一种空间遥感器反射镜柔性支撑结构-论文.pdf

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1、第35卷第1期长春工业大学学报(自然科学版)Vo1．35No．12O14年O2月JournalofChangehunUniversityofTechnology(NaturalScienceEdition)Feb．2Ol4一种空间遥感器反射镜柔性支撑结构张军(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，吉林长春130033)摘要：设计了刚度高、热适应强的反射镜柔性支撑结构。通过有限元模型分析，该支撑结构中的反射镜在±1O℃的环境温度变化下，其反射镜面形精度RMS值达到1／50x(===632．8nm)。关键词：反射镜；柔性支撑；成像质量中图分类号：TB133文献标志码：A文章编号：1674

2、—1374(2014)01—0030—06AspaceremotesensormirrorflexiblesupportingstructureZHANGJun(ChangchunInstituteofOptics，FineMechanicsandPhysics，ChineseAcademyofScience，Changchunl30033，China)Abstract：Aflexiblesupportingstructureforthefaststeeringmirroriswithhighrigidityandheat—resistantstability．Thesurfacesh

3、apeaccuracyRMSvaluereaches1／50(===632．8nm)whenthetemperatureiswithin±10。C．Keywords：mirror；flexiblesupport；imagingquality．镜来说，其占用比例较大，使轻量化程度大大降O引言低，反射镜质量增加，如采用传统的外框形式固定光学反射镜是空间遥感器的主要部分，它的反射镜，由于反射镜尺寸比较大，其所需外框的尺面形精度会影响光学系统成像质量口]，大口径光寸和厚度也必然相应增加，也使得反射镜质量大学反射镜通常用多点支撑方式，随着离轴消像散大增加]，为了解决这一技术上的难题，提出一种光学

4、系统在空间应用的快速发展，对小口径反射具有较好的动静态刚度的离轴消像散光学系统中镜的支撑也需要寻找解决的方式，如将大口径反的反射镜柔性支撑结构。进行优化设计，支撑结射镜支撑采用的多点支撑方式应用于小口径反射构设计从支撑方式和柔性结构设计展开，并运用镜上，由于反射镜面积较小，而使得支撑的结构件有限元方法对反射镜结构进行分析，最终得到满尺寸减小，其带来的加工难度因而成倍增加，并且足设计需求的合理结构。多点支撑需要较大面积来实施，对于小口径反射收稿Et期：20131222基金项目：国家863高技术研究发展计划资助项目(863251139)作者简介：张军(1962一)，男，汉族，吉林长春人，中

5、国科学院长春光学精密机械与物理研究所副研究员，主要从事空间光学机械方向研究，E—mail：ccgqomh@163．corr1．第1期张军：一种空间遥感器反射镜柔性支撑结构31按照反射镜的支撑位置，可以分为中心支撑、l反射镜支撑结构设计周边环形支撑、侧面支撑、背部多点支撑等形式，1．1反射镜支撑结构如图1所示。(a)拉带式支撑(b)背部三点支撑(c)周边环形支撑图1反射镜支撑方式示意图对于光轴垂直放置的反射镜，可以采用周边1．2反射镜组件结构环形支撑。这种支撑方式一般是在反射镜的边缘反射镜组件由反射镜、柔性支撑单元、支撑背附近施加一个连续的面接触，接触表面要求的精板组成，支撑背板是联接在

6、反射镜柔性支撑单元度很高。这种支撑方式下，反射镜中心受自身重和相机整体框架之间的结构，支撑背板围绕反射力影响发生的变形量一般最大。镜支撑点的位置展开，它是给反射镜的支撑点提侧边支撑和周边环形支撑一般都不单独应用供稳定的支撑平台l4]，支撑背板是反射镜组件中于空间反射镜支撑，因为这两种支撑方式都要依一个非常重要的结构件，为避免过约束引入装配靠重力的作用。空间用反射镜需要满足变方位安应力，支撑背板与反射镜的联接通过柔性支撑单装要求，即当重力作用方向变化时，反射镜都能满元，采用三点式联接方式，如图2所示。足使用要求。支撑背板背部多点支撑是指在光学反射镜的背部为定柔性支撑位基准的支撑方式。这种

7、支撑方式是反射镜变方位安装最常见的一种形式，通常在反射镜背部特反射镜定的位置加工出一定数量和深度的盲孑L，采用胶结的方式将反射镜与柔性支撑单元连接起来，然后连接到支撑背板上。背部三点支撑由于采用了图2反射镜支撑结构柔性支撑单元，可消除由装配和温度变化产生的柔性支撑单元是反射镜组件的重要环节，它结构应力。不但可以隔震，消除部分装配应力，同时可以吸收因此，我们可选择背部三点支撑形式，除此之温度变化下材料热特性不匹配产生的能量，考虑外，还可以采用基于