[发明专利]一种基于弹性元件的光学镜面被动侧支撑机构

说明书

本发明公开了一种基于弹性元件的光学镜面被动侧支撑机构，包括镜面和方形弹性机构，在镜面重心平面内沿周向均匀对称设置有至少三个方形弹性机构，实现对镜面的侧支撑。方形弹性机构具有良好的面内刚度和良好的面外柔度，配合侧支撑基座使用，对镜面进行侧支撑，结构简单紧凑，且整体重量轻，便于制作和维护。通过方形弹性机构对镜面进行侧支撑，允许镜面一个轴向平移自由度和绕面内两个正交轴线的两个转动自由度，并且约束其它3个自由度，可以满足变形镜在支撑连接点处除切向以外的变形，特别适用于作为需要变形的薄镜面主动光学的镜面支撑，同时，可以释放因镜面和基座的热胀冷缩差异引起的应力和变形，有利于放松镜面定位误差要求。

技术领域

本发明涉及一种被动支撑装置，用于姿态和面形需要变化的光学镜面的精密支撑，具体为一种基于弹性元件的光学镜面被动侧支撑机构。

背景技术

传统上，光学镜面的定位往往采用轴向支撑和侧向支撑分开实施的方式来完成，其中，侧支撑往往运用了杠杆原理，在镜子的重心平面内，在镜子的上下侧各设置数组杠杆平衡锤机构。杠杆的一端采用胶结工艺将金属连接件粘接于镜子侧面，而另一端设置一个平衡重锤，其作用臂长可调，便于精密调整平衡力的大小。这种基于杠杆平衡锤的侧支撑方案显然的缺点是，首先，因引入杠杆机构和平衡重锤，从而增加了系统的重量；其次，因在侧面设置杠杆平衡锤系统，增大了系统径向空间尺寸，这两点还将使系统的转动惯量显著增大。另外，实施工艺较复杂,零件加工的精度要求较高，维护要求高，如采用轴承来设计杠杆支点，则需要较好的维护和保养，如防尘和润滑。

发明内容

本发明提供一种基于弹性元件的光学镜面被动侧支撑机构，在镜面的重心平面内部均匀布设多个方形弹性机构，对其进行侧支撑，该结构简单紧凑，重量轻，且满足变形镜在支撑连接点处除切向外的变形，适用于需要变形的薄镜面主动光学的镜面支撑，同时，可以释放因镜面和基座的热胀冷缩差异引起的应力和变形，有利于放松镜面定位误差要求。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于弹性元件的光学镜面被动侧支撑机构，包括镜面和方形弹性机构，在镜面重心平面内沿周向均匀对称设置有至少三个方形弹性机构，实现对镜面进行侧支撑；

方形弹性机构包括两片相互贴合的弹性薄钢片，两片所述弹性薄钢片中线处均向外成对称的等腰直角三角形凸起，且两个三角形凸起拼接形成方形区，其中，定义垂直于方形截面的轴为X轴，镜面的轴向为Y轴，方形弹性机构一端相对于其另一端允许具有除X方向平移外的其它5个自由度。

优选的，所述镜面重心平面内安装有多个金属连接件，金属连接件位于弹性薄钢片和镜面之间，并通过金属连接件端部与所述弹性薄钢片端部相连；

侧支撑基座提供连接的边部位于镜面重心平面内中心，其边部与多个弹性薄钢片另一端相连。

优选的，所述金属连接件与弹性薄钢片端部之间和所述弹性薄钢片另一端与侧支撑基座之间均通过螺纹联接紧固。

优选的，所述镜面允许Y方向平移以及分别绕X和Z轴的两个转动自由度的微移动，并且约束其它3个自由度，同时允许镜面与方形弹性机构连接处允许除切向的自由度外的其它自由度运动。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

本发明中，通过两个弹性薄钢片贴合后的三角形凸起形成方形区域，具有良好的面内刚度和良好的面外柔度，且配合金属连接件和侧支撑基座使用，位于镜面的重心平面内，对镜面进行侧支撑，结构简单紧凑，且整体重量轻，便于制作和维护。

本发明中，通过方形弹性机构对镜面进行支撑，允许镜面一个轴向平移自由度和绕面内两个正交轴线的两个转动自由度，并且约束其它3个自由度，可以满足变形镜在支撑连接点处除切向的变形，有利于需要变形的薄镜面主动光学的镜面支撑，同时，可以释放因镜面和基座的热胀冷缩差异引起的应力和变形，有利于放松镜面定位误差要求。

附图说明