[发明专利]空间镜片的径向多点胶接轴向三点夹持支撑方法

说明书

技术领域

本发明属于航天光学遥感器技术领域，涉及一种应用于航天光学相机的中小口径镜片的支撑方法。

背景技术

中小口径(通光口径小于φ500mm且大于φ150mm)镜片(包括反射镜及透镜)是近阶段航天光学遥感相机中的主要部件。对于该规格的镜片，一般都是先以结构件对其支撑形成镜片组件后，再与相机主体结构进行连接。

机械工业出版社出版的由周海宪、程云芳翻译的《光机系统设计》(美PaulR.Yoder，Jr.著)一书中对目前国际上成功应用的镜片安装技术进行了系统总结与详细介绍。书中共介绍了镜片的弹簧固定、滚边镜座安装、卡环安装、压圈安装、弹性法兰安装、弹性压块安装、密封环安装、挠性安装、反射镜底面多点粘接安装、侧面多点衬垫安装、侧面三点粘接+侧面定位衬垫安装、压圈(或弹性法兰或弹性压块)+侧面定位衬安装等安装方法。这些方法基本属于民用领域、覆盖小口径范围及大中口径范围。

根据书中描述，对于小口径镜片(口径一般小于)，常采用的方式如图1所示，镜片1、镜筒2、压圈3、橡胶圈4，橡胶圈4为环形结构，压圈3通过橡胶圈4将镜片1压在镜筒2内。这种结构存在不能稳定支撑或者装夹应力大的问题，无法同时实现高面形指标、高面形稳定性、高位置稳定性并经历发射振动的环境。而对于大中口径反射镜(口径一般大于)或大口径反射镜，常采用背部离散支撑来形成组件，如图2所示。该种离散支撑方式结构复杂，支撑结构重量大，结构加工精度要求高，装调难度大，不适用于透镜，也不宜用于口径较小的反射镜。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供了一种镜片面形精度高、镜片面形及位置稳定、装调简单、易于加工的空间镜片的径向多点胶接轴向三点夹持支撑方法。

本发明的技术解决方案是：空间镜片的径向多点胶接轴向三点夹持支撑方法，步骤如下：

(1)选取圆形的托框与镜片，在托框底面上沿圆周互成120度的位置加工三组下轴向注胶孔，在托框的侧面沿圆周对称加工径向注胶孔，在所述下轴向注胶孔处放置三个隔垫；

(2)在托框底面上沿圆周互成120度的位置放置三个轴向胶斑厚度控制垫片，轴向胶斑厚度控制垫片所在的位置与所述下轴向注胶孔所在的位置不相同；

(3)将镜片放置在轴向胶斑厚度控制垫片上，在镜片的上方与下轴向注胶孔处对应的位置放置三个隔垫；

(4)在托框的顶面上与下轴向注胶孔处对应的位置放置三个夹持力控制垫片；

(5)选取三个压块，在所述压块上加工上轴向注胶孔，将三个压块分别压紧在三个夹持力控制垫片上，上轴向注胶孔与下轴向注胶孔对应；

(6)从上轴向注胶孔与下轴向注胶孔注胶，直至胶将隔垫压紧在镜片上并形成轴向胶斑，轴向胶斑的面积不大于隔垫的面积；

(7)待胶完全固化后，释放压块，撤除轴向胶斑厚度控制垫片和夹持力控制垫片，将压块和托框重新压紧；

(8)从径向注胶孔注胶，直至胶与镜片粘接并固化形成径向胶斑。

所述的托框和压块的材料为钛合金Tc4。所述的胶为xm23。

本发明与现有技术相比的优点在于：

(1)本发明方法通过径向胶斑的直接粘接和轴向胶斑的非直接粘接对镜片进行支撑，提高了镜片面形的指标(可研制面形Rms值优于λ/60，1λ＝0.6328um)，同时提高了镜片的垂轴位置稳定性；通过轴向胶斑对镜片的夹持，提高了镜片的沿轴位置稳定性(可优于0.002mm)，同时镜片的面形稳定性也得到了提高(可优于2λ/1000)；

(2)本发明方法通过轴向胶斑非直接粘接对镜片进行夹持，提高了镜片组件的轴向振型频率(可高于100Hz)，径向胶斑的直接粘接保证了较高的镜片组件径向振型频率(可高于100Hz)，由于胶的阻尼作用，使得频点处镜片加速度响应放大较小(可高于10倍)，有利于镜片的稳定，能够经历较苛刻的振动环境，特别适合于保证航天遥感设备在发射阶段的安全性；

(3)本发明方法简单，涉及的组件较少，支撑结构更简单、支撑结构重量更小、支撑结构加工精度要求更低、组件装调难度更小。

附图说明

图1为现有的小口径透镜组件支撑结构构型式；

图2为现有的大中口径背部离散支撑反射镜组件结构型式；

图3为本发明径向多点胶接、轴向三点夹持的镜片支撑形式机构图；

图4为本发明径向多点胶接、轴向三点夹持的镜片支撑形式结构示意图；

图5为本发明轴向胶斑生成过程示意图；

图6为本发明轴向夹持力生成过程示意图；

图7为本发明径向胶斑生成过程示意图；