[发明专利]一种空间遥感相机反射镜柔性虎克铰支撑机构

说明书

技术领域：

一种空间遥感相机反射镜柔性虎克铰支撑机构，属于空间遥感技术领域中应用的一种反射镜中心支撑机构。 

背景技术：

在整个空间遥感领域的实际应用中，对实现小范围内偏转的支撑结构，不仅提出了高分辨率的要求，还要求结构上具有微小型化的要求。人们在经过对各类型的柔性支撑实验探索后，逐步开发出体积小、无机械摩擦、无间隙、运动灵活的柔性铰链。 

柔性铰链机构利用了弹性元件微小变形及其自回复的特性，消除了传动过程中的空程和机械摩擦，能获得超高的位移分辨率。随后，柔性铰链被广泛的应用于陀螺仪、加速度计、精密天平、导弹控制等仪器仪表中，并获得了前所未有的高精度和稳定性。柔性铰链用于绕轴作复杂运动的有限角位移，它的特点是：无机械摩擦、无间隙、运动灵敏度高。 

在空间遥感领域中，反射镜作为光学系统中的主要的光学元件占有十分重要的地位，其精度直接决定了整个光学系统的成像质量。而反射镜的支撑则是影响反射镜精度的关键因素，它的合理性直接决定的整个结构的整个系统的稳定性。因此在其支撑方式中加入一些柔性环节就很有必要。 

专利号CN201110046266.6公开了一种空间遥感器大口径反射镜球铰支撑机构，该结构在球铰四周均匀分布了四个L形沟槽，该设计有效的增加了弹性释放环节，降低了装配应力以及热应力对面形精度的影响，但是球铰自身存在 着许多非线性问题、装配要求极高，并且在极端工作环境下，球铰长时间工作易发生磨损、蠕变等病害，会对整个光学系统产生不可逆变的精度损耗。 

专利号CN201120469256.9公开了一种新型大行程柔性虎克铰，该虎克铰采用的柔性元件为簧片，可以二维输出较大的转动行程，但是由于运动过程中该虎克铰两维运动会发生耦合，簧片在运动时，自身的弯曲势必造成另外一维簧片的扭转，直接影响另外一维的运动稳定性，也会造成运动轴心的漂移此专利可应用于中等精度的工作环境，对于空间遥感领域的高精度的要求，此设计尚需进一步改进。 

发明内容

本发明公开了一种空间遥感相机反射镜柔性虎克铰支撑机构，用于实现空间反射镜的二维精细摆动，为高精度的空间反射镜支撑提供一种有效的技术途径。 

一种空间遥感相机反射镜柔性虎克铰支撑机构，其结构包括：主体十字框架1，双边铰链安装盖2，上支撑座3，下支撑座4，单边铰链安装盖5，柔性铰链6，其中： 

所述的主体十字框架1材料为钛合金，有四个相同的单元构成，四个单元上下、左右对称分布呈现为一个‘十’字对称结构，所述的单元结构为矩形中空结构，两端开有劣弧槽，圆弧半径等于柔性铰链6的半径，劣弧槽宽度等于柔性铰链6两端的宽度，每个劣弧槽两端开有螺纹孔； 

所述的双边铰链安装盖2为钛合金材料，整体结构为一个梯形块，梯形块两个下底角进行倒角处理，且下底边开有劣弧槽，圆弧半径大小等于柔性铰链6的半径，劣弧槽宽度等于柔性铰链6中间段的宽度，上底面中心线处开有两个紧钉螺纹孔，劣弧槽的两端各开有两个沉头孔； 

所述的上支撑座3和下支撑座4结构相同，材料均为钛合金，结构主体为中心一块矩形板，上端为一个圆柱凸台，凸台上开有螺纹孔，用于整个机构与上下部分的连接接口，且在凸台径向位置开有紧定螺纹孔；在凸台上开有两个线切割的槽，用于释放支撑座非转动维度的扭转，中心板的下端两侧各有一个矩形块，每个矩形块的下底边开有劣弧槽，圆弧半径大小等于柔性铰链6的半径，劣弧槽宽度等于柔性铰链6中间段的宽度，每个劣弧槽两端均开有两个螺纹孔，且两个劣弧槽同轴； 

所述的单边铰链安装盖5为钛合金材料，整体结构为一个梯形块，梯形块两个下底角进行倒角处理，且在下底边开有劣弧槽，圆弧半径大小等于柔性铰链6的半径，劣弧槽宽度等于柔性铰链6两端的宽度，劣弧槽的两端各开有一个沉头孔； 

主体十字框架1通过与8个单边铰链安装盖5螺纹连接来固定四个柔性铰链6的两端；上支撑座3、下支撑座4分别通过与两个双边铰链安装盖2螺钉连接来固定同轴的两个柔性铰链的中间段；上支撑座3固定主体十字框架1一个方向的两个柔性铰链6，下支撑座4固定主体十字框架1垂直方向的两个柔性铰链6，通过柔性铰链6的串联，使所有零件组装为一个整体，上支撑座3有与镜体法兰的连接接口螺纹以及紧定螺纹孔，下支撑座4加工有与底部支撑连接的接口螺纹以及紧定螺纹孔。 

所述的主体十字框架1中每个单元两端的劣弧槽的半径尺寸精度为H7，圆心高出弦平面0.25mm。 

所述的双边铰链安装盖2中下底边上的劣弧槽的半径尺寸精度为H7，圆心低于安装盖下底面0.25mm。