CN115268011A - 反射镜的重力卸载装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及真空重力卸载技术领域，具体提供一种反射镜的重力卸载装置，包括：力传感器、顶座组件、顶杆组件、支架、螺纹压杆和砝码组，力传感器与反射镜的背面贴合，力传感器固定在顶座组件上，顶座组件与顶杆组件连接，顶杆组件用于带动力传感器和顶座组件对反射镜施加力，支架为反射镜的重力卸载装置的固定件，并提供对外安装接口，螺纹压杆与砝码组件通过杠杆原理实现重力卸载的力的改变。本发明应用于反射镜光轴竖直检测领域，不需与反射镜一起装配，是独立的装置，减少了反射镜的装调等复杂工作，并且采用纯机械结构，适用于真空及其他复杂环境下，具有空间利用率高、体积小、方便移动、操作简单等优点。

Description

反射镜的重力卸载装置

技术领域

本发明涉及真空重力卸载技术领域，具体提供一种适用于真空环境下反射镜的重力卸载装置。

背景技术

随着空间遥感器向大口径的趋势发展，反射镜的口径越来越来大，精度要求越来高，重力与空气扰动对反射镜检测的影响越来越明显，为了消除重力与空气扰动因素的影响，大口径反射镜需要一种可以在真空环境下检测使用的重力卸载装置。

现有的反射镜重力卸载装置主要采用气压或液压驱动，应用在反射镜加工研磨阶段以及检测阶段，但这种装置不能在真空环境下使用。

现有的几种可以在真空环境下使用的重力卸载装置主要包括以下缺点：

1、采用水银带方式支撑的重力卸载装置，但这种装置卸载力不均匀，并且容易引入新的反射镜应力变形。

2、采用水银带与滑轮组合的重力卸载装置，但这种装置体积大，它是利用反射镜重力自卸载的一种装置，没考虑机构的摩擦力，重力卸载精度差。

3、一种光轴水平的重力卸载装置，至少需要检测两种状态，检测时间长。

4、重力卸载装置与反射镜一起装配，装置耦合性强，装调复杂。

发明内容

本发明为解决上述问题，提供了一种反射镜的重力卸载装置，通过机械结构实现对反射镜的重力卸载，保证本发明能够在真空环境下工作。

本发明提供的反射镜的重力卸载装置，包括：力传感器、顶座组件、顶杆组件、支架、螺纹压杆和砝码组件；

力传感器固定在顶座组件上；

顶杆组件包括上滑动杆、上滑动座、连接框、连接件、下滑动杆和下滑动座；

上滑动座安装在支架的上端，上滑动杆穿过上滑动座，上滑动杆的上端与顶座组件通过转动连接，上滑动杆的下端固定连接在连接框的上部；下滑动杆的上端固定连接在连接框的下部，连接件通过一个转轴固定在连接框内；下滑动杆的下端穿过下滑动座，下滑动座固定连接在支架的下端；

螺纹压杆包括螺纹段和光轴段，光轴段通过支点轴与支架转动连接，光轴段的端部通过转轴与连接框和连接件转动连接。

优选的，支架的下端设有耳片，在耳片上开设有固定孔，用于将反射镜的重力卸载装置固定。

优选的，配重块可拆卸和更换。

优选的，砝码组件包括螺纹芯轴和配重块；螺纹芯轴与螺纹压杆通过螺纹啮合。

优选的，顶座组件包括顶座轴承座、顶座轴承、顶座轴承压圈和顶座轴承卡圈，顶座轴承通过顶座轴承压圈固定连接在顶座轴承座内，并通过顶座轴承卡圈将上滑动杆的上端与顶座轴承固定连接。

与现有技术相比，本发明能够取得如下有益效果：

1、本发明采用纯机械结构，适用于真空及其他复杂环境下。

2、本发明空间利用率高、体积小、方便移动，同时操作简单。

3、本发明应用在反射镜光轴竖直检测领域不需与反射镜一起装配，是独立的装置，减少了反射镜的装调等复杂工作。

附图说明

图1是根据本发明实施例提供的反射镜的重力卸载装置的结构示意图；

图2是根据本发明实施例提供的顶座组件的剖面图；

图3是根据本发明实施例提供的反射镜的重力卸载装置侧视的剖视图；

图4是根据本发明实施例提供的反射镜的重力卸载装置的主视图；

图5是根据本发明实施例提供的螺纹压杆和砝码组件的剖视图；

图6是根据本发明提供的替换结构的示意图。

图1~图5中的附图标记包括：

力传感器1、顶座组件2、顶座轴承座21、顶座轴承22、顶座轴承压圈23、顶座轴承卡圈24、顶杆组件3、上滑动杆31、上滑动座32、连接框33、连接件34、下滑动杆35、下滑动座36、连接轴37、支架4、螺纹压杆5、砝码组件6、螺纹芯轴61、配重块62、砝码轴承座63、砝码球轴承64、砝码轴承压圈65、砝码轴承卡圈66、支点轴7、耳片8；

图6中的附图标记包括：

拨叉结构5'、外置连接件34'。

具体实施方式

在下文中，将参考附图描述本发明的实施例。在下面的描述中，相同的模块使用相同的附图标记表示。在相同的附图标记的情况下，它们的名称和功能也相同。因此，将不重复其详细描述。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，而不构成对本发明的限制。

图1示出了根据本发明实施例提供的反射镜的重力卸载装置的结构。

如图1所示，反射镜的重力卸载装置包括：力传感器1、顶座组件2、顶杆组件3、支架4、螺纹压杆5、砝码组件6和支点轴7。

力传感器1与反射镜的背面贴合，力传感器1固定在顶座组件2上，顶座组件2与顶杆组件3连接，顶杆组件3用于带动力传感器1和顶座组件2对反射镜施加力，并且顶杆组件3通过双滑动杆的设计，保证了反射镜的重力卸载装置的稳定性，又保证了顶杆组件3上下直线运动，从而保证了反射镜的重力卸载装置的力输出的方向性。

支架4为反射镜的重力卸载装置的固定件，并提供对外安装接口在支架4的下端设有耳片8，通过螺栓将反射镜的重力卸载装置固定在应用场景，支架4的中间位置开有通孔用于连接支点轴7。

螺纹压杆5包括螺纹段和光轴段，螺纹压杆5上的光轴段开设有第一通孔和第二通孔，其他位置均为螺纹结构，即螺纹段，螺纹压杆5与砝码组件6通过螺纹啮合，用于调整砝码组件6的位置，通过杠杆原理实现重力卸载的力的改变。

图2示出了根据本发明实施例提供的顶座组件的剖面结构。

如图2所示，顶座组件2包括顶座轴承座21、顶座轴承22、顶座轴承压圈23和顶座轴承卡圈24，顶座轴承22可采用球轴承或调心轴承。顶座轴承22通过顶座轴承压圈23固定连接在顶座轴承座21内，并通过顶座轴承卡圈24将上滑动杆31的上端与顶座轴承22固定连接，顶座轴承22保证了力传感器1与反射镜之间只存在沿接触面法向的顶力或压力作用，保证了反射镜的重力卸载机构不会对反射镜产生新的应力影响。

图3示出了根据本发明实施例提供的反射镜的重力卸载装置的侧面的剖视结构。

图4示出了根据本发明实施例提供的反射镜的重力卸载装置的正面结构。

如图3、图4所示，顶杆组件3包括上滑动杆31、上滑动座32、连接框33、连接件34、下滑动杆35、下滑动座36和连接轴37，上滑动座32和下滑动座36可采用直线轴承、自润滑铜套或聚四氟乙烯套。上滑动杆31穿过上滑动座32，上滑动座32固定在支架4的上端开设的卡槽内。上滑动杆31的上端与顶座组件2通过顶座轴承22连接，上滑动杆31的下端固定连接在连接框33的上部；下滑动杆35的上端固定连接在连接框33的下部。连接框33下部开设有一对通孔，连接轴37穿过该对通孔，连接件34通过连接轴37与连接框33连接；下滑动杆35的下端穿过下滑动座36，下滑动座36固定在支架4的下部开设倒置的卡槽内。

支架4的下部开有倒置的卡槽用于连接顶杆组件3的下滑动座36；支架4的上部开有正置的卡槽用于连接顶杆组件3的上滑动座32。支架4的中间位置开有通孔，支点轴7穿过该通孔和螺纹压杆5上的第二通孔，第一通孔用于与连接件34连接。

图5示出了根据本发明实施例提供的螺纹压杆和砝码组件的剖面结构。

如图5所示，砝码组件6包括：螺纹芯轴61、配重块62、砝码轴承座63、砝码球轴承64、砝码轴承压圈65和砝码轴承卡圈66。

通过砝码轴承压圈65将砝码球轴承64固定在砝码轴承座63内，通过砝码轴承卡圈66将砝码球轴承64与螺纹芯轴61固定连接，配重块62通过螺纹连接在砝码轴承座63的下部，配重块62可通过旋开和旋紧螺纹进行拆卸更换和安装。螺纹压杆5与砝码组件6通过螺纹芯轴61连接，螺纹芯轴61与螺纹压杆5通过螺纹啮合，通过转动螺纹芯轴61使砝码组件6整体沿螺纹压杆5作直线运动。

使用过程中，杠杆原理及力的传递阐述如下：砝码组件6因重力拉动螺纹压杆5，螺纹压杆5在支点轴7和砝码组件6的作用下，发生旋转，螺纹压杆5与连接件34的一端会产生向上的拉力，拉力传递给连接件34，在连接轴37、上滑动杆31和下滑动杆35的限制作用下，顶杆组件3将传递过来的拉力转化为向上顶到力传感器1和顶座组件2的力。通过旋动螺纹芯轴61，调整砝码组件6在螺纹压杆5上的位置，使本发明输出的力达到预期大小，并且可通过更换配重块62进一步提升本发明的力的输出能力。

需要说明的是：本发明中的支点轴7和连接轴37可以设计成轴系结构，用于穿过支点轴7和连接轴37的通孔内部安装轴承，此种设计的转动阻力更小。

需要说明的是：图6是根据本发明提供的替换结构，如图6所示，本发明的替换结构中，上滑动杆31、连接框33和下滑动杆35可采用光轴结构进行替换，连接件34替换为较大的外置连接件34'，并连接在光轴的外侧，螺纹压杆5替换成拨叉结构5'，并通过转轴将拨叉结构5'分别与支架4和外置连接件连接。此替换结构的其他部分与实施例中的机械结构以及工作过程均相同，在此不做赘述。此替换结构与实施例中的反射镜的重力卸载装置的机械原理相同。

本发明已经应用在空间遥感相机的放射镜的真空检测，工作状态良好，各项指标均能满足使用要求。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制。本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

以上本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (5)

1.一种反射镜的重力卸载装置，其特征在于，包括：力传感器、顶座组件、顶杆组件、支架、螺纹压杆和砝码组件；

所述力传感器固定在所述顶座组件上；

所述顶杆组件包括上滑动杆、上滑动座、连接框、连接件、下滑动杆和下滑动座；

所述上滑动座安装在所述支架的上端，所述上滑动杆穿过所述上滑动座，所述上滑动杆的上端与所述顶座组件通过转动连接，所述上滑动杆的下端固定连接在所述连接框的上部；所述下滑动杆的上端固定连接在所述连接框的下部，所述连接件通过一个转轴固定在所述连接框内；所述下滑动杆的下端穿过所述下滑动座，所述下滑动座固定连接在所述支架的下端；

所述螺纹压杆包括螺纹段和光轴段，所述光轴段通过支点轴与所述支架转动连接，所述光轴段的端部通过转轴与所述连接框和所述连接件转动连接。

2.如权利要求1所述的反射镜的重力卸载装置，其特征在于，所述支架的下端设有耳片，在所述耳片上开设有固定孔，用于将所述反射镜的重力卸载装置固定。

3.如权利要求1所述的反射镜的重力卸载装置，其特征在于，所述砝码组件包括螺纹芯轴和配重块；所述螺纹芯轴与所述螺纹压杆通过螺纹啮合。

4.如权利要求1所述的反射镜的重力卸载装置，其特征在于，所述配重块可拆卸和更换。

5.如权利要求1所述的反射镜的重力卸载装置，其特征在于，所述顶座组件包括顶座轴承座、顶座轴承、顶座轴承压圈和顶座轴承卡圈，所述顶座轴承通过所述顶座轴承压圈固定连接在所述顶座轴承座内，并通过所述顶座轴承卡圈将所述上滑动杆的上端与所述顶座轴承固定连接。

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