[发明专利]一种空间用平面反射镜光学指向组件

说明书

技术领域：

本发明涉及航天遥感与激光通信仪器用的平面反射镜指向组件，具体是指 由平面反射镜、转轴及联接平面反射镜和转轴的联接构件组成的指向组件。

背景技术：

在航天遥感和激光通信仪器中常采用平面反射镜指向机构：对于遥感仪器 指向镜机构用以扩大成像视场，对于激光通信指向机构则用来进行扫描跟踪对 准目标，建立信道。指向机构中平面反射镜的高精度无应力支撑一直是一个技 术难题。目前的支撑方法主要有两种，一种是在平面反射镜两侧面各安装一个 转轴，对平面镜进行两侧支撑，这种做法使得镜体成为了回转轴的一段，一方 面镜体两侧转轴的同轴度难以保证，导致轴系有较大的附加装配应力，仪器在 轨运行时缩短运动部件寿命；另一方面装配应力将反馈到镜体上，影响镜面面 形精度，最终影响仪器的成像质量。一种采用通心轴中心安装方式，即在镜体 的侧面设置有一个贯穿孔，同心轴贯穿镜体，并在同心轴中心处设置连接块与 镜体联接，这种方式可以克服回转同心度的问题，但在镜体侧面设置贯穿孔， 破坏了镜体本身的完整性，对镜体的刚度有一定影响，且贯穿孔一般都设置在 对称轴线上，支撑在镜体的中心处，势必对镜体中心镜面面形精度有较大影响， 对于能量高斯分布的激光光束来说，损失中心部分的面形精度会造成较大的性 能损失。同时由于平面反射镜一般采用背部减轻，质心非常靠近镜面，而为了 保持一定的镜面厚度，通心轴回转轴线不可能通过镜体质心，这使得镜体需要 在背部进行配重以达到静平衡，这对重量与体积都十分受限的航天仪器来说是 十分不利的。

发明内容：

基于上述已有平面反射镜结构上存在的问题，本发明提出了一种曲轴中心 支撑的联接结构，该结构保证了镜体的完整性，提高了镜体尤其是中心部位的 刚度；同时通过设计曲轴的回转轴线通过指向镜组件质心，实现绕回转轴线的 静平衡，无需增加多余的配重结构。通过联接构件的精度控制，可有效的改善 镜体的联接应力与热适应性，实现高面形精度的装夹。

本发明的平面反射镜指向组件包括：平面反射镜、曲轴以及平面反射镜和 曲轴之间的联接构件。

所述平面反射镜1为椭圆形平面镜，镜体背部设置减轻槽。平面反射镜1 背部设置有基准面101，作为安装联接柱2的基准；平面反射镜1背部设置有 四个对称分布的盲孔102，尺寸与四个联接柱2相配，四个盲孔102设置集中 在镜体中心；

所述联接柱2圆柱面上有贮胶花格203，用以增加胶接时的粘接力同时保 障胶层厚度。联接柱2上有三个圆周均布的凸耳202，在联接柱2装入平面反 射镜1背部盲孔102时作为定位使用。联接柱顶端平面201与蝶形转接板3通 过螺钉4联接，顶端平面201平面度要求不大于0.002mm，顶端平面201上有 螺孔204用以联接蝶形转接板3；

所述蝶形转接板3上平面301与曲轴5通过螺钉6联接，平面301上设置 有与曲轴5联接的螺孔302，下平面304与4个联接柱2联接，并在每个下平 面304中心处设置有通孔303，供螺钉4穿过；

所述曲轴5中心处有安装平面502，安装面背部设置有通孔503，供螺钉6 穿过，曲轴5上有两个安装法兰501，与外设的回转设备联接。安装法兰501 的中心孔轴线通过整个组件的质心。

联接柱2圆柱面贮胶花格203上涂覆环氧胶，塞入平面反射镜1背部盲孔 102中，塞入后凸耳202应与基准面101贴平，表明联接柱2安装到位。待环 氧胶固化后，将四个联接柱2的顶端平面201修研共面。然后在顶面201上安 装蝶形转接板3，螺钉4穿过通孔303固定在螺孔204上，通过螺接将蝶形转 接板3与平面反射镜1完成联接。螺钉6穿过曲轴5上通孔503紧固在蝶形转 接板3螺孔302上，曲轴5中心平面502与蝶形转接板3平面301贴合。曲轴 安装法兰501的中心孔轴线通过整个组件的质心。

本发明的优点在于：

1、通过曲轴的中心支撑，回避了镜体上开贯穿孔的问题，保证了镜体 的完整性，提高了镜体尤其是中心部位的刚度，使镜体包含中心部位全口径高 面形精度的装夹得以实现。

2、通过设计曲轴的回转轴线使其通过指向镜组件质心，实现绕回转轴 线的静平衡，无需增加多余的配重结构，节约了组件的体积与质量资源，对于 航天产品意义重大；