航空相機卡塞格林主次鏡支撐結構的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于光學工程技術領域，具體涉及一種航空相機卡塞格林主次鏡支撐結構。
【背景技術】
[0002]卡塞格林光學系統由于具有無色差、結構緊湊、寬光譜適用性等優點，已廣泛應用于航空相機等光電偵察設備中。該類型光學系統由兩塊反射鏡組成，拋物面的主鏡和雙曲面的次鏡。主鏡、次鏡分別與其自身的機械支撐結構構成一個部件，主鏡、次鏡在完成光學加工、鍍膜后與支撐結構固連，然后再將主鏡組件、次鏡組件安裝到相機的主體結構上，并保證主鏡、次鏡滿足光學系統設計的公差要求。
[0003]為了獲得高質量的觀測圖像，要求主鏡、次鏡的面形及其相對空間位置都具有較高的精度。航空環境復雜，溫度變化劇烈，反射鏡和支撐結構的線膨脹系數不匹配引起的熱應力會嚴重降低主鏡、次鏡的面型精度，造成系統成像質量的下降。相比透射式光學系統，反射式的卡塞格林光學系統結構復雜，主鏡、次鏡位置精度要求高，裝調周期長、成本高；裝配過程中螺栓會產生預緊力，傳遞到反射面上的預緊力也會引起鏡面面形精度的降低。因此，在卡塞格林系統主次鏡的支撐結構設計過程中，要同時考慮環境溫度和裝配應力對反射鏡面形的影響，設計相應的消應力結構；設計簡單可靠的調整結構，用來保證裝調過程中主鏡、次鏡的位置精度，降低裝調成本。
[0004]現有技術中的支撐結構具有柔節，能夠消除溫度變化對面形的影響，但是其結構復雜，反射鏡通常通過鑲嵌件、柔節和背板連接到支撐上，柔節和鑲嵌件為單獨零件，不同零件間配合精度要求高，存在加工裝調周期長、費用高的問題。

【發明內容】

[0005]本發明的目的在于提出一種航空相機卡塞格林主次鏡支撐結構，解決現有技術存在的加工裝調復雜和費用高問題。
[0006]為實現上述目的，本發明的航空相機卡塞格林主次鏡支撐結構包括主鏡座、主鏡墊片、鏡筒、連接架、次鏡座、角度墊片和軸向墊片；所述主鏡座與所述鏡筒的一端固定連接，主鏡座與所述鏡筒之間設置有主鏡墊片；所述次鏡座與所述連接架固定連接，所述次鏡座與連接架之間設置有軸向墊片和角度墊片，所述連接架與所述鏡筒的另一端固定連接，主鏡和次鏡分別固定在主鏡座和次鏡座上。
[0007]所述主鏡座包括上圓環和下圓環，所述上圓環和下圓環通過徑向均布的多個柔性鉸鏈連接；所述上圓環內孔表面圓周均布多個環形注膠槽，所述注膠槽兩側設置有排氣孔，注膠槽中間設置有注膠孔，所述下圓環周向有三處伸出的平面，平面上開有光孔；主鏡背部圓凸臺與所述上圓環的內孔配合，并膠粘固定，所述下圓環通過周向伸出的三處平面上的光孔與所述鏡筒螺栓連接。
[0008]所述多個柔性鉸鏈具體指三個，所述多個環形注膠槽具體指六個或三個。
[0009]所述多個環形注膠槽具體指六個。
[0010]所述次鏡座為圓盤結構，中間設置有圓柱凸臺，所述次鏡座周向均勻設置有多個螺紋孔，每個螺紋孔周圍開有柔性槽，次鏡背部的盲孔與所述圓柱凸臺配合并膠粘固定，所述次鏡座通過螺紋孔與所述連接架螺栓連接。
[0011 ] 所述多個螺紋孔具體指三個。
[0012]所述角度墊片為圓環形，一側為平面，另一側圓周均布三個環形凸臺。
[0013]本發明的有益效果為:本發明的航空相機卡塞格林主次鏡支撐結構的主鏡座中的上圓環和下圓環通過三處均布的柔性鉸鏈連接，該柔性鉸鏈的徑向剛度小，在外力作用下可以在徑向產生微小變形，當外界環境溫度變化時，主鏡和主鏡座線膨脹系數不相等而產生熱應力，柔性鉸鏈產生微小變形，降低傳遞到主鏡反射面上的盈利，提高主鏡的面形精度，另外，主鏡座下圓環與鏡筒通過螺栓連接，在螺栓裝配過程中，螺栓會產生預緊力，主鏡座上的柔性槽設計也會降低傳遞到主鏡反射面上的預緊力大小，提高主鏡的面形精度；所述次鏡座連接用的螺紋孔周圍加工有柔性槽，溫度變化引起的熱應力和裝配過程中螺栓產生的預緊力會使柔性槽變形，降低了傳遞到次鏡反射面上的應力，提高次鏡的面形精度，本發明中在主鏡座上直接加工有柔性鉸鏈，次鏡座上加工有柔性槽，可以降低外界環境溫度變化和裝配過程中傳遞到反射鏡表面上的應力，提高光學表面面形精度；另外，次鏡和連接架之間設置有角度墊片和軸向墊片，通過調整角度墊片和軸向墊片可以調節主鏡和次鏡之間的軸向距離和想多角度，保證主鏡和次鏡具有正確的空間位置，主鏡座和次鏡座分別與柔性鉸鏈和柔性槽為一個零件，裝配過程簡單、周期短。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發明的航空相機卡塞格林主次鏡支撐結構剖視圖；
[0015]圖2為本發明的航空相機卡塞格林主次鏡支撐結構示意圖；
[0016]圖3為本發明的航空相機卡塞格林主次鏡支撐結構中的主鏡座正視圖；
[0017]圖4為本發明的航空相機卡塞格林主次鏡支撐結構中的主鏡座示意圖；
[0018]圖5為本發明的航空相機卡塞格林主次鏡支撐結構中的次鏡座示意圖；
[0019]圖6為本發明的航空相機卡塞格林主次鏡支撐結構中的角度墊片示意圖。
[0020]其中:1、主鏡座，2、主鏡墊片，3、主鏡，4、鏡筒，5、連接架，6、次鏡，7、次鏡座，8、角度墊片，9、軸向墊片，10、上圓環，11、下圓環，12、柔性鉸鏈，13、注膠槽，14、注膠孔，15、排氣孔，16、柔性槽，17、圓柱凸臺，18、環形凸臺。
【具體實施方式】
[0021]下面結合附圖對本發明的實施方式作進一步說明。
[0022]參見附圖1和附圖2，本發明的航空相機卡塞格林主次鏡支撐結構包括主鏡座1、主鏡墊片2、鏡筒4、連接架5、次鏡座7、角度墊片8和軸向墊片9 ;所述主鏡座I與所述鏡筒4的一端固定連接，主鏡座I與所述鏡筒4之間設置有主鏡墊片2 ;所述次鏡座7與所述連接架5固定連接，所述次鏡座7與連接架5之間設置有軸向墊片9和角度墊片8，所述連接架5與所述鏡筒4的另一端固定連接，主鏡3和次鏡6分別固定在主鏡座I和次鏡座7上。
[0023]參見附圖3和附圖4，所述主鏡座I包括上圓環10和下圓環11，所述上圓環10和下圓環11通過徑向均布的多個柔性鉸鏈12連接；所述上圓環10內孔表面圓周均布多個環形注膠槽13，所述注膠槽13兩側設置有排氣孔15，注膠槽13中間設置有注膠孔14，所述下圓環11周向有三處伸出的平面，平面上開有光孔；主鏡3背部圓凸臺與所述上圓環10的內孔配合，通過注膠孔14向注膠槽13中注入硫化硅橡膠，注膠過程中注膠槽13中的空氣會通過排氣孔15留出，這樣可以保證硫化硅膠均勻地充滿整個注膠槽13，實現膠接，所述下圓環11通過周向伸出的三處平面上的光孔與所述鏡筒4螺栓連接。
[0024]所述多個柔性鉸鏈12具體指三個，所述多個環形注膠槽13具體指六個或三個。
[0025]所述多個環形注膠槽13具體指六個。
[0026]參見附圖5，所述次鏡座7為圓盤結構，中間設置有圓柱凸臺17，所述次鏡座7周向均勻設置有多個螺紋孔，每個螺紋孔周圍開有柔性槽16，次鏡6背部的盲孔與所述圓柱凸臺17配合并用硫化硅橡膠膠接在一起，所述次鏡座7通過螺紋孔與所述連接架5螺栓連接。
[0027]所述多個螺紋孔具體指三個。
[0028]參見附圖6，所述角度墊片8為圓環形，一側為平面，另一側圓周均布三個環形凸臺18。
[0029]裝配時通過修磨軸向墊片9，可以調節主鏡3和次鏡6之間的光軸方向距離，保證主鏡3和次鏡6的軸向位置精度；通過修磨角度墊片8上三個環形凸臺18的高度，可以改變次鏡6與主鏡3間的相對傾斜角度，保證主鏡3和次鏡6傾角在光學設計要求之內。
【主權項】
1.航空相機卡塞格林主次鏡支撐結構，包括主鏡座(I)和次鏡座(7)，主鏡(3)和次鏡(6)分別固定在主鏡座(I)和次鏡座(7)上，其特征在于，還包括主鏡墊片(2)、鏡筒(4)、連接架(5)、角度墊片(8)和軸向墊片(9);所述主鏡座(I)與所述鏡筒(4)的一端固定連接，主鏡座(I)與所述鏡筒(4)之間設置有主鏡墊片(2);所述次鏡座(7)與所述連接架(5)固定連接，所述次鏡座(7)與連接架(5)之間設置有軸向墊片(9)和角度墊片(8)，所述連接架(5)與所述鏡筒(4)的另一端固定連接。2.根據權利要求1所述的航空相機卡塞格林主次鏡支撐結構，其特征在于，所述主鏡座(I)包括上圓環(10)和下圓環(11)，所述上圓環(10)和下圓環(11)通過徑向均布的多個柔性鉸鏈(12)連接；所述上圓環(10)內孔表面圓周均布多個環形注膠槽(13)，所述注膠槽(13)兩側設置有排氣孔(15)，注膠槽(13)中間設置有注膠孔(14)，所述下圓環(11)周向有三處伸出的平面，平面上開有光孔；主鏡(3)背部圓凸臺與所述上圓環(10)的內孔配合，并膠粘固定，所述下圓環(11)通過周向伸出的三處平面上的光孔與所述鏡筒(4)螺栓連接。3.根據權利要求2所述的航空相機卡塞格林主次鏡支撐結構，其特征在于，所述多個柔性鉸鏈(12)具體指三個，所述多個環形注膠槽(13)具體指六個或三個。4.根據權利要求3所述的航空相機卡塞格林主次鏡支撐結構，其特征在于，所述多個環形注膠槽(13)具體指六個。5.根據權利要求1所述的航空相機卡塞格林主次鏡支撐結構，其特征在于，所述次鏡座(7)為圓盤結構，中間設置有圓柱凸臺(17)，所述次鏡座(7)周向均勻設置有多個螺紋孔，每個螺紋孔周圍開有柔性槽(16)，次鏡(6)背部的盲孔與所述圓柱凸臺(17)配合并膠粘固定，所述次鏡座(7)通過螺紋孔與所述連接架(5)螺栓連接。6.根據權利要求5所述的航空相機卡塞格林主次鏡支撐結構，其特征在于，所述多個螺紋孔具體指三個。7.根據權利要求1所述的航空相機卡塞格林主次鏡支撐結構，其特征在于，所述角度墊片(8)為圓環形，一側為平面，另一側圓周均布三個環形凸臺(18)。
【專利摘要】航空相機卡塞格林主次鏡支撐結構屬于光學工程技術領域，目的在于解決現有技術存在的支撐結構復雜、加工裝調周期長和費用高的問題。本發明的主鏡座與鏡筒的一端固定連接，主鏡座與鏡筒之間設置有主鏡墊片；次鏡座與連接架固定連接，次鏡座與連接架之間設置有軸向墊片和角度墊片，連接架與鏡筒的另一端固定連接，主鏡和次鏡分別固定在主鏡座和次鏡座上。本發明中在主鏡座上直接加工有柔性鉸鏈，次鏡座上加工有柔性槽，可以降低外界環境溫度變化和裝配過程中傳遞到反射鏡表面上的應力，提高光學表面面形精度；主鏡、次鏡的軸向距離、相對角度可調，可以保證主鏡、次鏡具有正確的空間位置，裝配過程簡單、周期短。
【IPC分類】G02B7/182
【公開號】CN104898252
【申請號】CN201510267313
【發明人】劉福賀, 程志峰, 張保
【申請人】中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
【公開日】2015年9月9日
【申請日】2015年5月22日