CN107577029A - 适用于大口径反射镜加工过程中的可变径调节底支撑装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于大口径反射镜加工过程中的可变径调节底支撑装置，包括一组具有三组滑道的工作台作为整个系统的基础件，工作台台面为圆形，直径典型尺寸为4m，三组滑道沿半径方向，并120°均匀分布；包括三组滑块，安装在滑道内；包括三组单自由度柔性铰链；包括一系列长度可调的杠杆组件；包括一系列长度和角度可调三角板组件；包括一定数量的双自由度柔性铰链和其安装接口；包括适当数量的柔性支撑杆和支撑垫。本发明通过一系列标准组件的叠加组装能够实现多种层级和点数的Whiffletree支撑系统。相对传统支撑系统节约了大量的时间和人力物力，极大提高了反射镜加工的效率和经济性，具有灵活性、扩展性强的特点。

Description

适用于大口径反射镜加工过程中的可变径调节底支撑装置

技术领域

本发明涉及光学加工的支撑技术领域，特别涉及一种适用于大口径反射镜加工过程中的可变径调节底支撑装置。

背景技术

反射镜是一种利用反射定律工作的光学元件，应用范围广泛。

在反射镜的加工过程中，需要进行相应的支撑固定。

国内外传统方法是针对每个反射镜的支撑点数量和位置设计、加工一套独立的支撑系统，在加工完成后通常也不能够再次重复利用，经济性和时效性均较差。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种适用于大口径反射镜加工过程中的可变径调节底支撑装置，能为反射镜光学加工提供支撑点数量可扩展，位置可调的支撑系统，相对传统支撑系统节约了大量的时间和人力物力，极大提高了反射镜加工的效率和经济性，具有灵活性、扩展性强的特点。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种适用于大口径反射镜加工过程中的可变径调节底支撑装置，包括：工作台、支撑组件和调整机构；

多个所述支撑组件围绕所述工作台的中心均匀分布；

每个所述支撑组件均通过所述调整机构可活动安装于所述工作台。

优选的，所述调整机构包括径向调整机构，每个所述支撑组件均通过所述径向调整机构沿所述工作台径向可活动安装。

优选的，所述径向调整机构为滑动机构。

优选的，所述滑动机构包括滑道、滑块和锁紧螺钉；

三组所述滑道在所述工作台上沿半径设置且均匀分布，三个所述滑块一一对应安装在三组所述滑道内，并通过所述锁紧螺钉锁紧位置；所述支撑组件安装于所述滑块。

优选的，所述调整机构包括切向调整机构；每个所述支撑组件均能够通过所述切向调整机构沿所述工作台切向活动。

优选的，所述切向调整机构为伸缩机构。

优选的，所述切向调整机构为杠杆组件；

所述杠杆组件包括杠杆基座、第一锁紧螺钉和杠杆伸长臂；

两组所述杠杆伸长臂分别安装在所述杠杆基座两端，能够沿所述工作台切向在调整范围内任意伸缩，并通过所述锁紧螺钉锁紧位置。

优选的，所述调整机构包括径向调整机构和所述切向调整机构，所述切向调整机构与所述径向调整机构通过单自由度柔性铰链连接。

优选的，每个所述支撑组件均包括三角板组件；所述三角板组件包括三角板角度可调臂、三角板基座、转轴、锁紧螺钉和支撑单元；

所述三角板角度可调臂通过所述转轴可转动安装于所述三角板基座，并通过所述锁紧螺钉锁紧其位置；所述三角板基座安装于所述调整机构；三个所述支撑单元安装于所述三角板角度可调臂。

优选的，每个所述支撑组件还均包括三角板伸长臂，

三组所述三角板伸长臂均可伸缩安装于所述三角板角度可调臂，且伸缩方向均经过所述转轴并均匀分布；

三个所述支撑单元分别安装于三组所述三角板伸长臂的末端。

优选的，所述支撑单元包括：

支撑垫，所述支撑垫一面胶结固定在反射镜背面；

柔性支撑杆，所述支撑垫另一面安装在所述柔性支撑杆顶端。

优选的，所述调整机构包括所述切向调整机构，所述支撑组件和所述切向调整机构通过双自由度柔性铰链及其安装接口连接。

从上述的技术方案可以看出，本发明提供的适用于大口径反射镜加工过程中的可变径调节底支撑装置，具有尺寸可调、支撑点可自由扩展的特点；相对传统支撑系统节约了大量的时间和人力物力，极大提高了反射镜加工的效率和经济性，具有灵活性、扩展性强的特点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的可变径调节底支撑装置的俯视结构示意图；

图2为沿图1中A-A截面的剖视结构示意图。

其中，1为待加工的反射镜；2为双自由度柔性铰链的安装接口；3为三角板角度可调臂的转轴；4为支撑垫；5为柔性支撑杆；6为双自由度柔性铰链；7为单自由度柔性铰链；8为滑块；9为三角板伸长臂；10为滑块的锁紧螺钉；11为三角板角度可调臂；12为杠杆基座；13为杠杆伸长臂的锁紧螺钉；14为杠杆伸长臂；15为三角板基座；16为三角板角度可调臂的锁紧螺钉；18为工作台。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供的适用于大口径反射镜加工过程中的可变径调节底支撑装置，其核心改进点在于，包括：工作台18、支撑组件和调整机构；

其中，多个支撑组件围绕工作台18的中心均匀分布；可以理解的是，这里所讲的工作台18台面优选为圆形，其中心是对应反射镜1中心的位置，工作台18的径向、切向和轴向分别对应反射镜1的径向、切向和轴向，下同；

每个支撑组件均通过调整机构可活动安装于工作台18；反射镜1通过这些支撑组件固定在工作台18上；其结构可以参照图1和图2所示。

从上述的技术方案可以看出，本发明实施例提供的适用于大口径反射镜加工过程中的可变径调节底支撑装置，其每个支撑组件均可活动安装于工作台18，则可以满足不同反射镜1的支撑点位置需求，能够重复利用，提高了适用性；相对传统支撑系统节约了大量的时间和人力物力，极大提高了反射镜加工的效率和经济性，具有灵活性、扩展性强的特点。

作为优选，调整机构包括径向调整机构，每个支撑组件均通过径向调整机构沿工作台18径向可活动安装，以便适用于不同径向尺寸的反射镜1。

为了进一步优化上述的技术方案，径向调整机构为滑动机构，具有结构简单，操作方便，活动方式稳定可靠等优点。当然，径向调整机构还可以采用其他直线运动结构，如丝杠螺母和齿轮齿条等，在此不再赘述。

在本实施例中，滑动机构包括滑道、滑块8和锁紧螺钉10；

三组滑道在工作台18上沿半径设置且均匀分布，其结构可以参照图1所示，相互间隔120度位于同一水平面内；三个滑块8一一对应安装在三组滑道内，并通过锁紧螺钉10锁紧位置；支撑组件安装于滑块8。以上三点支撑方式效果良好。

为了进一步优化上述的技术方案，调整机构包括切向调整机构，每个支撑组件均能够通过切向调整机构沿工作台18切向活动，以便于根据不同需要调整支撑位置，适用于反射镜1的圆形结构。

作为优选，切向调整机构为伸缩机构，结构简单，方便调节，通过控调整其伸出长度以实现不同的支撑布局。

在本实施例中，切向调整机构为杠杆组件；其结构可以参照图1所示；

杠杆组件包括杠杆基座12、第一锁紧螺钉13和杠杆伸长臂14；

其中，两组杠杆伸长臂14分别安装在杠杆基座12两端，能够沿工作台18切向在调整范围内任意(在此可以具体为对称反向)伸缩，并通过锁紧螺钉13锁紧位置。两组杠杆伸长臂14安装在杠杆基座12两端的中心孔内，同样可调节其嵌入长度，并通过锁紧螺钉13锁紧位置，这些组件构成了一套杠杆组件，杠杆组件可将一个中心点扩展为两端两个，实现了本方案支撑点数量可扩展。

具体的，调整机构包括径向调整机构和切向调整机构，通过这两种方向调整机构的配合能够简单有效实现支撑点的位置可调；切向调整机构与径向调整机构通过单自由度柔性铰链7连接，控制精度高。

作为优选，每个支撑组件均包括三角板组件；该三角板组件包括三角板角度可调臂11、三角板基座15、转轴3、锁紧螺钉16和支撑单元；

三角板角度可调臂11通过转轴3可转动安装于三角板基座15，并通过锁紧螺钉16锁紧其位置；三角板基座15安装于调整机构；三个支撑单元安装于三角板角度可调臂11，实现支撑位置角度任意可调，在本实施例中可以具体为关于转轴3均匀分布。三角板组件可将中心支撑点扩展为所呈三角形的三个点，构成Whiffletree支撑系统；且可绕转轴3转动实现角度位置便于调整支撑方式。

为了进一步优化上述的技术方案，每个支撑组件还均包括三角板伸长臂9，其结构可以参照图1所示；

三组三角板伸长臂9均可伸缩安装于三角板角度可调臂11，能够根据不同需要调整臂长；在本实施例中可以具体为伸缩方向均经过转轴3并均匀分布；

三个支撑单元分别安装于三组三角板伸长臂9的末端。

在本实施例中，支撑单元包括：

支撑垫4，支撑垫4一面胶结固定在反射镜1背面设计固定的相应位置；

柔性支撑杆5，支撑垫4另一面安装在柔性支撑杆5顶端，其结构可以参照图2所示，在本实施例中可以具体为柔性支撑杆5沿工作台18轴向设置。采用柔性结构的支撑单元，可避免各环节相互应力干涉。支撑垫4和柔性支撑杆5构成了一个支撑单元，通常情况下为保证反射镜加工面形需要3的整数倍个支撑单元

具体的，调整机构包括切向调整机构，支撑组件和切向调整机构通过双自由度柔性铰链6及其安装接口2连接，控制精度高。

本方案通过以上多级结构叠加将工作台三个可移动滑块扩展至所需数量的支撑单元，具有较为广泛的适用性。

下面结合具体实施例对本方案做进一步介绍：

两组三角板角度可调臂11通过两个转轴3与三角板基座15相连，并可绕转轴3转动，通过锁紧螺钉16可锁紧其位置，同时三组三角板伸长臂9安装在三角板基座15和三角板角度可调臂11的中孔内部，并可调节其嵌入的长度，调整到合适位置后缩进，这些组件共同构成一组三角板组件。三角板组件可将中心支撑点扩展为所呈三角形的三个点。

两组杠杆伸长臂14安装在杠杆基座12两端的中心孔内，同样可调节其嵌入长度，并通过锁紧螺钉13锁紧位置，这些组件构成了一套杠杆组件，杠杆组件可将一个中心点扩展为两端两个。

杠杆组件和三角板组件通过双自由度柔性铰链6及其接口2连接，杠杆组件与滑块8通过单自由度柔性铰链7连接。而三角板的三个末端与柔性支撑杆5和支撑垫4相连。支撑垫通过胶结的方式固定在被加工反射镜背面。滑块8安装在工作台18的滑道内，可调整其在工作台的径向位置，并通过锁紧螺钉10锁紧其位置。

工作过程：

基于图中所示的连接方式，可实现18点的Whiffletree支撑系统，并且通过调整三角板组件的三角板角度可调臂11的角度位置以及三角板伸长臂9的伸出长度，以及杠杆组件的杠杆伸长臂14的伸出长度以及滑块8的径向位置可调整18个点的位置，以满足符合圆周对称性的任意布局18个支撑点。

进一步的通过定制一系列尺寸的三角板组件和杠杆组件及其连接件，并通过相应接口叠加可将支撑垫扩展至9点、27点、36点、54点，扩充原理基于Whiffletree支撑原理。

综上所述，本发明实施例公开了一种适用于大口径反射镜加工过程中的可变径调节底支撑装置，包括一组具有三组滑道的工作台作为整个系统的基础件，工作台台面为圆形，直径典型尺寸为4m，三组滑道沿半径方向，并120°均匀分布；包括三组滑块，安装在滑道内；包括三组单自由度柔性铰链；包括一系列长度可调的杠杆组件；包括一系列长度和角度可调三角板组件；包括一定数量的双自由度柔性铰链和其安装接口；包括适当数量的柔性支撑杆和支撑垫。本发明通过一系列标准组件的叠加组装能够实现多种层级和点数的Whiffletree支撑系统，本发明所提供的样本设计能够满足4m以内量级反射镜的加工支撑。相对传统支撑系统节约了大量的时间和人力物力，极大提高了反射镜加工的效率和经济性，具有灵活性、扩展性强的特点。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (12)

1.一种适用于大口径反射镜加工过程中的可变径调节底支撑装置，其特征在于，包括：工作台(18)、支撑组件和调整机构；

多个所述支撑组件围绕所述工作台(18)的中心均匀分布；

每个所述支撑组件均通过所述调整机构可活动安装于所述工作台(18)。

2.根据权利要求1所述的可变径调节底支撑装置，其特征在于，所述调整机构包括径向调整机构，每个所述支撑组件均通过所述径向调整机构沿所述工作台(18)径向可活动安装。

3.根据权利要求2所述的可变径调节底支撑装置，其特征在于，所述径向调整机构为滑动机构。

4.根据权利要求3所述的可变径调节底支撑装置，其特征在于，所述滑动机构包括滑道、滑块(8)和锁紧螺钉(10)；

三组所述滑道在所述工作台(18)上沿半径设置且均匀分布，三个所述滑块(8)一一对应安装在三组所述滑道内，并通过所述锁紧螺钉(10)锁紧位置；所述支撑组件安装于所述滑块(8)。

5.根据权利要求1所述的可变径调节底支撑装置，其特征在于，所述调整机构包括切向调整机构，每个所述支撑组件均能够通过所述切向调整机构沿所述工作台(18)切向活动。

6.根据权利要求5所述的可变径调节底支撑装置，其特征在于，所述切向调整机构为伸缩机构。

7.根据权利要求5所述的可变径调节底支撑装置，其特征在于，所述切向调整机构为杠杆组件；

所述杠杆组件包括杠杆基座(12)、第一锁紧螺钉(13)和杠杆伸长臂(14)；

两组所述杠杆伸长臂(14)分别安装在所述杠杆基座(12)两端，能够沿所述工作台(18)切向在调整范围内任意伸缩，并通过所述锁紧螺钉(13)锁紧位置。

8.根据权利要求1所述的可变径调节底支撑装置，其特征在于，所述调整机构包括径向调整机构和所述切向调整机构，所述切向调整机构与所述径向调整机构通过单自由度柔性铰链(7)连接。

9.根据权利要求1所述的可变径调节底支撑装置，其特征在于，每个所述支撑组件均包括三角板组件；所述三角板组件包括三角板角度可调臂(11)、三角板基座(15)、转轴(3)、锁紧螺钉(16)和支撑单元；

所述三角板角度可调臂(11)通过所述转轴(3)可转动安装于所述三角板基座(15)，并通过所述锁紧螺钉(16)锁紧其位置；所述三角板基座(15)安装于所述调整机构；三个所述支撑单元安装于所述三角板角度可调臂(11)。

10.根据权利要求9所述的可变径调节底支撑装置，其特征在于，每个所述支撑组件还均包括三角板伸长臂(9)；

三组所述三角板伸长臂(9)均可伸缩安装于所述三角板角度可调臂(11)；

三个所述支撑单元分别安装于三组所述三角板伸长臂(9)的末端。

11.根据权利要求10所述的可变径调节底支撑装置，其特征在于，所述支撑单元包括：

支撑垫(4)，所述支撑垫(4)一面胶结固定在反射镜(1)背面；

柔性支撑杆(5)，支撑垫(4)另一面安装在所述柔性支撑杆(5)顶端。

12.根据权利要求1所述的可变径调节底支撑装置，其特征在于，所述调整机构包括所述切向调整机构，所述支撑组件和所述切向调整机构通过双自由度柔性铰链(6)及其安装接口(2)连接。