專利名稱：空間用濾光片柔性支撐機構及濾光片的安裝方法
技術領域：
本發明屬于航天領域，涉及一種空間用濾光片支撐機構，特別涉及一種空間用濾光片柔性支撐機構及濾光片的安裝方法。
背景技術：
在光學系統中，為實現探測器接收特定譜段光線的目的，經常將濾光片放置在光路中使工作譜段光線透過濾光片進入探測器中，而其他譜段的光線則被其反射回去。由于濾光片被放置光路中，前后端面都要透光，因此不能進行支撐，只能采用周邊支撐的方法進行支撐結構設計。目前，較大口徑的濾光片支撐結構多采用鏡座支口壓裝固定的方式進行固定。此方法對鏡座加工精度要求較高，并且容易產生裝配應力，造成濾光片面形變差，遇到空間極端工況容易造成濾光片的破碎。

發明內容
本發明要解決的一個技術問題是提供一種對鏡座加工精度要求低，并能有效避免應力產生的空間用濾光片柔性支撐機構。為了解決上述技術問題，本發明的空間用濾光片柔性支撐機構包括鏡座和至少3 個柔性支撐件；所述柔性支撐件由固定端、軸向應力卸載部、徑向應力卸載部及粘膠凸臺構成；固定端通過螺釘與鏡座連接，軸向應力卸載部位于固定端和徑向應力卸載部之間，徑向應力卸載部的端部帶有粘膠凸臺；濾光片靠近邊緣的部位通過粘結劑與粘膠凸臺粘接，且濾光片的重心位于各粘膠凸臺構成的多邊形之內。所述柔性支撐件采用彈簧鋼材料。本發明要解決的另一個技術問題是提供一種濾光片的安裝方法。為了解決上述技術問題，本發明的濾光片的安裝方法包括下述步驟(1)、用螺釘將柔性支撐件的固定端與鏡座試連接在一起，修研各粘膠凸臺的共面度，再將濾光片平放到各柔性支撐件的粘接凸臺上；(2)、根據濾光片外邊緣與鏡座內邊緣之間的徑向間隙調整螺釘，以調整各柔性支撐件的位置，直至濾光片外邊緣與鏡座內邊緣之間的徑向間隙和軸向間隙沿周向均勻分布，拿下濾光片；(3)、將螺釘固緊，然后將粘結劑均勻的涂抹到各柔性支撐件的粘膠凸臺上，再將濾光片放在柔性支撐件的粘膠凸臺上，靜置，直至粘結劑固化。本發明中柔性支撐件設置在濾光片與鏡座之間，當各個柔性支撐件安裝平面度不高，有應力向濾光片傳遞時，柔性支撐件的軸向應力卸載部將發生彈性變形，對軸向應力進行卸載，從而保證了濾光片面形精度不受軸向應力的影響。當環境溫度發生變化時，由于鏡座線膨脹系數與濾光片線膨脹系數不同，鏡座與濾光片間出現熱應力。當熱應力通過柔性支撐件時，其徑向應力卸載部將發生彈性變形，對徑向應力進行卸載，從而保證了濾光片面形精度不受熱應力的影響。由于柔性支撐采用了彈簧鋼材料，保證了其具有較好的彈性，較高的強度和剛度。由于柔性支撐件采用了軸向應力卸載設計和徑向應力卸載設計，使結構具有一定的減振作用，能夠卸載了火箭發射段產生的振動沖擊，保證了濾光片支撐機構在火箭發射段不會由于振動而產生破壞。


圖1是本發明的空間用濾光片柔性支撐機構主視圖。圖2是本發明的空間用濾光片柔性支撐機構側視3是柔性支撐件主視圖。圖4是柔性支撐件側視圖。
具體實施例方式如圖1、圖2所示，本發明的空間用濾光片柔性支撐機構包括鏡座2和6個柔性支撐件3。如圖3、圖4所示，所述柔性支撐件3由固定端31、軸向應力卸載部32、徑向應力卸載部33及粘膠凸臺34構成。固定端31通過兩個螺釘4與鏡座2連接，軸向應力卸載部32 位于固定端31和徑向應力卸載部33之間，并且軸向應力卸載部32的厚度d2小于其寬度 I2 ；徑向應力卸載部33的兩個端部各帶有一個粘膠凸臺34，并且徑向應力卸載部33的厚度 d3小于其寬度I2 ；濾光片1靠近邊緣的部位通過粘結劑5與粘膠凸臺34粘接。所述螺釘4采用內六角螺釘；粘接劑5采用環氧樹脂膠。本發明較支口壓裝形式的鏡座加工難度大大降低，只需將與柔性支撐件連接的接觸面加工到中等精度。根據使用環境的要求，按照粘接強度計算出環氧樹脂膠的粘接面積， 通過調整粘膠凸臺的大小，將此面積均勻分配到柔性支撐上的12個粘膠凸臺上，即可以有效的避免環氧樹脂膠干燥過程中產生粘接應力。將6個柔性支撐件與鏡座試連接在一起， 修研12個粘膠凸臺的共面度以保證粘膠厚度均勻，減小粘膠應力，再將濾光片平放到柔性支撐件上，根據濾光片1外邊緣與鏡座2內邊緣之間的徑向間隙微調螺釘4，以調整各柔性支撐件3的位置，拿下濾光片，將柔性支撐件與鏡座固緊；然后將環氧樹脂膠均勻的涂抹到 6柔性支撐件的12個粘膠凸臺上，將濾光片平穩的放在柔性支撐件的粘膠凸臺上，靜置，直至環氧樹脂膠固化，即可保證濾光片的徑向位置。本發明由于采用了帶有軸向應力卸載設計和徑向應力卸載設計的較大口徑的濾光片柔性支撐機構，提高了濾光片支撐機構的抗結構應力和熱應力的能力，并且柔性的減振作用使濾光片支撐結構可以克服火箭發射段的沖擊振動。本發明可用于航天和航空的濾光片支撐結構設計、光學主動支撐鏡的結構設計和結構減振設計等領域。本發明不限于上述實施方式，柔性支撐件數量只要在3個以上，且濾光片的重心位于各粘膠凸臺構成的多邊形之內即可。各柔性支撐件可以沿鏡座均勻分布也可以不均勻分布。因此凡是在本發明權利要求1技術方案基礎上作出的任何簡單變形，都在本發明意圖保護范圍之內。
權利要求
1.一種空間用濾光片柔性支撐機構，其特征在于包括鏡座(2)和至少3個柔性支撐件 (3)；所述柔性支撐件(3)由固定端(31)、軸向應力卸載部(32)、徑向應力卸載部(33)及粘膠凸臺(34)構成；固定端(31)通過螺釘(4)與鏡座(2)連接，軸向應力卸載部(32)位于固定端(31)和徑向應力卸載部(33)之間，徑向應力卸載部(33)的端部帶有粘膠凸臺(34)； 濾光片(1)靠近邊緣的部位通過粘結劑( 與粘膠凸臺(34)粘接，且濾光片(1)的重心位于各粘膠凸臺(34)構成的多邊形之內。
2.根據權利要求1所述的空間用濾光片柔性支撐機構，其特征在于所述柔性支撐件 (3)采用彈簧鋼材料。
3.一種濾光片的安裝方法，其特征在于包括下述步驟(1)、用螺釘(4)將柔性支撐件C3)的固定端(31)與鏡座( 試連接在一起，修研各粘膠凸臺的共面度，再將濾光片(1)平放到各柔性支撐件(3)的粘接凸臺(34)上；O)、根據濾光片(1)外邊緣與鏡座O)內邊緣之間的徑向間隙和軸向間隙調整螺釘 G)，以調整各柔性支撐件(3)的位置，直至濾光片(1)外邊緣與鏡座O)內邊緣之間的徑向間隙和軸向間隙沿周向均勻分布，拿下濾光片(1)；(3)、將螺釘固緊，然后將粘結劑( 均勻的涂抹到各柔性支撐件(3)的粘膠凸臺 (34)上，再將濾光片(1)放在柔性支撐件C3)的粘膠凸臺(34)上，靜置，直至粘結劑(5)固化。
全文摘要
本發明涉及一種空間用濾光片柔性支撐機構，該機構包括鏡座和至少3個柔性支撐件；所述柔性支撐件由固定端、軸向應力卸載部、徑向應力卸載部及粘膠凸臺構成；固定端通過螺釘與鏡座連接，軸向應力卸載部位于固定端和徑向應力卸載部之間，徑向應力卸載部的端部帶有粘膠凸臺；濾光片靠近邊緣的部位通過粘結劑與粘膠凸臺粘接，且濾光片的重心位于各粘膠凸臺構成的多邊形之內。本發明提高了濾光片支撐機構的抗結構應力和熱應力的能力，并且柔性的減振作用使濾光片支撐結構可以克服火箭發射段的沖擊振動，可用于航天和航空的濾光片支撐結構設計、光學主動支撐鏡的結構設計和結構減振設計等領域。
文檔編號G02B7/00GK102508348SQ20111035270
公開日2012年6月20日 申請日期2011年11月9日 優先權日2011年11月9日
發明者李志來, 楊會生, 柴方茂, 薛棟林, 鮑赫 申請人:中國科學院長春光學精密機械與物理研究所