[实用新型]在低温下使用的反射镜轴系支撑与装夹装置

说明书

本专利公开了一种在低温下使用的反射镜轴系支撑与装夹装置。该专利通过U型架进行镜体与轴系的主支撑，通过在U型架顶部安装横梁实现其在低温下对称形变；通过在U型架两侧内孔中安装轴系，实现反射镜的转动；两段轴系分别设计成固定和游动；在反射镜两侧开孔中，使用胶粘剂粘接具有双层挠性结构的嵌块，嵌块通过螺钉与上述两段轴系连接；在嵌块与镜体之间配打销钉增加连接牢固性。该装置可用于需要工作在极低温度下、经历振动和冲击环境后，并仍需保持良好光学面型和高性能的反射镜的装夹与支撑；该专利的装置适用于星载光通讯的舱外跟瞄机构和深空探测的扫描指向机构反射镜。该装置结构紧凑，质量轻巧，适用温度范围宽，反射镜面型保持好。

技术领域：

本专利涉及深空光学探测与星载光通讯领域，具体涉及一种反射镜轴系支撑与装夹装置，特别涉及一种在低温下使用的反射镜轴系支撑与装夹装置，它用于指向、扫描反射镜的轴系制成与装夹固定。

背景技术：

指向反射镜是星载光通讯和星载光学遥感设备的核心部件。通过驱动指向反射镜一维/二维转动，可以实现远距离(例如：人造卫星-地面、人造卫星之间)光学终端的跟踪瞄准以实现光学通讯，也可实现光学遥感设备的对地扫描成像或相移补偿。

指向反射镜通常被布置在光学望远镜前端，扩大光学系统的动态探测/指向范围。指向反射镜除实现光路动态指向外，还需要其自身保证良好的面型精度，从而保证光学系统的整体波前误差指标和成像质量。指向反射镜面型精度变差，将直接导致光学系统的性能指标下降。

指向反射镜作为前置光学系统，由于其大范围的转动和动态视场，经常被安装在卫星或巡视器外部，直接暴露在外太空环境中，承受恶劣的温度环境，通常是极度的低温环境。在没有充足的能源对其进行加热保温时，如何保证低温下指向反射镜的光学面型精度便成为关键的技术问题。

过大的温差形成的过大的温度载荷，以及星上载荷对重量的限制，使简单的材料热匹配和轴系的游动端卸载，无法有效地解决问题。需要特殊的弹性设计和结构构型的优化进一步减小温度载荷对镜体的附加弯矩和应利作用，从而使低温下指向反射镜的面型精度满足使用要求。

发明内容：

本专利目的是提供一种可以在非常低的温度环境下使用的指向反射镜转动轴系支撑与镜体装夹装置。如何设计一套质量极其轻巧、结构非常紧凑，具备承受飞行器平台带来的剧烈地振动和冲击载荷的能利的同时，能够在低温工作时保证指向反射镜良好的面型精度，是本专利所要解决的技术问题。

本专利利用U型架进行镜体与轴系的主支撑，通过在U型架顶部安装横梁实现其在低温下对称形变；通过在U型架两侧内孔中安装轴系，实现反射镜的转动；两段轴系分别设计成固定支撑和游动支撑，固定端由配对角接触轴承实现，游动端由内圈固定，外圈自由的调心轴承实现；在反射镜两侧开孔中，使用胶粘剂粘接具有双层挠性结构的嵌块，嵌块通过螺钉与上述两段轴系的转轴连接；为增加嵌块与镜体的连接牢固性，在其之间配打销钉，销钉与嵌块紧密配合，与镜体留有间隙，间隙使用树脂填充。

具体装置如附图1～4所示。

1.固定支撑轴系2和游动支撑轴系6分别固定在U型架1顶部两侧开孔中；所述的横梁3通过螺钉固定在U型架1顶部，并配打销钉；所述的镜体嵌块5通过胶粘剂固定在反射镜4两侧内孔中，靠外侧端面分别与固定支撑轴系 2和游动支撑轴系6连接；所述的销钉7一端与镜体嵌块5紧密配合，另一端穿过反射镜4背面对应位置的间隙孔，并在间隙处填充环氧树脂。

2.U型架1采用与反射镜4热膨胀系数相匹配的金属材料制成，两侧立柱顶部开孔用于支撑轴系安装，立柱圆弧顶部加工平台用于安装横梁3，底部中心圆孔用于与其它系统光路连通；