CN115839671A - 一种反射镜面形-促动力作用机理研究方法及*** - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种反射镜面形‑促动力作用机理研究方法及***，用于解决目前主动调节装置硬件成本较高、结构复杂，以及调控过程中缺少相关的量化指标导致难以进行闭环调控的技术问题。本方法包括：对待测反射镜的初始面形进行检测，获得检测数据；将检测数据进行数据转换，获得初始面形数据格式；以预期面形作为优化目标，对初始面形数据进行逆运算，获得多个施加促动力的位置及相应促动力大小；根据多个施加促动力的位置及相应促动力大小，向待测反射镜施加相应的促动力；再次进行面形检测，若达到预期面形，则调控完成；否则，返回步骤1进行迭代，直至达到预期面形；获得待测反射镜的面形与促动力作用的机理关系。

Description

一种反射镜面形-促动力作用机理研究方法及***

技术领域

本发明涉及反射镜调控装置，尤其涉及一种反射镜面形-促动力作用机理研究方法及***。

背景技术

目前，为了获得更高的分辨率与集光能力，光学元件与***的口径愈来愈大。相关研究表明，当反射镜径厚比不变时，随着口径增大，反射镜自重产生的变形量随口径的平方增大，这将严重影响反射镜的面形，进而影响光学***的成像质量。

针对此问题，目前有两种思路去解决：第一种思路是在结构设计初期，进行充分的仿真优化，设计合理的反射镜轻量化结构及其支撑结构，以避免反射镜的变形；另一种思路是采用主动光学的调控思想，在大口径光学***主镜背部设置多点主动调节装置，以此作为光学***的波前补偿环节，根据光学***实际成像效果对主反射镜面形进行主动调控以改善***成像质量。目前，现有的多点主动调节装置主要采用液压***和压电陶瓷***，其硬件成本较高、结构复杂，且调控过程中缺少相关的量化指标，导致难以进行闭环调控。

发明内容

本发明的目的在于解决目前多点主动调节装置硬件成本较高、结构复杂，以及调控过程中缺少相关的量化指标导致难以进行闭环调控的技术问题，而提供一种反射镜面形-促动力作用机理研究方法及***。

为了实现上述目的，本发明的技术解决方案如下：

一种反射镜面形-促动力作用机理研究方法，用于对反射镜的面形调控提供量化指标，即向反射镜施加促动力的位置和大小，其特殊之处在于，包括以下步骤：

1】对待测反射镜的初始面形进行检测，获得检测数据；

2】将获得的检测数据进行数据转换与处理，获得需要的初始面形数据格式；

3】以预期面形作为优化目标，对获得的初始面形数据进行逆运算，获得多个施加促动力的位置及相应位置的促动力大小；

4】根据获得的多个施加促动力的位置及相应位置的促动力大小，向待测反射镜的多个位置施加相应的促动力；

5】对施加促动力的待测反射镜进行面形检测，若达到预期面形，则面形调控完成；否则，返回步骤1重新进行检测与调整，直至达到预期面形的要求；

6】获得待测反射镜的面形与促动力作用的机理关系。

为了实现上述的一种反射镜面形-促动力作用机理研究方法，本发明还提供了一种反射镜面形-促动力作用机理研究***，其特殊之处在于，包括计量式面形调控装置、应力应变测试***以及反射镜面形检测设备；

所述计量式面形调控装置作为***中的主要组成部分，主要用于向待测反射镜提供支撑并施加促动力以改变待测反射镜的面形，其包括底座、可水平旋转的设置在底座上的转台、固定在转台两侧的两个支撑架以及可俯仰调整的设置在两个支撑架之间的计量镜框；

所述计量镜框为空心圆柱体，用于安装待测反射镜；计量镜框前端面上设置有至少三个压板，用于待测反射镜的轴向定位，后端面上设置有促动器安装架；所述促动器安装架为放射性框架结构，其中心位置设置有固定促动器组件，其中心位置向外辐射有沿圆周均布的至少3条支路，每条支路上设置有可沿支路延伸方向移动的可移动促动器组件；所述固定促动器组件一端和可移动促动器组件一端均用于与待测反射镜后端面连接，通过待测反射镜后端面向其施加压力或拉力，以得到预期面形；

所述应力应变测试***为多通道实时检测处理设备，其分别与固定促动器组件和可移动促动器组件电连接，用于实时监测并显示促动力的大小；

所述底座上设置有至少一个方位调节组件，方位调节组件的作用端与转台抵接，用于带动转台水平旋转以调节和锁紧待测反射镜的方位角；所述转台上设置有至少一个俯仰调节组件，俯仰调节组件的作用端与计量镜框抵接，用于带动计量镜框俯仰旋转以调节和锁紧待测反射镜的俯仰角；

所述反射镜面形检测设备位于待测反射镜前方，且反射镜面形检测设备光轴与待测反射镜光轴重合，用于检测待测反射镜面形；反射镜面形检测设备通常采用激光干涉仪或者波前传感器；

进一步地，所述可移动促动器组件包括第一手轮、第一双头螺柱、滑座、第一滑块、第一导向销钉、第一微型测力传感器、第一执行杆、第一拉力板以及第一粘接板；

所述促动器安装架支路上开设有一字长槽；

所述滑座设置为空心凸台，其空心端开口朝向一字长槽方向，且滑座与促动器安装架支路可滑动连接；

所述第一滑块一端与滑座空心凸台的内壁小间隙滑动配合，另一端穿过所述一字长槽与第一微型测力传感器一端固连；

所述滑座上开设有至少一个第一一字槽，所述第一导向销钉头部与第一一字槽相配，其螺纹端与第一滑块连接，用于第一滑块运动时起导向作用；

所述第一双头螺柱包括左轴端和右轴端，其左轴端上有两段方向相反的螺纹，分别为第一左旋螺纹和第一右旋螺纹，第一左旋螺纹与第一滑块螺纹配合，第一右旋螺纹与滑座螺纹配合；所述第一双头螺柱右轴段用于连接所述第一手轮；

所述第一微型测力传感器另一端连接第一执行杆一端；第一执行杆另一端通过第一拉力板与第一粘接板一端连接，第一粘接板另一端用于与待测反射镜相应位置粘接。

进一步地，所述固定促动器组件包括第二手轮、第二双头螺柱、固定座、第二滑块、第二导向销钉、第二微型测力传感器、第二执行杆、第二拉力板以及第二粘接板；

所述促动器安装架中心位置开设有中心孔；

所述固定座设置为空心凸台，其空心端开口朝向促动器安装架中心孔方向，且固定座与促动器安装架固连；

所述第二滑块一端与固定座空心凸台的内壁小间隙滑动配合，另一端穿过促动器安装架中心孔与第二微型测力传感器一端固连；

所述固定座上开设至少一个第二一字槽，所述第二导向销钉头部与第二一字槽相配，其螺纹端与第二滑块相配，用于第二滑块运动时起导向作用；

所述第二双头螺柱包括左轴端和右轴端，其左轴端上有两段方向相反的螺纹，分别为第二左旋螺纹和第二右旋螺纹，第二左旋螺纹与第二滑块螺纹配合，第二右旋螺纹与固定座螺纹配合；所述第二双头螺柱右轴段用于连接所述第二手轮；

所述第二微型测力传感器另一端连接第二执行杆一端，第二执行杆另一端通过第二拉力板与第二粘接板一端连接，第二粘接板另一端用于与待测反射镜中心位置粘接。

进一步地，所述计量式面形调控装置还包括快拆螺套；

所述计量镜框内壁上径向交错设置有多个支撑用圆柱面、胶结用圆柱面以及安装调校面；

所述快拆螺套与计量镜框侧壁螺纹配合连接至胶结用圆柱面内表面；所述快拆螺套设置为空心结构，用于通过其空心结构注射胶粘剂，并使胶粘剂将待测反射镜粘接在计量镜框内壁上，装配过程中当待测反射镜因胶粘剂固化收缩产生应力需要拆分待测反射镜与计量镜框时，可以实现胶柱的快速拆卸；

所述支撑用圆柱面的圆心角大于胶结用圆柱面的圆心角，即支撑用圆柱面的宽度大于胶结用圆柱面的宽度，用于对待测反射镜实现稳定支撑；

所述安装调校面上开设有安装调校孔，用于通过安装调校孔对待测反射镜进行安装调校。

进一步地，所述计量镜框的支撑用圆柱面上设置有聚四氟乙烯垫板，用于安装待测反射镜时通过聚四氟乙烯垫板的弹性在计量镜框的支撑用圆柱面上形成V型圆周定位。

进一步地，还包括位于底座下部的多维调整台，用于通过调整多维调整台带动计量式面形调控装置上的待测反射镜进行姿态多维调整，实现待测反射镜光轴与反射镜面形检测设备光轴的对准。

进一步地，所述计量式面形调控装置还包括方位轴；

所述转台上开设有至少一个第一通孔；

所述底座上相应位置设置有一组向心球轴承；

所述方位轴上段与第一通孔过渡配合，方位轴下段与向心球轴承相配合，使转台相对于底座可旋转。

进一步地，所述计量式面形调控装置还包括两个水平轴；

所述支撑架上端侧面开设有带开口的第二通孔，支撑架上对应第二通孔开口的位置设置有螺钉，所述螺钉与第二通孔成水平十字型分布；

所述水平轴一端与计量镜框侧壁通过止口配合定位，另一端与支撑架上的第二通孔配合，通过螺钉压紧调整第二通孔孔径大小以改变轴孔配合松紧，使得孔轴抱紧。

进一步地，所述计量式面形调控装置还包括至少两个限位螺钉组；

所述限位螺钉组包括螺钉、两个聚四氟乙烯垫片以及钢垫；

所述转台上开设有至少两个弧形槽，螺钉依次穿过钢垫、两个聚四氟乙烯垫以及弧形槽后与底座螺纹连接，用于在转台完成转动后进行限位。

本发明的有益效果为：

1、本发明提供的一种反射镜面形-促动力作用机理研究方法，以预期面形作为优化目标，对获得的初始面形数据进行逆运算，获得多个施加促动力的位置及相应位置的促动力大小，即提供了调控过程中的量化指标，以确定待测反射镜需要施加的促动力的位置和大小，为复杂环境中的反射镜面形精确调控提供了基础，在光学***中有重大应用。

2、本发明提供的一种反射镜面形-促动力作用机理研究***，设置有反射镜面形检测设备用于对待测反射镜进行初始面形检测；计量镜框后端面上设置有固定促动器组件和多个可移动促动器组件，用于根据获得的促动力施加位置及相应促动力大小施加促动力，通过多个可移动促动器组件的移动可以对待测反射镜的促动力施加位置进行精确调整，同时通过应力应变测试***对施加的促动力进行实时监测和显示，可以实现促动力大小的精准施加，使待测反射镜的面形调控更加精确。

3、本发明提供的一种反射镜面形-促动力作用机理研究***，底座上设置有方位调节组件，转台上设置有俯仰调节组件，可以调节待测反射镜的方位角和俯仰角以实现待测反射镜的姿态调控，实现闭环调控时的光轴对准。

4、本发明提供的一种反射镜面形-促动力作用机理研究***，其中的计量式面形调控装置创新性的采用机械式的多点主动调节装置，在计量镜框后端面上设置了固定促动器组件和多个可移动促动器组件用于进行面形调控，机械式的多点主动调节装置大大降低了调节装置的硬件成本，且结构简单，操作方便，调控过程可控性高。

5、本发明提供的一种反射镜面形-促动力作用机理研究***，计量镜框上设置有与胶结用圆柱面表面连接的快拆螺套，快拆螺套设置为空心结构，用于通过其空心结构注射胶粘剂，并使胶粘剂将待测反射镜粘接在计量镜框内壁上，装配过程中当待测反射镜因胶粘剂固化收缩产生应力需要拆分待测反射镜与计量镜框时，可以实现胶柱的快速拆卸。

6、本发明提供的一种反射镜面形-促动力作用机理研究***，计量镜框的支撑用圆柱面上设置有聚四氟乙烯垫板，在安装待测反射镜时通过聚四氟乙烯垫板的弹性可以在计量镜框的支撑用圆柱面上形成V型圆周定位，结合压板、可移动促动器组件以及固定促动器组件对待测反射镜的定位，可以实现待测反射镜的微应力装配，为研究提供良好的初始面形。

7、本发明提供的一种反射镜面形-促动力作用机理研究***，还设置有多维调整台，方便实现待测反射镜光轴与反射镜面形检测设备光轴的对准。

附图说明

图1为本发明一种反射镜面形-促动力作用机理研究***实施例的结构示意图；

图2为本发明实施例中计量式面形调控装置的正面结构示意图；

图3为本发明实施例中计量式面形调控装置的正视图；

图4为本发明实施例中计量镜框的结构示意图；

图5为本发明实施例中快拆螺套与胶结用圆柱面的结构示意图；

图6为本发明实施例中计量式面形调控装置的背面结构示意图；

图7为图3的左视图；

图8为本发明实施例中可移动促动器组件的结构示意图；

图9为本发明实施例中固定促动器组件的结构示意图；

图10为本发明一种反射镜面形-促动力作用机理研究方法的流程图。

具体附图标记如下：

1-待测反射镜；

2-计量式面形调控装置，21-底座，211-方位调节组件，2111-方位微调螺母，2112-方位微调螺杆，212-向心球轴承，22-转台，221-俯仰调节组件，2211-俯仰微调螺母，2212-俯仰微调螺杆，222-第一通孔，223-弧形槽，23-支撑架，231-第二通孔，232-螺钉，24-计量镜框，241-压板，242-促动器安装架，243-固定促动器组件，2431-第二手轮，2432-第二双头螺柱，2433-固定座，24331-第二一字槽，2434-第二滑块，2435-第二导向销钉，2436-第二微型测力传感器，2437-第二执行杆，2438-第二拉力板，2439-第二粘接板，244-可移动促动器组件，2441-第一手轮，2442-第一双头螺柱，2443-滑座，24431-第一一字槽，2444-第一滑块，2445-第一导向销钉，2446-第一微型测力传感器，2447-第一执行杆，2448-第一拉力板，2449-第一粘接板，2450-T型螺杆组件，245-支撑用圆柱面，246-胶结用圆柱面，247-安装调校面，2471-安装调校孔，248-T型滑槽，249-一字长槽，250-第三安装接口；25-快拆螺套，26-方位轴，27-水平轴，28-限位螺钉组；29-沉槽孔；

3-应力应变测试***；4-反射镜面形检测设备；5-多维调整台。

具体实施方式

为使本发明的优点和特征更加清楚，以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

一种反射镜面形-促动力作用机理研究方法，用于对反射镜的面形调控提供量化指标，即研究向反射镜施加促动力的位置和大小，具体包括以下步骤：

1】对待测反射镜1的初始面形进行检测，获得检测数据；

2】将获得的检测数据进行数据转换与处理，获得需要的初始面形数据格式；

3】以预期面形作为优化目标，对获得的初始面形数据进行逆运算，获得多个施加促动力的位置及相应位置的促动力大小；

4】根据获得的多个施加促动力的位置及相应位置的促动力大小，向待测反射镜的多个位置施加相应的促动力；

5】对施加促动力的待测反射镜1进行面形检测，若达到预期面形，则面形调控完成；否则，返回步骤1重新进行检测与调整，直至达到预期面形的要求；

6】获得待测反射镜1的面形与促动力作用的机理关系。

为了实现上述一种反射镜面形-促动力作用机理研究方法，本发明还提供了一种反射镜面形-促动力作用机理研究***，如图1所示，包括计量式面形调控装置2、应力应变测试***3、反射镜面形检测设备4以及多维调整台5。本实施例中待测反射镜1为平面反射镜，其直径为

厚40mm，径厚比:10:1，反射镜面形RMS＜λ/50(λ＝632.8μm)，在本发明的其他实施例中待测反射镜1也可以为球面反射镜、非球面反射镜，且参数不限于此。

计量式面形调控装置2作为本***的主要组成部分，主要用于向待测反射镜1提供支撑并施加促动力以改变待测反射镜1的面形。如图2、图3所示，计量式面形调控装置2包括底座21、转台22、两个支撑架23、计量镜框24、快拆螺套25、方位轴26、两个水平轴27以及两组限位螺钉组28。转台22上开设有一个第一通孔222，底座21上相应位置设置有一组向心球轴承212，方位轴26上段与第一通孔222过渡配合，方位轴26下段与向心球轴承212相配合，转台22与底座21之间为面接触，且其接触面经铣削加工实现部分接触，最终使转台22相对于底座21可旋转。为了使转台22相对于底座21旋转至合适位置后实现固定，本实施例在转台22上开设有两个弧形槽223，限位螺钉组28包括螺钉、两个聚四氟乙烯垫片以及钢垫，螺钉依次穿过钢垫、两个聚四氟乙烯垫以及弧形槽223后与底座21螺纹连接，用于在转台22完成转动后进行限位；聚四氟乙烯垫片和钢垫的设置可以在减小阻尼的同时保持转台22稳定。特别的，本发明的底座21还设置有多个沉槽孔29，用于和外部的光学平台连接。两个支撑架23分别固定在转台22的两端，且支撑架23上端侧面开设有带开口的第二通孔231，支撑架23上对应第二通孔231开口的位置设置有螺钉232，螺钉232与第二通孔231成水平十字型分布；两个水平轴27一端与计量镜框24侧壁通过止口配合定位，另一端与支撑架23上的第二通孔231配合，通过螺钉232压紧调整第二通孔231孔径大小以改变轴孔配合松紧，使得孔轴抱紧。如图4所示，计量镜框24为空心圆柱体，用于安装待测反射镜1，其内壁上径向交错设置有多个支撑用圆柱面245、胶结用圆柱面246以及安装调校面247。快拆螺套25与计量镜框24侧壁螺纹配合连接至胶结用圆柱面246内表面，如图5所示，快拆螺套25设置为空心结构，用于通过其空心结构注射胶粘剂，并使胶粘剂将待测反射镜1粘接在计量镜框24内壁上，装配过程中当待测反射镜1因胶粘剂固化收缩产生应力需要拆分待测反射镜1与计量镜框24时，可以实现胶柱的快速拆卸。支撑用圆柱面245的圆心角大于胶结用圆柱面246的圆心角，即支撑用圆柱面245的宽度大于胶结用圆柱面246的宽度，用于对待测反射镜1实现稳定支撑。支撑用圆柱面245上设置有聚四氟乙烯垫板，用于安装待测反射镜1时通过聚四氟乙烯垫板的弹性在计量镜框24的支撑用圆柱面245上形成V型圆周定位。安装调校面247上开设有安装调校孔2471，用于安装完成后通过安装调校孔2471对待测反射镜1进行调校。计量镜框24前端面上设置有三个第一安装接口，分别用于安装三个压板241，用于实现待测反射镜1的轴向定位；优选的，本实施例中三个压板241通过第一安装接口伸入计量镜框24的内壁上，且压板241伸入计量镜框24内壁的一端粘接有厚度为0.1mm的聚四氟乙烯垫片，用于和待测反射镜1相抵时减小阻尼。如图6、图7所示，计量镜框24后端面上开设有一个第二安装接口，用于安装促动器安装架242；计量镜框24上方设置有第三安装接口250，用于后期扩展应用时安装扩展用的参考反射镜组。促动器安装架242为放射性框架结构，其中心位置开设有中心孔，其中心位置向外辐射有沿圆周均布的6条支路；中心孔上设置有固定促动器组件243，固定促动器组件243通过连接螺孔固连在促动器安装架242上；每条支路上均设置有一对径向的T型滑槽248和位于每对T型滑槽248中间的一字长槽249；一字长槽249中设置有可沿一字长槽249移动的可移动促动器组件244，可移动促动器组件244上对应T型滑槽248的位置设置有T型螺杆组件2450，用于使其与T型滑槽248配合滑动连接，带动可移动促动器组件244沿一字长槽249径向移动。固定促动器组件243、圆周均布的三个压板241以及6个可移动促动器组件244用于对待测反射镜1形成端面定位，端面定位结合上述V型圆周定位，可以实现待测反射镜的微应力装配，为研究提供良好的初始面形。底座21上与设置有两个方位调节组件211，本实施例中设置为位于底座1一端位置的两个方位微调螺母2111和相应的两个方位微调螺杆2112，其中，两个方位微调螺母2111分别位于转台22的前后两侧，两个方位微调螺杆2112旋入相应的方位微调螺母2111中与转台22抵接，用于带动转台22水平旋转以调节和锁紧待测反射镜1的方位角。转台22上设置有两个俯仰调节组件221，本实施例中设置为位于转台中间位置的两个俯仰微调螺母2211和相应的两个俯仰微调螺杆2212，其中，两个俯仰微调螺母2211分别位于计量镜框24的前后两侧，两个俯仰微调螺杆2212旋入相应的俯仰微调螺母2211中与计量镜框24抵接，用于带动计量镜框24俯仰旋转以调节和锁紧待测反射镜1的俯仰角。

其中，固定促动器组件243和可移动促动器组件244作为计量式面形调控装置2作为的重要组成部分，以下对其具体结构作进一步说明。

如图8所示，可移动促动器组件244包括第一手轮2441、第一双头螺柱2442、滑座2443、第一滑块2444、第一导向销钉2445、第一微型测力传感器2446、第一执行杆2447、第一拉力板2448以及第一粘接板2449。滑座2443设置为空心凸台，其空心端开口朝向一字长槽249方向，且滑座2443两侧分别通过T型螺杆组件2450与支路上的的T型滑槽248滑动连接配合，使可移动促动器组件244可沿一字长槽249径向移动并在预定位置实现锁紧；具体的，T型螺杆组件2450由T型螺杆、六角螺母以及平垫圈构成。第一滑块2444一端与滑座2443空心凸台的内壁小间隙滑动配合，另一端穿过一字长槽249与第一微型测力传感器2446一端固连；第一导向销钉2445头部为圆柱段，滑座2443两个侧壁上分别开设有第一一字槽24431，第一导向销钉2445头部的圆柱段与第一一字槽24431相配，其螺纹端与第一滑块2444连接，用于第一滑块2444运动时起导向作用；第一双头螺柱2442包括左轴端和右轴端，其左轴端上有两段方向相反的螺纹，分别为第一左旋螺纹和第一右旋螺纹，第一左旋螺纹与第一滑块2444螺纹配合，第一右旋螺纹与滑座2443螺纹配合；第一双头螺柱2442右轴段用于连接第一手轮2441，第一手轮2441与第一双头螺柱2442右轴段小间隙配合并通过销钉传递扭矩；第一微型测力传感器2446另一端连接第一执行杆2447一端；第一执行杆2447另一端通过第一拉力板2448与第一粘接板2449一端连接，本实施例中的第一拉力板2448由上下两个盖板组成，用于使第一执行杆2447穿过与第一粘接板2449粘接；第一粘接板2449另一端用于与待测反射镜1相应位置粘接。可移动促动器组件244的具体实现原理为：旋转可移动促动器组件244的第一手轮2441，因第一双头螺柱2442左轴端和右轴端的螺纹旋向相反，第一手轮2441带动第一双头螺柱2442旋转使得第一滑块2444向前或向后运动，通过第一微型测力传感器2446、第一执行杆2447、第一粘接板2449以及第一拉力板2448将压力或拉力传递给待测反射镜1的相应位置，致使待测反射镜1的面形产生改变。

如图9所示，固定促动器组件243中，除使用固定座2433替换可移动促动器组件244中的滑座2443外，其他结构基本一致。固定促动器组件243具体包括第二手轮2431、第二双头螺柱2432、固定座2433、第二滑块2434、第二导向销钉2435、第二微型测力传感器2436、第二执行杆2437、第二拉力板2438以及第二粘接板2439；促动器安装架242中心位置开设有中心孔；固定座2433设置为空心凸台，其空心端开口朝向促动器安装架242中心孔方向，且固定座2433与促动器安装架242固连；第二滑块2434一端与固定座2433空心凸台的内壁小间隙滑动配合，另一端穿过促动器安装架242中心孔与第二微型测力传感器2436一端固连；第二导向销钉2435头部为圆柱段，固定座2433两个侧壁上分别开设有第二一字槽24331，第二导向销钉2435头部的圆柱段与第二一字槽24331相配，其螺纹端与第二滑块2434相配，用于运动时起导向作用；第二双头螺柱2432包括左轴端和右轴端，其左轴端上有两段方向相反的螺纹，分别为第二左旋螺纹和第二右旋螺纹，第二左旋螺纹与第二滑块2434螺纹配合，第二右旋螺纹与固定座2433螺纹配合；第二双头螺柱2432右轴段用于连接所述第二手轮2431，第二手轮2431与第一双头螺柱2432右轴段小间隙配合并通过销钉传递扭矩；第二微型测力传感器2436另一端连接第二执行杆2437一端，第二执行杆2437另一端通过第二拉力板2438与第二粘接板2439一端连接，本实施例中的第二拉力板2438由上下两个盖板组成，用于使第二执行杆2437穿过与第二粘接板2439粘接；第二粘接板2439另一端用于与待测反射镜1中心位置粘接。固定促动器组件243的具体实现原理为：旋转固定促动器组件243的第二手轮2431，因第二双头螺柱2432左轴端和右轴端的螺纹旋向相反，第二手轮2431带动第二双头螺柱2432旋转使得第二滑块2434向前或向后运动，通过第二微型测力传感器2436、第二执行杆2437、第二粘接板2439以及第二拉力板2438将压力或拉力传递给待测反射镜1的中心位置，致使待测反射镜1的面形产生改变。

应力应变测试***3为多通道实时检测处理设备，其分别与固定促动器组件243中的第二微型拉压力传感器2436以及可移动促动器组件244中的第一微型拉压力传感器2446连接，用于实时监测并显示促动力的大小。反射镜面形检测设备4主要用于检测待测反射镜1的面形，通常采用激光干涉仪或者波前传感器，其位于待测反射镜1前方，且反射镜面形检测设备4光轴与待测反射镜1光轴重合。多维调整台5设置在底座21下部，用于通过调整多维调整台5带动计量式面形调控装置2上的待测反射镜1进行姿态多维调整，实现待测反射镜1光轴与反射镜面形检测设备4光轴的对准。

具体的，本发明的一种反射镜面形-促动力作用机理研究***，其实现反射镜面形-促动力作用机理研究的方法如图10所示，具体步骤如下：

1】安装待测反射镜1

在计量镜框24内安装待测反射镜1，安装时，使待测反射镜1与计量镜框24的支撑用圆柱面245上的聚四氟乙烯垫板相抵，实现V型圆周定位，再结合计量镜框24前端面压板241对待测反射镜1的定位以及后端面设置的可移动促动器组件244和固定促动器组件243对待测反射镜1的定位，实现待测反射镜1的微应力装配，为研究提供良好的初始面形；

2】在反射镜面形检测设备4和待测反射镜1之间搭建自准检测光路，并通过方位调节组件211和俯仰调节组件221对待测反射镜1的方位角和俯仰角进行调节，调节完成后采用准直干涉法对待测反射镜1的初始面形进行检测；

3】将反射镜面形检测设备4的检测数据导入光机集成分析软件，并通过光机集成分析软件进行数据转换，获得初始面形数据；

4】以预期面形作为优化目标，采用光机集成分析软件对获得的初始面形数据进行逆运算，获得多个施加促动力的位置及相应位置的促动力大小；

5】按照多个施加促动力的位置调整移动6个可移动促动器组件244，并通过6个可移动促动器组件244和固定促动器组件243按照相应位置的促动力大小施加促动力，施加促动力过程中通过应力应变测试***3实时监测促动力的大小变化；

6】对施加促动力的待测反射镜1进行面形检测，若达到预期面形，则待测反射镜1的面形调控完成；否则，返回步骤2再次进行迭代检测计算与调整，直至达到预期面形要求；

7】获得待测反射镜1的面形与促动力作用的机理关系。

本发明通过研究反射镜面形与促动力作用之间的机理关系，为后续复杂环境中反射镜的面形调控提供量化指标，为反射镜施加促动力的位置和大小提供了基础。

以上所述，仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，对于本领域的普通专业技术人员来说，可以对上述实施例所记载的具体技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所保护技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种反射镜面形-促动力作用机理研究方法，其特征在于，包括以下步骤：

1】对待测反射镜(1)的初始面形进行检测，获得检测数据；

2】将获得的检测数据进行数据转换与处理，获得需要的初始面形数据格式；

3】以预期面形作为优化目标，对获得的初始面形数据进行逆运算，获得多个施加促动力的位置及相应位置的促动力大小；

4】根据获得的多个施加促动力的位置及相应位置的促动力大小，向待测反射镜的多个位置施加相应的促动力；

5】对施加促动力的待测反射镜(1)进行面形检测，若达到预期面形，则面形调控完成；否则，返回步骤1重新进行检测与调整，直至达到预期面形的要求；

6】获得待测反射镜1的面形与促动力作用的机理关系。

2.一种反射镜面形-促动力作用机理研究***，用于实现权利要求1所述的一种反射镜面形-促动力作用机理研究方法，其特征在于：

包括计量式面形调控装置(2)、应力应变测试***(3)以及反射镜面形检测设备(4)；

所述计量式面形调控装置(2)包括底座(21)、可水平旋转的设置在底座(21)上的转台(22)、固定在转台(22)两侧的两个支撑架(23)以及可俯仰调整的设置在两个支撑架(23)之间的计量镜框(24)；

所述计量镜框(24)为空心圆柱体，用于安装待测反射镜(1)；计量镜框(24)前端面上设置有至少三个压板(241)，后端面上设置有促动器安装架(242)；所述促动器安装架(242)为放射性框架结构，其中心位置设置有固定促动器组件(243)，其中心位置向外辐射有沿圆周均布的至少3条支路，每条支路上设置有可沿支路延伸方向移动的可移动促动器组件(244)；所述固定促动器组件(243)一端和可移动促动器组件(244)一端均用于与待测反射镜(1)后端面连接；

所述应力应变测试***(3)为多通道实时检测处理设备，其分别与固定促动器组件(243)和可移动促动器组件(244)电连接，用于实时监测并显示促动力的大小；

所述底座(21)上设置有至少一个方位调节组件(211)，方位调节组件(211)的作用端与转台(22)抵接，用于调节和锁紧待测反射镜(1)的方位角；所述转台(22)上设置有至少一个俯仰调节组件(221)，俯仰调节组件(221)的作用端与计量镜框(24)抵接，用于调节和锁紧待测反射镜(1)的俯仰角；

所述反射镜面形检测设备(4)位于待测反射镜(1)前方，且反射镜面形检测设备(4)光轴与待测反射镜(1)光轴重合。

3.根据权利要求2所述的一种反射镜面形-促动力作用机理研究***，其特征在于：

所述可移动促动器组件(244)包括第一手轮(2441)、第一双头螺柱(2442)、滑座(2443)、第一滑块(2444)、第一导向销钉(2445)、第一微型测力传感器(2446)、第一执行杆(2447)、第一拉力板(2448)以及第一粘接板(2449)；

所述促动器安装架(242)支路上开设有一字长槽(249)；

所述滑座(2443)设置为空心凸台，其空心端开口朝向一字长槽(249)方向，且滑座(2443)与促动器安装架(242)支路可滑动连接；

所述第一滑块(2444)一端与滑座(2443)空心凸台的内壁小间隙滑动配合，另一端穿过所述一字长槽(249)与第一微型测力传感器(2446)一端固连；

所述滑座(2443)上开设有至少一个第一一字槽(24431)，所述第一导向销钉(2445)头部与第一一字槽(24431)相配，其螺纹端与第一滑块(2444)连接，用于第一滑块(2444)运动时起导向作用；

所述第一双头螺柱(2442)包括左轴端和右轴端，其左轴端上有两段方向相反的螺纹，分别为第一左旋螺纹和第一右旋螺纹，第一左旋螺纹与第一滑块(2444)螺纹配合，第一右旋螺纹与滑座(2443)螺纹配合；所述第一双头螺柱(2442)右轴段用于连接所述第一手轮(2441)；

所述第一微型测力传感器(2446)另一端连接第一执行杆(2447)一端；第一执行杆(2447)另一端通过第一拉力板(2448)与第一粘接板(2449)一端连接，第一粘接板(2449)另一端用于与待测反射镜(1)相应位置粘接。

4.根据权利要求3所述的一种反射镜面形-促动力作用机理研究***，其特征在于：

所述固定促动器组件(243)包括第二手轮(2431)、第二双头螺柱(2432)、固定座(2433)、第二滑块(2434)、第二导向销钉(2435)、第二微型测力传感器(2436)、第二执行杆(2437)、第二拉力板(2438)以及第二粘接板(2439)；

所述促动器安装架(242)中心位置开设有中心孔；

所述固定座(2433)设置为空心凸台，其空心端开口朝向促动器安装架(242)中心孔方向，且固定座(2433)与促动器安装架(242)固连；

所述第二滑块(2434)一端与固定座(2433)空心凸台的内壁小间隙滑动配合，另一端穿过促动器安装架(242)中心孔与第二微型测力传感器(2436)一端固连；

所述固定座(2433)上开设至少一个第二一字槽(24331)，所述第二导向销钉(2435)头部与第二一字槽(24331)相配，其螺纹端与第二滑块(2434)相配，用于第二滑块(2434)运动时起导向作用；

所述第二双头螺柱(2432)包括左轴端和右轴端，其左轴端上有两段方向相反的螺纹，分别为第二左旋螺纹和第二右旋螺纹，第二左旋螺纹与第二滑块(2434)螺纹配合，第二右旋螺纹与固定座(2433)螺纹配合；所述第二双头螺柱(2432)右轴段用于连接所述第二手轮(2431)；

所述第二微型测力传感器(2436)另一端连接第二执行杆(2437)一端，第二执行杆(2437)另一端通过第二拉力板(2438)与第二粘接板(2439)一端连接，第二粘接板(2439)另一端用于与待测反射镜(1)中心位置粘接。

5.根据权利要求2-4任一所述的一种反射镜面形-促动力作用机理研究***，其特征在于：

所述计量式面形调控装置(2)还包括快拆螺套(25)；

所述计量镜框(24)内壁上径向交错设置有多个支撑用圆柱面(245)、胶结用圆柱面(246)以及安装调校面(247)；

所述快拆螺套(25)与计量镜框(24)侧壁螺纹配合连接至胶结用圆柱面(246)内表面；所述快拆螺套(25)设置为空心结构，用于通过其空心结构注射胶粘剂，并使胶粘剂将待测反射镜(1)粘接在计量镜框(24)内壁上；

所述支撑用圆柱面(245)的圆心角大于胶结用圆柱面(246)的圆心角，用于对待测反射镜(1)实现稳定支撑；

所述安装调校面(247)上开设有安装调校孔(2471)，用于通过安装调校孔(2471)对待测反射镜(1)进行安装调校。

6.根据权利要求5所述的一种反射镜面形-促动力作用机理研究***，其特征在于：

所述计量镜框(24)的支撑用圆柱面(245)上设置有聚四氟乙烯垫板，用于安装待测反射镜(1)时形成V型圆周定位。

7.根据权利要求6所述的一种反射镜面形-促动力作用机理研究***，其特征在于：

还包括位于底座(21)下部的多维调整台(5)，用于实现待测反射镜(1)光轴与反射镜面形检测设备(4)光轴的对准。

8.根据权利要求7所述的一种反射镜面形-促动力作用机理研究***，其特征在于：

所述计量式面形调控装置(2)还包括方位轴(26)；

所述转台(22)上开设有至少一个第一通孔(222)；

所述底座(21)上相应位置设置有一组向心球轴承(212)；

所述方位轴(26)上段与第一通孔(222)过渡配合，方位轴(26)下段与向心球轴承(212)相配合。

9.根据权利要求8所述的一种反射镜面形-促动力作用机理研究***，其特征在于：

所述计量式面形调控装置(2)还包括两个水平轴(27)；

所述支撑架(23)上端侧面开设有带开口的第二通孔(231)，支撑架(23)上对应第二通孔(231)开口的位置设置有螺钉(232)，所述螺钉(232)与第二通孔(231)成水平十字型分布；

所述水平轴(27)一端与计量镜框(24)侧壁通过止口配合定位，另一端与支撑架(23)上的第二通孔(231)配合，通过螺钉(232)压紧调整第二通孔(231)孔径大小以改变轴孔配合松紧，使得孔轴抱紧。

10.根据权利要求9所述的一种反射镜面形-促动力作用机理研究***，其特征在于：

所述计量式面形调控装置(2)还包括至少两个限位螺钉组(28)；

所述限位螺钉组(28)包括螺钉、两个聚四氟乙烯垫片以及钢垫；

所述转台(22)上开设有至少两个弧形槽(223)；螺钉依次穿过钢垫、两个聚四氟乙烯垫以及弧形槽(223)后与底座(21)螺纹连接。

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