本發明涉及航空光學遙感相機領域，特別涉及一種反射鏡支撐結構，反射鏡組件以及光學遙感相機。
背景技術：
：在航空工作環境下，光學遙感相機所處的熱環境會隨季節、工作地點、飛行高度、天氣狀況等因素而發生大幅度變化。環境溫度波動會使相機光學元件的光學面型惡化，從而導致系統工作性能的下降。為確保系統工作性能，航空光學遙感相機一般會采取主動熱控措施。反射鏡是航空光學遙感相機的核心光學元件之一，其溫度適應能力對相機的工作性能和熱控成本有著重要影響。反射鏡的溫度適應能力強，不僅可增加系統的魯棒性，而且會降低熱控難度和熱控成本；反之則增加系統對環境溫度變化的敏感性，從而會增加熱控難度和熱控成本。常用的航空光學反射鏡結構支撐方式包括背部三點支撐和中心支撐。背部三點支撐通常是在反射鏡的背部均勻布置三個支撐孔，在支撐孔處通過膠粘方式鑲嵌金屬套作為機械接口，然后在三個金屬套處通過柔性部件將反射鏡與支撐背板連接起來，支撐背板通過螺釘與相機機身相連。其主要缺點是：1)機械部件加工精度要求高，裝配過程復雜；2)溫度適應能力和支撐剛度對柔性部件的剛度提出了相反的要求，設計時需要綜合權衡溫度適應能力和支撐剛度這一對矛盾，從而使得這種支撐方式僅能適應較小的溫度變化范圍。中心支撐通常是在反射鏡背部加工一支撐孔，將軸對稱結構的支撐套通過膠粘方式與反射鏡相連，然后將支撐套通過螺釘與相機機身緊固聯接。其主要缺點是：反射鏡的光學面型對螺釘擰緊力矩變化比較敏感，反射鏡組件與相機機身緊固聯接時，各螺釘的擰緊力矩難以控制。綜上所述，要求航空光學反射鏡組件設計既保證支撐及連接的剛度和強度，又能適應較大的溫度變化范圍。技術實現要素：本發明旨在克服現有技術存在的缺陷，本發明采用以下技術方案：一方面，本發明提供一種反射鏡支撐結構，所述反射鏡支撐結構包括：底座，柔性臂，定位面以及外接口。所述柔性臂為多個并按軸對稱方式均勻布置于所述底座上。所述定位面設置在所述底座上。所述外接口設置在所述底座上。一些實施例中，所述柔性臂與所述底座為一體化結構。一些實施例中，所述底座為板式底座，所述柔性臂為細長狀薄壁梁式結構。另一方面，本發明提供一種反射鏡組件，所述反射鏡組件包括如前所述的反射鏡支撐結構，以及與所述反射鏡支撐結構連接的反射鏡，所述反射鏡通過所述定位面與所述底座進行軸向定位，并通過膠粘方式與設置于所述底座上的柔性臂相連。一些實施例中，所述反射鏡的材料包括熔石英、微晶和ULE。一些實施例中，所述反射鏡支撐結構的材料為鐵鎳合金。再一方面，本發明提供一種光學遙感相機，包括機身以及如前所述的反射鏡組件，所述反射鏡組件與機身之間通過無扭矩連接機構進行緊固聯接，所述無扭矩連接機構一端設置在所述底座的接口中，另一端設置在所述機身接口中。一些實施例中，所述機身上設置有機身柔性臂和機身接口，所述機身接口位置與所述底座上的接口位置對應。一些實施例中，所述機身柔性臂為弧形懸臂式結構，且與所述機身一體化設置。一些實施例中，所述無扭矩連接機構包括：膨脹定位套，所述膨脹定位套可膨脹變形并設于所述底座的接口中；彈性拉桿，所述彈性拉桿鑲嵌于所述膨脹定位套的內部；以及鎖緊部件，所述鎖緊部件與所述彈性拉桿相連，并可使所述彈性拉桿相對所述膨脹定位套沿軸向運動至指定位置使所述膨脹定位套發生膨脹變形并鎖止所述彈性拉桿。一些實施例中，所述膨脹定位套包括：可發生膨脹形變的膨脹段，所述膨脹段包括多個沿軸向均勻排布的彈片，且所述彈片為上薄下厚的結構以使所述膨脹段的內表面形成錐面；以及承載段，所述承載段與所述膨脹段相連，所述承載段形成為中空的凸臺。一些實施例中，所述彈性拉桿包括：圓錐段，所述圓錐段與所述膨脹段配合，且所述圓錐段設置為上大下小的圓臺形；導向段，所述導向段設置為圓柱體，且所述導向段上設置有導向卡槽；以及彈性段，所述彈性段設置于所述圓錐段與所述導向段之間并連接所述圓錐段與所述導向段。一些實施例中，所述鎖緊部件包括：鎖緊拉環，所述鎖緊拉環為圓環形狀并套設在所述彈性拉桿上；卡銷，所述卡銷設置在所述鎖緊拉環上并部分伸入鎖緊拉環的內孔，與所述導向卡槽配合；銷軸；防脫螺釘，所述防脫螺釘固定設置在所述彈性拉桿上；以及鎖緊把手，所述鎖緊把手通過所述銷軸鉸接所述鎖緊拉環以及所述彈性拉桿，所述鎖緊把手為凸輪結構，且一端抵頂所述膨脹定位套的承載段的下端面，一端抵頂所述防脫螺釘。一些實施例中，所述導向卡槽包括：圓環段，所述圓環段設置在所述導向段的周向上；以及豎直段，所述豎直段設置在所述導向段的軸向上，一端與所述圓環段相連另一端延伸至所述導向段的下端面。本發明的有益效果在于：所提出的反射鏡支撐結構充分發揮了所設置的柔性臂的各向異性特點，不僅實現了反射鏡組件的寬溫度變化適應能力，而且有效提高了結構支撐剛度，且裝配簡單。所述學遙感相機采用了無扭矩連接機構，可同時實現反射鏡組件與機身的高精度定位和無扭矩連接，從而可使裝配環節對反射鏡光學面型的影響得以有效控制。附圖說明圖1為根據本發明一個實施例的反射鏡支撐結構示意圖；圖2為根據本發明另一個實施例的反射鏡支撐結構示意圖；圖3為根據本發明一個實施例的反射鏡組件結構示意圖；圖4為根據本發明一個實施例的光學遙感相機結構示意圖；圖5為根據本發明一個實施例的光學遙感相機上機身結構示意圖；圖6為根據本發明一個實施例的無扭矩連接機構結構示意圖；圖7為根據本發明一個實施例的膨脹定位套結構示意圖；圖8為根據本發明一個實施例的彈性拉桿結構示意圖；圖9為圖8中D-D方向的剖面視圖；圖10為根據本發明一個實施例的鎖緊把手結構示意圖；以及圖11為根據本發明一個實施例的無扭矩連接機構的鎖緊原理圖。具體實施方式為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及具體實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發明，而不構成對本發明的限制。在均勻溫度載荷的作用下，反射鏡光學表面的熱變形總量是由自由熱變形分量(膨脹/收縮)和溫致機械載荷所引起的彎曲彈性變形分量迭加而成。自由熱變形使反射鏡光學表面的曲率半徑等比例縮小或放大，溫致機械載荷則會使反射鏡的光學表面發生彈性彎曲變形。由于自由熱變形分量對系統的影響容易在使用過程中進行校正，而溫致機械載荷彎曲變形分量對系統的影響難以校正。因此，單位均勻溫度變化所引起的光學表面溫致機械載荷彎曲變形的大小是衡量反射鏡組件溫度適應能力的重要指標。單位溫度變化所引起的光學表面溫致機械載荷彎曲變形越小，光學表面熱變形的面型誤差越小，溫度適應能力則好；反之則反射鏡組件的溫度適應能力則差。反射鏡的溫致機械載荷彎曲變形分量ΔrB，與作用于反射鏡上的溫致機械載荷以及反射鏡抗彎剛度之間的關系如下式所示，ΔrB∝FTKM---(1)]]>其中，FT為溫致機械載荷，KM為反射鏡的抗彎剛度。溫致機械載荷FT取決于反射鏡與支撐結構以及支撐結構與機身之間的線膨脹系數差，以及各級機械連接環節的連接剛度。反射鏡的抗彎剛度KM取決于反射鏡的鏡坯材料和幾何尺寸。提升反射鏡組件的溫度變化適應能力有兩條重要途徑：1)降低作用于反射鏡上的溫致機械載荷；2)增加反射鏡的抗彎剛度。作用于反射鏡上的溫致機械載荷包括直接溫致機械載荷和間接溫致機械載荷兩部分。直接溫致機械載荷為反射鏡與支撐結構線脹系數差所造成的溫致機械載荷，該溫致機械載荷直接作用于反射鏡；間接溫致機械載荷為支撐結構與機身線脹系數差所造成的溫致機械載荷，間接溫致機械載荷經反射鏡支撐結構傳遞后僅有部分作用于反射鏡上。實際作用于反射鏡上的溫致機械載荷FT可按下式進行計算，FT=FC-M+β·FP-CFC-M=Kf1·δ1δ1=dC2·(αC-αM)·ΔTFP-C=Kf2·δ2δ2=dP2·(αP-αC)·ΔT---(2)]]>其中，FC-M和FP-C分別為直接溫致機械載荷和間接溫致機械載荷；β為間接溫致機械載荷傳遞因子；αM、αC和αP分別為反射鏡、支撐結構和機身的線膨脹系數；dC為反射鏡與支撐結構之間的接口分布圓直徑；dP為反射鏡支撐結構與機身之間的接口分布圓直徑；Kf1和Kf2分別為反射鏡與反射鏡支撐結構之間的連接剛度(一級柔性環節)，以及反射鏡支撐結構與機身之間的連接剛度(二級柔性環節)；δ1和δ2分別為反射鏡與反射鏡支撐結構以及反射鏡支撐結構與機身之間的接口溫致錯位量；ΔT為溫度變化量。為降低作用于反射鏡上的溫致機械載荷FT，有三條技術途徑可循：Ⅰ)通過減小相鄰部件的線膨脹系數差，來降低直接溫致機械載荷FC-M和間接溫致機械載荷FP-C；Ⅱ)通過在反射鏡與反射鏡支撐結構以及反射鏡支撐結構與機身之間增設柔性環節，來降低接口連接剛度系數Kf1和Kf2，從而達到降低直接溫致機械載荷FC-M和間接溫致機械載荷FP-C的目的；Ⅲ)通過間接溫致機械載荷FP-C在反射鏡支撐結構上的傳力路徑設計，來減小間接溫致機械載荷傳遞因子β。除了降低作用于反射鏡的溫致機械載荷，提高反射鏡抗彎剛度KM是實現反射鏡寬溫度變化環境適應性的另一重要技術層面。反射鏡抗彎剛度與鏡坯材料和結構尺寸的關系如下式所示，KM∝EM·tM3DO---(3)]]>其中EM為反射鏡結構材料的彈性模量；tM為反射鏡的厚度；DO為反射鏡的口徑。從式中可看出，模量EM大的材料有利于提升反射鏡的抗彎剛度。由于反射鏡材料的比剛度E/ρ(彈性模量與密度的比值)決定了反射鏡的結構輕量化潛力，因此，在滿足適用性要求的前提下，盡可能選擇比剛度E/ρ大的反射鏡結構材料。對于具體應用而言，通光尺寸決定了反射鏡的口徑DO，因此，厚度tM成為影響反射鏡抗彎剛度的重要參變量。除了溫度適應能力之外，支撐剛度也是反射鏡結構支撐設計的重要衡量指標，常用反射鏡組件的固有頻率來評價。反射鏡的支撐剛度與反射鏡組件的重量、柔性支撐的剛度有關，因此，反射鏡的溫度適應設計可視為如下所示的多元函數優化問題。ΔT=f(tM,Δα,Kf,dS,β)const=freq(Kf)---(4)]]>其中，tM,Δα,Kf,dS,β分別代表著反射鏡的厚度、線膨脹系數匹配程度、接口剛度、支撐位置以及間接溫致機械載荷傳遞率等設計參數，接口剛度參變量Kf受約束于反射鏡組件的固有頻率，同時又決定了反射鏡所能承受的溫度變化范圍。基于上述分析，可從以下幾個方面來實現所述反射鏡組件的寬溫度變化適應能力：a)低膨脹、高比剛度反射鏡材料選擇通過選擇低膨脹系數的反射鏡材料，可減小反射鏡熱變形中的自由變形分量Δrf；通過選擇高比剛度材料，不僅有利于降低反射鏡的結構質量，而且有利于提升反射鏡的抗彎剛度，從而可有利于減小反射鏡熱變形中的溫致機械載荷彎曲變形分量ΔrB。可用于航空光學反射鏡的結構材料包括微晶、超低膨脹玻璃(ULE)、熔石英、碳化硅(SiC)等非金屬材料，以及鋁、鈹等金屬材料。熔石英、微晶和ULE的線膨脹系數較其余反射鏡材料小1～2個數量級，是實現反射鏡寬溫度變化適應能力的優良選擇。b)反射鏡支撐結構設計為實現反射鏡的寬溫度變化適應能力，可在反射鏡背部設置圓形的沉孔或凸臺，然后將多個梁式柔性臂按軸對稱方式均勻布置而形成的反射鏡支撐結構以膠粘方式嵌于如上所述的沉孔內或套在凸臺外側，然后在該反射鏡支撐結構上按軸對稱方式均勻布置與機身的機械接口。這種支撐形式可充分發揮所述的各柔性臂徑向柔度對反射鏡溫度適應能力的貢獻，以及多個柔性臂整體剛度上的優勢對支撐剛度的貢獻。c)反射鏡參數化設計及優化反射鏡的口徑DO取決于通光口徑，屬于常量。反射鏡設計過程中，參數變量包括厚度tM、支撐環直徑dC和支撐深度hC，厚度tM決定了式(1)和式(3)中所示的反射鏡抗彎剛度，支撐環直徑dC和支撐深度hC共同決定了式(4)中所示的支撐位置參數dS。厚度tM可按照所選擇反射鏡結構材料的比剛度值，選擇一對應的徑厚比值所對應的厚度值，并對厚度tM預留少量的裕量。然后利用拓撲優化手段對支撐環直徑dC和支撐深度hC進行優化。d)反射鏡支撐結構材料選擇及設計反射鏡支撐結構與反射鏡之間可通過膠粘方式連接。按照線膨脹系數匹配性原則(線膨脹系數差Δα最小化)，對于由熔石英、微晶、ULE等近乎零膨脹或SiC等小膨脹材料制成的反射鏡，反射鏡支撐結構選擇殷鋼(一種線膨脹系數可定制化設計的鐵鎳合金)；對于K9玻璃，反射鏡支撐結構選擇鈦合金。反射鏡與反射鏡支撐結構之間的柔性環節由多個柔性臂按照軸對稱方式均勻布置，并且柔性臂與反射鏡支撐結構采取一體化方式設計。柔性臂的分布圓直徑按照下式設計，DfO＝dc-2tbond(反射鏡支撐孔)(5)DfI＝dc+2tbond(反射鏡支撐凸臺)(6)其中，dc為反射鏡上的支撐環直徑；tbond為膠層厚度；DfO和DfI分別為反射鏡背部設置支撐孔和支撐凸臺兩種情況下柔性臂分布圓直徑。柔性臂數量按大于3的數量均勻排布，柔性臂與反射鏡之間的粘接區域面積需要滿足承載反射鏡所需的粘接強度需求，柔性臂厚度tf作為反射鏡與反射鏡支撐結構之間接口剛度Kf1的設計變量。e)反射鏡支撐結構與機身之間的連接剛度設計因為反射鏡支撐結構與機身之間所產生的間接性溫致機械載荷FC-P會有一部分最終作用于反射鏡上，從而使反射鏡發生間接性溫致機械載荷彎曲變形。考慮到整機質量、機械加工性以及成本等因素，機身與反射鏡支撐結構之間的線膨脹系數差未必能做到極微小量。因此，通過反射鏡支撐結構與機身之間的連接剛度Kf2的設計，來降低間接性溫致機械載荷FC-P的總量。這一環節可根據所需要適應的溫度變化范圍，以及已有組件的溫度適應能力，作為一個可選環節。假若反射鏡與反射鏡支撐結構之間的線膨脹系數匹配程度和柔性環節的剛度，已滿足所提出的溫度適應范圍要求，機身與反射鏡支撐結構之間可以不設置柔性環節；反之則需要考慮機身與反射鏡支撐結構之間的柔性環節。f)傳力路徑設計及優化對于反射鏡支撐結構而言，通過傳力路徑設計可使反射鏡支撐與機身之間所產生的間接性溫致機械載荷FC-P的絕大部分在反射鏡支撐結構內部相互抵消，可大大減小如式(2)所示的傳遞因子β，從而達到降低實際作用于反射鏡上的間接性溫致機械載荷的目的。設計反射鏡支撐結構時，連接軸對稱方式排布的多個柔性臂的底座應該具有良好的剛度；反射鏡支撐結構與機身之間的接口按照軸對稱方式均勻布置，反射鏡支撐結構外部接口到軸對稱之間的傳力路徑上的局部剛度要適當加強。反射鏡支撐結構與機身之間的間接性溫致機械載荷，主要使反射鏡支撐結構的底座部分發生沿著徑向的拉伸/壓縮變形，變形量極為微小，此外，這些間接性溫致機械載荷會最終匯聚在反射鏡支撐結構的對稱軸上且相互抵消。從而可使式(2)所示的傳遞因子β趨近于零。對于反射鏡鏡坯而言，傳力路徑的合理化設計有利于提高反射鏡的徑向抗拉/抗壓剛度，降低鏡面的溫致機械載荷彎曲變形。對于反射鏡背部為支撐孔的配置形式，反射鏡上溫致機械載荷的傳力路徑是一環帶形區域，實施要點是環帶區域需要有足夠的寬度來保證該區域的抗拉/抗壓能力；對于反射鏡背部為支撐凸臺的配置形式，溫致機械載荷依次經過反射鏡支撐結構的柔性臂、膠粘區域在支撐凸臺內部匯聚，假若支撐凸臺區域比較大，需要進行輕量化時。從每個膠粘區到凸臺對稱軸之間的區域盡可能保留材料，其余區域為可輕量化區域。g)“無扭矩”連接傳統的螺釘緊固聯接方式會使反射鏡支撐結構與機身之間產生裝配力矩，反射鏡光學表面面型造對裝配力矩較為敏感。本發明提出了一種可實現反射鏡支撐結構與機身之間無扭矩連接機構，該連接機構利用膨脹銷原理，可實現高精度定位、無扭矩連接與準確預緊功能于一體。該連接機構由膨脹定位套、彈性拉桿和鎖緊部件構成。膨脹定位套的一端為膨脹端，另一端為定位端；彈性拉桿位于膨脹定位套內部，可相對于膨脹定位套作軸向運動，使膨脹定位套的膨脹端脹大；鎖緊部件與彈性拉桿的一端相連，當鎖緊部件由“放松”狀態切換為“預緊”狀態時，可使彈性拉桿相對于膨脹定位套做固定量的軸向運動。假設彈性拉桿的軸向剛度為kT，彈性拉桿相對于膨脹定位套的固定軸向運動量為ua，膨脹定位套脹大所需的彈性拉桿的軸向竄動量為ua-0，則彈性拉桿所產生的軸向預緊力為T＝kT(ua-ua-0)。結合上述的分析，本發明提出了一種可實現反射鏡寬溫度變化適應能力的反射鏡支撐結構。如圖1和圖2所示，所述反射鏡支撐結構2包括：底座22，柔性臂21，定位面23以及外接口24。所述柔性臂21為多個并按軸對稱方式均勻布置于所述底座22上。所述定位面23與所述外接口24設置在所述底座22上。所述柔性臂21與所述底座22為一體化結構。所述底座22為板式結構，所述柔性臂21為細長狀薄壁梁式結構。所述細長狀薄壁梁式結構構成了該反射鏡組件支撐系統的第一級柔性環節。如圖1所示的實施例中，所述柔性臂21的外側表面共柱面。如圖2所示的實施例中，所述柔性臂21的內側表面共柱面。一些實施例中，所述支撐結構2整體呈軸對稱結構。一些實施例中，所述外接口24為錐形孔。所述反射鏡支撐結構充分發揮了所設置的柔性臂的各向異性特點，不僅實現了反射鏡組件的寬溫度變化適應能力，而且有效提高了結構支撐剛度。本發明還提出了一種可實現反射鏡寬溫度變化適應能力的反射鏡組件100。如圖3所示，所述反射鏡組件100包括如前所述的反射鏡支撐結構2，以及與所述反射鏡支撐結構2連接的反射鏡1，所述反射鏡通過所述定位面23與所述反射鏡支撐結構2進行軸向定位，并通過膠粘方式與所述反射鏡支撐結構2的柔性臂21相連。減小反射鏡與支撐結構之間的線膨脹系數差，是降低反射鏡與支撐結構之間的直接溫致機械載荷，提升反射鏡組件溫度適應范圍的重要技術途徑。低膨脹系數的鏡坯材料是實現航空光學反射鏡寬溫度變化適應能力的重要前提之一。一些實施例中，所述反射鏡1的材料可選擇熔石英、微晶和ULE。所提出的熔石英、微晶和ULE是線膨脹系數較低的鏡坯材料，支撐結構優先選擇線膨脹系數可定制的低膨脹鐵鎳合金，但并不限定與某一種低膨脹系數材料。高比剛度的鏡坯材料是實現反射鏡結構輕量化、高剛度設計的重要前提之一，進而會影響到反射鏡抵抗接口熱應力的能力。對于同樣的鏡坯剛度指標和反射鏡接口熱應力，通過選擇高比剛度的反射鏡材料可有效減小反射鏡結構尺寸。同理，對于同樣的反射鏡結構，通過選擇高比剛度的反射鏡材料可有效提升反射鏡抵抗接口熱應力的能力。一些實施例中，所述反射鏡支撐結構2的材料優選為殷鋼。一些實施例中，所述反射鏡支撐結構2與所述反射鏡1通過膠粘方式連接。如圖3所示，一些實施例中，反射鏡1背部設置有圓形的沉孔，所述反射鏡支撐結構2的柔性臂21設置于所述沉孔中。所述反射鏡1與反射鏡支撐結構2，在所述反射鏡支撐結構2的柔性臂21的外側表面通過膠粘方式連接，形成所述的反射鏡組件100。在裝配粘接過程中，設置于所述反射鏡1背部的圓形沉孔，與所述反射鏡支撐結構2的柔性臂21的外側面所形成的圓柱面，實現了所述反射鏡1與反射鏡支撐結構2的徑向定位關系；所述反射鏡1的背部環狀平面與設置于所述反射鏡支撐結構2上的定位面23，實現了所述反射鏡1與反射鏡支撐結構2的軸向定位關系。一些實施例中，反射鏡1背部設置有圓形的凸臺，所述反射鏡支撐結構2的柔性臂21套設于所述凸臺的外側。本發明還提供了一種光學遙感相機1000，如圖4和圖5所示，所述光學遙感相機1000包括機身4以及如前所述的反射鏡組件100，所述反射鏡組件100與機身4之間通過無扭矩連接機構3進行緊固聯接，所述無扭矩連接機構3一端設置在所述底座22的接口24中，另一端設置在所述機身接口42中。如圖5所示的實施例中，為降低作用于所述反射鏡組件上的間接溫致機械載荷FP-C，在機身4上設置了二級柔性環節，主要包括機身柔性臂41和機身接口42。機身柔性臂41為弧形懸臂式結構，實際應用時，可根據機身4與反射鏡支撐結構2的線膨脹系數差對柔性臂41進行參數化設計。所述機身4上設置有機身柔性臂41和機身接口42，所述機身接口42位置與所述底座22上的接口24位置對應。所述的反射鏡組件100設置于所述反射鏡支撐結構2上的外接口24處，通過無扭矩連接機構3與設置于機身4上的機身接口42相連接。反射鏡支撐結構2上的外接口24是一具有小錐度的錐形孔，當無扭矩連接機構3處于鎖緊狀態時，無扭矩連接機構3會膨脹形變，對設置于反射鏡支撐結構2上的錐形外接口24同時施加徑向和軸向壓力。因而，會對所述的反射鏡組件100和機身4起到緊固聯接作用。一些實施例中，所述機身柔性臂41為弧形懸臂式結構，且與所述機身一體化設置。所述弧形柔性臂構成了該反射鏡組件支撐系統的第二級柔性環節。如圖6至圖11所示，一些實施例中，所述無扭矩連接機構3包括：膨脹定位套31，彈性拉桿32，以及鎖緊部件。所述膨脹定位套31可膨脹變形并設于所述底座22的接口24中；所述彈性拉桿32鑲嵌于所述膨脹定位套31的內部；所述鎖緊部件與所述彈性拉桿32相連，并可使所述彈性拉桿32相對所述膨脹定位套31沿軸向運動至指定位置使所述膨脹定位套31發生膨脹變形并鎖止所述彈性拉桿32。如圖7所示的實施例中，所述膨脹定位套31包括：可發生膨脹形變的膨脹段311，以及承載段312。所述膨脹段311包括多個沿軸向均勻排布的彈片3111，且所述彈片為上薄下厚的結構以使所述膨脹段311的內表面形成錐面317。所述承載段312與所述膨脹段311相連，所述承載段312形成為中空的凸臺。如圖8所示，所述彈性拉桿32包括：圓錐段321，導向段323，以及彈性段322。所述圓錐段321與所述膨脹段311配合，且所述圓錐段321設置為上大下小的圓臺形；所述導向段323設置為圓柱體。所述導向段323上設置有導向卡槽324；所述彈性段322設置與所述圓錐段321與所述導向段323之間并連接所述圓錐段321與所述導向段323。所述彈性拉桿32鑲嵌于所述膨脹定位套31的內部。所述彈性拉桿32的導向段323與所述膨脹定位套31的內壁316形成可使彈性拉桿32相對于膨脹定位套31僅作軸向運動的圓柱副；使用過程中，所述彈性拉桿32的圓錐段321與所述膨脹定位套31的內錐面317相互貼合，可使作用于彈性拉桿32的軸向拉力經膨脹定位套31的內錐面317傳遞至膨脹段311，并使膨脹段311發生脹大變形。如圖6所示，所述鎖緊部件包括：鎖緊拉環331，卡銷332，銷軸334，防脫螺釘34以及鎖緊把手333。所述鎖緊拉環331為圓環形狀并套設在所述彈性拉桿32上；所述卡銷332設置在所述鎖緊拉環331上，并部分伸入鎖緊拉環331的內孔與所述導向卡槽324配合；所述防脫螺釘34固定設置在所述彈性拉桿32上；所述鎖緊把手333通過所述銷軸324鉸接所述鎖緊拉環331以及所述彈性拉桿32，所述鎖緊把手333為凸輪結構，且一端抵頂所述膨脹定位套31的承載段312的下端面，一端抵頂所述防脫螺釘34。其中RUnlock和RLock分別為鎖緊把手333在“放松”和“鎖緊”狀態下凸輪輪廓到鎖緊把手333旋轉中心的旋轉半徑，RMax為鎖緊把手333的凸輪輪廓到鎖緊把手333旋轉中心的最大旋轉半徑，此三個結構參數的大小關系是RUnlock<RLock<RMax。當所述“無扭矩”連接結構3由“放松”狀態切換為“鎖緊”狀態時，鎖緊把手333需要繞其旋轉中心旋轉90°。一些實施例中，所述導向卡槽324包括：圓環段3241，以及豎直段3242。所述圓環段3241設置在所述導向段323的周向上；所述豎直段3242設置在所述導向段323的軸向上，一端與所述圓環段3241相連另一端延伸至所述導向段323的下端面。使用當所述無扭矩連接結構3對反射鏡組件和機身4進行緊固聯接的步驟如下：1)將所述的彈性拉桿32插入所述的膨脹定位套31內；2)將膨脹定位套31和彈性拉桿32同時插入兩個被聯接對象的接口內；3)將鎖緊部件33的卡銷332與彈性拉桿32上的導向槽324對準。將鎖緊部件33整體插入彈性拉桿32并旋轉一定角度，使得卡銷332與所述的彈性拉桿32的導向卡槽324靠牢；4)將所述鎖緊部件33的鎖緊把手333從“放松”狀態切換到“鎖緊”狀態；5)將防脫螺釘34旋入所述彈性拉桿32的防脫螺釘孔325內部，以防止聯接失效。為說明本發明所述的一種“無扭矩”連接結機構3機構在“鎖緊”狀態下的工作原理，參見附圖11。所述鎖緊部件33的鎖緊把手333由“放松”位置旋轉90°后會切換到“鎖緊”位置，鎖緊部件33會迫使彈性拉桿32的彈性段322和導向段323共同產生固定的軸向運動量如下式所示：ua＝RLock-RUnlock(參見附圖10)(7)假設為使膨脹定位套31的膨脹段311發生定量的徑向變形所需的彈性拉桿32的軸向剛體位移量為ua-0，則彈性拉桿32所產生的軸向預緊力T的表達式如下所示：T＝kT·(ua-ua-0)(參見附圖11)(8)式中kT為彈性拉桿32的軸向剛度，此參數主要取決于所述彈性拉桿32彈性段322的結構特征參數。參見附圖11，彈性拉桿32的軸向預緊力T依次經過鎖緊組件33的卡銷332、鎖緊拉環331、銷軸334、鎖緊把手333，以及膨脹定位套31的下端面314上。迫使膨脹定位套31與機身4相貼合。彈性拉桿32的軸向預緊力T同時會使膨脹定位套31的膨脹段311發生脹大，并與反射鏡支撐結構2的外接口24的錐形段相貼合，從而使得反射鏡支撐結構2產生沿軸向的預緊作用。圖11所示的FP-C和FC-P為反射鏡支撐結構2和機身4接觸界面上的軸向預緊力對，反射鏡支撐結構2和機身4接觸界面上的橫向剪切力由所述膨脹定位套31的承載段312承擔。該聯接結構可實現每個聯接點處的精確軸向預緊，且不會產生聯接力矩。本發明系統分析了反射鏡組件溫度適應能力的內在影響因素和作用機理，提出了一種可實現寬溫度變化適應能力的反射鏡支撐結構，反射鏡組件，以及包括此反射鏡組件的光學遙感相機，本發明具有如下有益效果：本發明所提出的反射鏡支撐結構自身包含有多個具有良好的徑向柔度的柔性臂，可以滿足反射鏡組件的寬溫度變化適應性需求。同時由于各柔性臂的自由端通過膠粘方式連接于反射鏡上，反射鏡對反射鏡支撐結構起到了加固作用，使得反射鏡具有良好的軸向和橫向支撐剛度。可滿足反射鏡的支撐剛度需求。本發明所提出的無扭矩連接機構，可同時實現反射鏡組件與機身的高精度定位、無扭矩連接和軸向精確預緊，使裝配環節對反射鏡光學面型的影響得以有效控制。在本發明的描述中，需要理解的是，術語“中心”、“縱向”、“橫向”、“長度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”“內”、“外”、“順時針”、“逆時針”、“軸向”、“徑向”、“周向”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。此外，術語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特征的數量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括至少一個該特征。在本發明中，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術語應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通或兩個元件的相互作用關系，除非另有明確的限定。對于本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。在本發明中，除非另有明確的規定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接觸，或第一和第二特征通過中間媒介間接接觸。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。在本說明書的描述中，參考術語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特點包含于本發明的至少一個實施例或示例中。而且，描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在任一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領域的技術人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特征進行結合和組合。盡管上面已經示出和描述了本發明的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本發明的限制，本領域的普通技術人員在本發明的范圍內可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。以上所述本發明的具體實施方式，并不構成對本發明保護范圍的限定。任何根據本發明的技術構思所作出的各種其他相應的改變與變形，均應包含在本發明權利要求的保護范圍內。當前第1頁1 2 3