[发明专利]一种大口径反射镜自适应性支撑方法

摘要

本发明公开了一种大口径反射镜自适应性支撑方法。现有反射镜支撑方式难以同时保证反射镜在自重、温度变化等工况下的面型精度和装配要求。本发明的记忆合金驱动模块均匀六点式分布于柔性支撑模块中，微调柔性支撑模块；三个以上柔性支撑单元沿反射镜周向均布用于支撑反射镜。本发明采用记忆合金的驱动特性，通过中央信号处理器控制记忆合金加热，从而控制记忆合金丝的形变量，并将形变后支撑点的压力值通过压力传感器反馈回中央信号处理器，不断调节来均衡微调柔性支撑模块对支撑部位的受压力，无电机等分块支撑结构的误差影响，自适应性智能调节支撑结构的静态、动态结构刚度，从而减小重力、外载荷、温度变化以及振动等对反射镜面形精度影响。

主权项

1.一种大口径反射镜自适应性支撑方法，其特征在于：该方法具体如下：步骤一、构建记忆合金驱动模块，并优化计算记忆合金丝的直径d和长度L；所述的记忆合金驱动模块由记忆合金丝和套在记忆合金丝外的弹簧组成；优化计算记忆合金丝的直径d和长度L的具体过程如下：首先，设定外部载荷为W，将弹簧预载荷F_sprL设定为与外部载荷W同向；然后，设定在外部载荷W和弹簧预载荷合力作用下，记忆合金丝在马氏体相变结束时的临界应力为σ₀，以及记忆合金丝输出位移为s；最后，求解记忆合金丝的直径d和长度L如下：1)由于所以记忆合金丝的横截面积：其中，A₀为中间参数，则记忆合金丝的直径d₀为中间参数；由此从记忆合金丝直径系列中选取大于d₀的一个值作为直径d值；2)首先，根据选取的各个d值分别计算出对应的A值，然后代入求出各个F_sprL值以及各个弹簧预载荷下记忆合金丝对应的平衡应力接着，取弹簧预载荷下记忆合金丝在平衡状态时的应变根据各个σ_spr值求出对应的各个ε值；最后，根据各个σ_spr值和对应的ε值，以σ_spr为纵坐标、ε为横坐标描绘应力与应变折线图，从折线图出选取斜率最小的折线段，并将该折线段上ε较小的那个点对应的d值作为最优解；3)计算其中，E_A为记忆合金丝的弹性模量，k为弹簧的刚度；步骤二、构建柔性支撑单元，包括柔性支撑模块、记忆合金驱动模块、电流夹和压力传感器；所述的柔性支撑模块包括底部支撑板、柔性支撑块和顶部支撑板；柔性支撑块一端与底部支撑板固定，另一端与顶部支撑板固定；n个记忆合金驱动模块沿周向均布，n≥4；记忆合金驱动模块的记忆合金丝两端分别与底部支撑板和顶部支撑板固定，记忆合金驱动模块的弹簧两端分别由底部支撑板和顶部支撑板限位；各记忆合金丝两端均固定有电流夹；顶部支撑板端面开设有沿圆周均布的n个减重槽一，每个减重槽一内靠近对应记忆合金驱动模块位置设有一个压力传感器，n个压力传感器也沿圆周均布；底部支撑板端面开设有沿圆周均布的三个以上螺钉连接孔和沿圆周均布的三个以上减重槽二，且减重槽二位于螺钉连接孔内侧；步骤三、三个以上柔性支撑单元沿反射镜周向均布，各柔性支撑单元中底部支撑板的螺钉连接孔与支撑底座的连接通孔通过螺钉连接，各柔性支撑单元的顶部支撑板与反射镜背面黏连；所有柔性支撑单元的压力传感器均通过无线传输模块与中央信号处理器通讯；所有柔性支撑单元的电流夹所通过的电流大小均由中央信号处理器控制。