[发明专利]一种完全约束的反射镜多点平衡背部支撑装置

说明书

本发明公开了一种完全约束的反射镜多点平衡背部支撑装置，包括三组沿圆周排布的支撑装置组件，每组支撑装置组件包括一组轴向支撑组件和一组横向支撑组件；轴向支撑组件包括转轴座、横梁、转动柔节、三角架、轴向支撑柔杆和轴向支撑盘；横向支撑组件包括横向支座、横向拉杆和横向支撑盘；三组支撑装置组件对反射镜形成R方向的平动自由度、T方向的平动自由度、Z方向的平动自由度、绕R方向的转动自由度、绕T方向的转动自由度、绕Z方向的转动自由度的约束。本发明既保证了反射镜组件抵抗主动段振动环境的能力，又能够适应在轨环境温度的变化对面形精度的影响。

技术领域

本发明属于空间遥感器光机结构领域，涉及一种大口径空间光学遥感器中大型反射镜的多点平衡背部支撑装置。

背景技术

地基大口径反射镜有一种广泛应用的背部支撑方式，即多点平衡支撑(Whiffle-tree支撑)，通常与中心支撑或周向支撑组合应用，实现对反射镜的完全约束，保证反射镜在多种力学振动环境下的位置稳定。应用于大口径空间光学遥感器的反射镜支撑装置，受到质量、运载器空间、光学系统布局等限制，可能出现无法安装中心支撑或周向支撑，使得反射镜组件欠约束，在主动段振动环境中产生较大的位移与变形，造成支撑装置失效，导致任务失败。

发明内容

本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种完全约束的反射镜多点平衡背部支撑装置，解决了现有支撑方式导致反射镜组件欠约束的技术问题，本发明既保证了反射镜组件抵抗主动段振动环境的能力，又能够适应在轨环境温度的变化对面形精度的影响。

为实现上述发明目的，本发明提供如下技术方案：

一种完全约束的反射镜多点平衡背部支撑装置，包括三组沿圆周排布的支撑装置组件，每组支撑装置组件包括一组轴向支撑组件和一组横向支撑组件；

轴向支撑组件包括转轴座、横梁、转动柔节、三角架、轴向支撑柔杆和轴向支撑盘；

横梁中部利用转轴座支撑于外部结构上，转轴座为提供绕R方向的转动自由度和绕T方向的转动自由度的柔性铰链结构；

横梁两端利用三角架支撑于外部结构上，三角架与横梁的端部通过转动柔节连接，转动柔节为提供绕R方向的转动自由度和绕T方向的转动自由度的柔性铰链结构；

轴向支撑盘通过轴向支撑柔杆安装于三角架的三个端部上方；轴向支撑盘与反射镜背部粘接，轴向支撑柔杆两端为提供沿R方向平动自由度和沿T方向平动自由度的柔性铰链结构；

横向支撑组件包括横向支座、横向拉杆和横向支撑盘；

横向支座位于横梁一侧，横向支座下端固定于外部结构上，横向拉杆一端连接于横向支座上端，横向拉杆另一端连接横向支撑盘，横向支撑盘与反射镜背部粘接，横向拉杆用于约束横向支撑盘沿T方向的平动自由度；

三组支撑装置组件对反射镜形成R方向的平动自由度、T方向的平动自由度、Z方向的平动自由度、绕R方向的转动自由度、绕T方向的转动自由度、绕Z方向的转动自由度的约束；

所述R方向和T方向分别为反射镜的半径方向和切向，Z方向为反射镜回转轴方向，这里的R方向为反射镜中心与该具体部件中心的连线，T方向为反射镜平面中与R方向垂直的方向，比如转轴座为提供绕R方向的转动自由度和绕T方向的转动自由度的柔性铰链结构中，R方向为反射镜中心与转轴座中心的连线。

进一步的，每组横向支撑组件中包含两个横向支座、两个横向拉杆和两个横向支撑盘；

两个横向支座位于横梁同一侧；

两个横向支撑盘分别位于三角架中心的上方。

进一步的，横向拉杆一端通过径向球轴承连接于横向支座上端。

进一步的，相邻两组轴向支撑组件中的横梁呈60°排布；