反射镜结构刚度、强度以及光学面型精度，提高反射镜的本征频率，同时减少用量、节约成本，支撑柱5的中心线与反射镜体1的反射面垂直，支撑柱5的中心线穿过安装底座6的中心点，支撑柱5与安装底座6垂直，安装底座6是一个轻量化的三个及以上的旋转对称分布支撑腿的底座结构，在保证结构刚度及强度的情况下，进一步实现轻量化，支撑柱5与安装底座6接合处开设一个减重孔，减重孔为圆形减重孔，但不限于圆形，安装底座6上的支撑腿都有固定安装孔4，所有固定安装孔4的中心到支撑柱5中心的距离相等，安装底座6的支撑腿上加工有一个薄凸台3，薄凸台3为圆环形，薄凸台3的内径与固定安装孔4相同，进一步降低安装应力的影响；本实用新型实例所述的工型结构反射镜，装配的相对位置在设计阶段通过对安装底座6、固定安装孔4、固定安装孔4的薄凸台3的位置来实现，装配的相对精度通过加工精度要求来实现；

安装简单，实际装配过程中，由于反射镜体1、支撑柱5和安装底座6为同种材料一体加工，因此工型结构反射镜与外部系统的安装步骤简单，容易装调，且不再需要光轴的一致性调试校准；

安装应力影响小，由于反射镜工型结构的解耦作用，安装过程中由于平面度误差、螺钉锁紧产生的应力不会直接传导到反射镜面上；

安装过程中产生的应力不会直接传导到反射镜面上，衰减比例高达100倍，从而保证了面型精度；

温度适应性好，由于反射镜体1、支撑柱5和安装底座6，为同种材料一体加工，因此，当环境变化时，反射镜体1不存在因为与其他材料的热膨胀系数不匹配而产生镜面变形，适合空间应用；

轻量化，对比同尺寸的熔石英反射镜而言，工型结构反射镜在相同的面型精度条件下，厚度可以非常薄，因此具有更小的转动惯量和更高的谐振频率，适用于对重量、冲击振动等适应性要求高的情况；

减重对比表格，碳化硅反射镜相对熔石英反射镜减重高达2.7倍。

应用范围广，工型结构反射镜与外部系统采用螺钉连接固定，因此避免了传统的胶粘方式在空间环境中存在放气率、胶老化等问题；

工作过程稳定，反射镜体1在旋转过程中，不会产生镜面松动，运动产生的应力由于工型结构的解耦作用，不会直接传导到反射镜面上，影响成像质量；

便于拆卸，与传统胶粘反射镜最大的区别在于，工型结构反射镜拆卸步骤简单，拆卸对反射镜及外部系统的影响小，均可重复使用。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

设计图

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