本发明属于航天光学遥感器,尤其涉及一种基于镜面弯曲变形能断电自锁的空间大型主动镜装置。
背景技术:
1、随着空间反射镜的口径和轻量化程度不断提高,为了保证实现良好的成像质量,在光路中集成能够进行光路调整的机构是当前光机设计的必然选择,除了进行焦距的简单调整外,对光学元件进行倾斜、六自由度乃至面形级别的调整也在光学设计中应用越来越多。由此,当前的空间光学系统中通常会集成有大量的机构元件,包括调焦机构、指向机构、主动镜/变形镜等。当前空间应用的主动镜/变形镜一般采用mems技术,但一般口径都较小且需要加电;压电技术如ctec的单压驱动技术,利用了压电片的弯曲变形,但组件刚度一般都比较小,并且压电驱动电压一般都很高,通常要超过100v,且工作期间需要长期保持,不能断电工作。
技术实现思路
1、本发明解决的技术问题是:克服现有技术的不足,提供了一种基于镜面弯曲变形具有机械自锁功能的空间大口径主动镜装置,具有高刚度、不需要加电位置保持具有断电自锁的优点。
2、本发明目的通过以下技术方案予以实现:一种基于镜面弯曲变形能断电自锁的空间大型主动镜装置,包括:镜片、多个镜片支撑杆和与镜片支撑杆数量相等的支撑调整组件;其中,每个镜片支撑杆的一端与所述镜片的背面相连接,每个镜片支撑杆的另一端与每个镜片支撑杆相对应的支撑调整组件相连接。
3、上述基于镜面弯曲变形具有机械自锁功能的空间大口径主动镜装置中,所述支撑调整组件包括驱动机构和连接块;其中,所述驱动机构和所述连接块相连接。
4、上述基于镜面弯曲变形能断电自锁的空间大型主动镜装置中,所述驱动机构包括弹性支撑架、中心螺杆、内螺母、支撑筒、转接圆片、内花键筒、外花键柱和驱动组件;其中,所述中心螺杆的一端与所述弹性支撑架的顶部相连接;所述支撑筒的一端与所述弹性支撑架的底部相连接;所述内螺母设置于所述支撑筒的内部,所述中心螺杆的另一端与所述内螺母的内螺纹相连接;所述转接圆片与所述内螺母相连接;所述内花键筒的一端与所述转接圆片相连接;所述外花键柱的一端嵌设于所述内花键筒的内部,所述外花键柱的另一端与所述驱动组件相连接。
5、上述基于镜面弯曲变形能断电自锁的空间大型主动镜装置中,所述驱动机构还包括上限位片;其中,所述支撑筒的另一端与所述上限位片相连接。
6、上述基于镜面弯曲变形能断电自锁的空间大型主动镜装置中,所述驱动机构还包括下限位片;其中,所述内花键筒的另一端与所述下限位片相连接。
7、上述基于镜面弯曲变形能断电自锁的空间大型主动镜装置中,所述驱动机构还包括驱动组件紧定销钉;其中,所述外花键柱的另一端通过所述驱动组件紧定销钉与所述驱动组件相连接。
8、上述基于镜面弯曲变形能断电自锁的空间大型主动镜装置中,任意相邻个支撑杆在光轴正交方向的平面内投影都构成一个正三角形。
9、上述基于镜面弯曲变形能断电自锁的空间大型主动镜装置中,所述连接块为中心有通孔的长条状正六棱柱形,所述连接块一端的六边形面上绕圆心对称布置有个螺纹孔,用来和镜片支撑杆连接。
10、上述基于镜面弯曲变形能断电自锁的空间大型主动镜装置中,所述内螺母的外螺纹和支撑筒的内螺纹连接。
11、上述基于镜面弯曲变形能断电自锁的空间大型主动镜装置中,所述内螺母的内螺纹和外螺纹导程不同。
12、本发明与现有技术相比具有如下有益效果:
13、(1)本发明的装置具有高刚度,不需要加电和锁紧装置,就可以承受力学发射环境的冲击;
14、(2)本发明具有掉电自锁功能,掉电后能够实现高精度的位置保持;
15、(3)本发明的反射镜可以适应不同材料、通光口径形状、平面或者球面反射面等应用,可以作为大口径反射镜设计方案的替代,以降低在大口径反射镜研制中镜坯制备、光学加工以及装配的难度。
1.一种基于镜面弯曲变形能断电自锁的空间大型主动镜装置,其特征在于包括:镜片(1)、多个镜片支撑杆(2)和与镜片支撑杆(2)数量相等的支撑调整组件(3);其中,
2.根据权利要求1所述的基于镜面弯曲变形能断电自锁的空间大型主动镜装置,其特征在于:所述支撑调整组件(3)包括驱动机构(31)和连接块(32);其中,所述驱动机构(31)和所述连接块(32)相连接。
3.根据权利要求2所述的基于镜面弯曲变形能断电自锁的空间大型主动镜装置,其特征在于:所述驱动机构(31)包括弹性支撑架(311)、中心螺杆(312)、内螺母(313)、支撑筒(314)、转接圆片(317)、内花键筒(318)、外花键柱(319)和驱动组件(320);其中,
4.根据权利要求3所述的基于镜面弯曲变形能断电自锁的空间大型主动镜装置,其特征在于:所述驱动机构(31)还包括上限位片(315a);其中,
5.根据权利要求3所述的基于镜面弯曲变形能断电自锁的空间大型主动镜装置,其特征在于:所述驱动机构(31)还包括下限位片(316a);其中,
6.根据权利要求3所述的基于镜面弯曲变形能断电自锁的空间大型主动镜装置,其特征在于:所述驱动机构(31)还包括驱动组件紧定销钉(321);其中,
7.根据权利要求1所述的基于镜面弯曲变形能断电自锁的空间大型主动镜装置,其特征在于:任意相邻3个支撑杆(2)在光轴正交方向的平面内投影都构成一个正三角形。
8.根据权利要求2所述的基于镜面弯曲变形能断电自锁的空间大型主动镜装置,其特征在于:所述连接块(32)为中心有通孔的长条状正六棱柱形,所述连接块(32)一端的六边形面上绕圆心对称布置有4个螺纹孔,用来和镜片支撑杆(2)连接。
9.根据权利要求3所述的基于镜面弯曲变形能断电自锁的空间大型主动镜装置,其特征在于:所述内螺母(313)的外螺纹和支撑筒(314)的内螺纹连接。
10.根据权利要求3所述的基于镜面弯曲变形能断电自锁的空间大型主动镜装置,其特征在于:所述内螺母(313)的内螺纹和外螺纹具有不同导程。