[0012] 本发明的目的在于提供一种基于梯度式多孔材料的大口径红外望远镜智能支撑装置。
[0013] 本发明包括柔性单元、支撑底座和固定单元。所述的柔性单元包括顶部支撑盘、柔性支撑柱和底部支撑盘；所述的柔性支撑柱两端与顶部支撑盘、底部支撑盘的中心位置分别固定。顶部支撑盘的侧面上开设有多个导流槽。顶部支撑盘端面上开设有沿顶部支撑盘的周向均布的多个第一消应力槽。
[0014] 柔性支撑柱包括顶部隔热块、柔性支撑块和底部隔热块。顶部隔热块、底部隔热块的内端与柔性支撑件的两端分别固定。顶部隔热块的侧面上开设有多个顶部阻热孔。沿着顶部隔热块的外端向内端的方向上，顶部阻热孔的孔径逐渐增大。底部隔热块的侧面上开设有多个底部阻热孔。沿着底部隔热块的外端向内端的方向上，底部阻热孔的孔径逐渐增大。柔性支撑件的侧面呈内凹状，包裹有形状记忆合金层。支撑底座上均设置有m个凸台，m≥3。柔性单元共有m个。m个柔性单元内的底部支撑盘与m个凸台分别通过固定单元固定。
[0015] 进一步的，所述顶部支撑盘、柔性支撑柱及底部支撑盘的中心轴线重合。柔性支撑柱与底部支撑盘的连接处设置有第一过渡圆角。柔性支撑柱与顶部支撑盘的连接处设置有第二过渡圆角。所述的导流槽呈十字形。所述的第一消应力槽为通槽，且呈圆弧形。
[0016] 进一步的，所述的柔性支撑柱的材质为碳纤维增强复合材料。
[0017] 进一步的，所述顶部支撑盘的外端面上开设有多个顶部减重槽。顶部减重槽的靠近顶部支撑盘中心处设置有第三过渡圆角。所述底部支撑盘上开设有多个底部减重槽。
[0018] 进一步的，所述的支撑底座上开设有m个功能槽孔组。m个功能槽孔组分别位于m个柔性单元的内侧。功能槽孔组由一个柔性连接孔和四个呈圆弧形的第二消应力槽。四个第二消应力槽沿柔性连接孔的周向均布。
[0019] 进一步的，所述顶部阻热孔及底部阻热孔的轴线垂直于顶部隔热块的中心轴线。
[0020] 进一步的，所述的顶部隔热块和底部隔热块上均设置有温度传感器。
[0021] 进一步的，所述柔性单元与对应的凸台之间设置有柔性垫圈。柔性垫圈采用弹簧垫圈或橡胶垫圈。
[0022] 进一步的，所述底部支撑盘的端面上开设有n个螺纹孔，n≥3。所有凸台上均开设有n个第一连接孔。凸台上的n个第一连接孔与对应底部支撑盘上的n个螺纹孔分别对齐。每个底部支撑盘上均设置有n个固定单元。固定单元包括螺栓、球面垫圈、锥面垫圈和衬套。所述的衬套设置在支撑底座上对应的第一连接孔内。螺栓的螺杆穿过对应的第一连接孔，并与螺纹孔螺纹连接。螺栓的头部与支撑底座之间垫有球面垫圈和锥面垫圈。
[0023] 进一步的，m个柔性单元内的顶部支撑盘均与反射镜的背面固定。m个柔性单元的中心轴线均与反射镜的中心轴线平行，且沿反射镜的中心轴线的周向均布。m个柔性单元的中心轴线到反射镜的中心轴线的距离均为反射镜半径的三分之二。
[0024] m个柔性单元与反射镜的具体固定形式如下：反射镜背面设置有m个圆柱形支撑腔。圆柱形支撑腔的直径比顶部支撑盘的直径大0.2～0.4mm。m个顶部支撑盘分别设置在m个圆柱形支撑腔内，并与三个圆柱形支撑腔分别胶接。
[0025] 本发明具有的有益效果是：
[0026] 1、本发明中的顶部隔热块和底部隔热块均采用梯度式多孔结构，由于小孔空隙内空气的导热性较差、气体流动性差，因此该结构隔热性很好，且孔径越小，隔热性越好。
[0027] 2、本发明的柔性支撑柱包括顶部隔热块、柔性支撑件、底部隔热块，且柔性支撑件四周设置有形状记忆合金，并与顶部隔热块和底部隔热块连接，通过调节输入电流大小能够改变形状记忆合金收缩量，进而调整大口径反射镜的空间位姿。
[0028] 3、本发明中的柔性支撑柱与底部支撑盘和顶部支撑盘间采用圆角过渡，有效地避免了应力集中。顶部支撑盘设有消应力槽，减小了热变形和装配应力对反射镜面型的影响。所述底部支撑盘和顶板支撑盘上设有减重槽，一方面减轻了整个装置的重量，另一方面释放了反射镜与顶部支撑盘间由于温度变化产生的应力对反射镜精度的影响。
[0029] 4、本发明的柔性单元与圆柱形支撑腔的间隙控制在0.1～0.2mm，最大程度避免了由于温度变化造成底部支撑盘的变形对反射镜面形精度的影响，同时顶部支撑盘胶合面上设有导流槽，一方面有利于粘结剂的均匀分布，另一方面消除反射镜与柔性单元间的热应力。
[0030] 5、本发明的柔性支撑柱采用直圆双轴圆柱柔性铰链的结构，避免了采用单轴柔性铰链只能沿一个方向弹性弯曲及刚性结构多切槽容易造成不同方向上的柔性回转中心位置不同和加工困难等问题，该呈回转体的双轴柔性铰链，沿任意方向具有相同的柔性、在各个方向具有最高的灵敏度且容易加工。保证反射镜在工作方向变化、工作环境温度变化和有装配误差时反射镜的面形精度在允许范围内保持稳定。
[0031] 6、本发明中的柔性单元与大口径反射镜通过固定单元连接。固定单元内的球面垫圈和锥面垫圈，能够实现接触面的自动找平，减小由于接触面的不平导致装配应力对反射镜精度的影响。同时，柔性垫圈的变形，能够消除热应力和装配应力，避免对反射镜成像质量的影响。
[0032] 7、本发明中的柔性单元采用柔性支撑柱与底部支撑盘、顶板支撑盘相连接；三个底部支撑盘均匀布置在支撑底座上；避免了采用锥套粘结增加整个柔性支撑结构的质量、增加装配难度及容易造成反射镜面形精度变差等问题，简化了大口径反射镜支撑装置的整体结构。
[0033] 8、本发明中的柔性支撑柱的材质为碳纤维增强复合材料(CFRP)，碳纤维增强复合材料的线膨胀系数与反射镜材料相匹配，尽量减小了柔性单元对反射镜面形精度的影响，同时该材料的强度较好，能够弥补柔性单元的刚度较差的缺陷。大口径反射镜的材质为碳化硅(SIC)；由于SIC材料随温度变化的变形极小，减小了环境温度对镜面面形精度的影响。
