本发明涉及望远镜结构，具体涉及一种用于大口径光学透镜检测的等力浮动支撑装置及控制方法。
背景技术：
1、地基大视场巡天望远镜是开展大规模时域巡天、暗能量和暗物质探测、太阳物理研究、瞬态太空光学研究及银河系测量等工作的前提。目前，国外已研制了多台大视场巡天望远镜，如8.2m口径的昴星团望远镜(subaru)、宽视场暗能量光谱仪(desi)、宽视场暗能量相机(decam)、8.4米口径的大视场巡天望远镜lsst、3.5米口径空间监视望远镜(sst)。近些年，国内也在快速开展相关研究，有代表性的包括：国家天文台兴隆观测站的4米级大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜(lamost)，2.5米口径墨子巡天望远镜(wfst)，长春光机所承担研制的2.5米口径天璇望远镜等。
2、上述国内外典型的地基大视场巡天望远镜均采用了大口径光学透镜快速会聚光束实现大视场光学系统，例如lsst望远镜最大透镜为1.64米，天璇望远镜最大透镜为0.87米。来自无穷远处目标的光束经主镜反射后进入透镜实现光束会聚以及像差校正，最后被像面位置处的高灵敏度探测器接收，实现光信号到电信号的转换，从而获得清晰的大视场图像。
3、大视场巡天望远镜要实现预期的探测能力及测量精度，保证其关键元件大口径光学透镜的加工精度优于光学系统的公差要求是一个重要前提，透镜的加工精度包括镜面面形精度以及透射波前。从大口径透镜加工工艺上，镜面精抛光时，先将凹面精抛光至最佳面形精度，面形精度检测时将凹面作为反射面，采用干涉仪来直接检测面形，如图1所示；然后再抛光凸面至要求的透射波前，透射波前的检测需要借助于标准球面反射镜实现，如图2所示。对于大口径光学透镜来说，光学加工时，需要多次反复在加工状态和检测状态之间变换，以检测结果来指导镜面抛光，保持每次检测结果的一致性及稳定性对于指导镜面光学加工至关重要，却也是难点，原因在于以下两个方面：
4、(1)在透镜检测时，仅能利用透镜边缘将其支撑在检测光路中，这导致透镜受力状态恶劣，边缘支撑结构对镜面面形精度的影响与加工面形混在一起，区分困难；
5、(2)对于大口径透镜来说，边缘支撑点之间存在着强耦合特性，即支撑点对镜面面形非常敏感，各个支撑点的微小受力状态的改变将显著影响镜面面形精度；
6、对于小口径透镜来说，支撑结构对镜面面形或透射波前影响较小，镜面面形或透射波前检测时，因此可以直接将透镜光轴水平放置在镜座内或放在楔形块上。但是这种放置或检测方式很难应用于大口径光学透镜的检测，因为将透镜直接放置在镜座内或楔形块内会造成透镜的检测状态与工作状态存在较大差别，用此状态的检测结果来指导光学加工很容易引入一个因状态不一致产生的固定像差。另外，在光学加工时，需要多次反复进行镜面检测，这要求每次的检测结果具有较好的一致性，简单地说就是多次重复拆装后，检测结果要高度一致，显然这种楔形块的放置方式难以满足大口径光学透镜对检测重复性的要求。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种用于大口径光学透镜检测的等力浮动支撑装置及控制方法，旨在解决大口径光学透镜镜面精抛光过程中稳定检测的问题。
2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
3、第一方面，一种用于大口径光学透镜检测的等力浮动支撑装置，包括：
4、框架；
5、支撑结构，包括多个支杆、软管与调压阀；
6、多个所述支杆按圆对称方向均匀安装在所述框架上表面，用于放置并维持透镜的位置，所述透镜边缘的各个支撑点分别与各个所述支杆的上端面相接触，且所述支杆被限定为绕y轴转动；
7、所述软管依次穿过各个所述支杆的下端面，用于控制所述支杆实现绕y轴转动；
8、所述调压阀用于控制所述软管内的气压，包括出气孔与进气孔，所述进气孔与气源连接，所述出气孔与所述软管连接。
9、优选的，每个所述支杆均包括：
10、底板，所述底板与所述框架固定连接；
11、摇臂支架，所述摇臂支架与所述底板固定连接；
12、摇臂，所述摇臂的后端与所述摇臂支架铰接，且所述摇臂限定绕y轴转动；
13、支撑托板，所述支撑托板与所述摇臂的前端铰接，且所述支撑托板限定绕y轴转动；
14、推杆支座，所述推杆支座与所述底板固定连接；
15、推杆关节，所述推杆关节的上端面与所述摇臂的下表面抵接；
16、关节接头，所述关节接头的一端与所述推杆关节铰接，且所述关节接头限定绕y轴转动；
17、推杆，所述推杆通过直线轴承安装在所述推杆支座，所述推杆的第一端与所述关节接头的另一端固定连接；
18、气浮托架，所述气浮托架的上端面与所述推杆的第二端固定连接，所述软管穿过所述气浮托架的下端面。
19、优选的，所述摇臂的后端与所述摇臂支架之间通过销轴与轴承实现铰接；所述支撑托板与所述摇臂的前端之间通过所述销轴与所述轴承实现铰接；所述关节接头的一端与所述推杆关节之间通过所述销轴与所述轴承实现铰接。
20、优选的，所述摇臂包括第一段、第二段与第三段，所述第一段、所述第二段与所述第三段位于同一平面，且依次垂直连接；所述第一段的第一端与所述摇臂支架铰接，所述第一段的第二端与所述第二段的第一端固定连接，所述第二段的第二端与所述第三段的第一端固定连接，所述第三段的第二端与所述支撑托板铰接，所述推杆关节上端面与所述第一段的下表面抵接；其中，所述第一段、所述第二段与所述第三段为一体成型结构。
21、优选的，所述气浮托架包括支撑部与叉型部，所述支撑部与所述叉型部固定连接形成叉型结构，所述支撑部与所述推杆的第二端固定连接，所述软管穿过所述叉型部的叉面。
22、优选的，所述框架包括：上台面、下台面与6个侧面板；
23、所述上台面与所述下台面均为六边形结构，且几何中心开设有圆孔，所述圆孔用于所述透镜的透射波前检测通光，多个所述支杆按圆对称方向均匀安装在所述上台面；
24、6个所述侧面板依次首尾连接形成六边形，且每个所述侧面板的上下两端均分别开设有螺孔，所述上台面与下台面的边缘通过螺钉分别与所述侧面板的所述螺孔固定连接。
25、优选的，所述框架还包括：3个筋板；
26、所述3个筋板放置在所述上台面与下台面之间，且3个筋板之间间隔120°，3个筋板的上端面与下端面分别于所述上台面与所述下台面通过所述螺钉连接。
27、优选的，所述软管是由硅胶材质制成，用于利用所述软管自身弹性形变来补偿支点位置误差。
28、第二方面，一种用于大口径光学透镜检测的等力浮动支撑装置的控制方法，包括以下步骤；
29、(1)将透镜放置在支撑结构，使透镜边缘的各个支撑点分别与各个支杆的上端面相接触；
30、(2)启动调压阀向软管充气，软管充气后膨胀将管内气体压力转换为支杆的推力，形成作用在透镜的支撑点上的作用力，实现对透镜的浮动支撑。
31、第三方面，一种用于大口径光学透镜检测的等力浮动支撑装置的控制方法，包括以下步骤；
32、(1)将透镜放置在支撑结构，使透镜边缘的各个支撑点分别与各个支杆的支撑托板相接触；
33、(2)启动调压阀向软管充气，软管充气后膨胀向气浮托架施加推力；
34、(3)气浮托架将受到推力传递至推杆，推杆受到推力推动实现纵向移动，并通过关节接头与推杆关节向摇臂传递推力，使摇臂在摇臂支架绕y轴转动，进而使支撑托板在摇臂绕y轴转动，从而实现对透镜的浮动支撑。
35、本发明所阐述的一种用于大口径光学透镜检测的等力浮动支撑装置，其有益效果在于：
36、(1)等力浮动支撑装置利用调压阀向软管充气，软管在气体连通后各处压力一致原理，使软管对每个支杆输出的支撑力均匀一致，从而保证作用在透镜边缘的各个支撑点离散支撑力均匀一致，消除了透镜边缘的各个支撑点支撑力不一致给每次检测结果带来的影响。
37、(2)等力浮动支撑装置还能够克服透镜边缘的各个离散支点机械位置误差，通过利用软管自身的弹性形变来补偿支点位置误差，仍然能保持各个支点的输出力均匀一致的特性。
1.一种用于大口径光学透镜检测的等力浮动支撑装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的用于大口径光学透镜检测的等力浮动支撑装置，其特征在于，每个所述支杆均包括：
3.根据权利要求2所述的用于大口径光学透镜检测的等力浮动支撑装置，其特征在于，所述摇臂的后端与所述摇臂支架之间通过销轴与轴承实现铰接；所述支撑托板与所述摇臂的前端之间通过所述销轴与所述轴承实现铰接；所述关节接头的一端与所述推杆关节之间通过所述销轴与所述轴承实现铰接。
4.根据权利要求2所述的用于大口径光学透镜检测的等力浮动支撑装置，其特征在于，所述摇臂包括第一段、第二段与第三段，所述第一段、所述第二段与所述第三段位于同一平面，且依次垂直连接；所述第一段的第一端与所述摇臂支架铰接，所述第一段的第二端与所述第二段的第一端固定连接，所述第二段的第二端与所述第三段的第一端固定连接，所述第三段的第二端与所述支撑托板铰接，所述推杆关节上端面与所述第一段的下表面抵接；其中，所述第一段、所述第二段与所述第三段为一体成型结构。
5.根据权利要求2所述的用于大口径光学透镜检测的等力浮动支撑装置，其特征在于，所述气浮托架包括支撑部与叉型部，所述支撑部与所述叉型部固定连接形成叉型结构，所述支撑部与所述推杆的第二端固定连接，所述软管穿过所述叉型部的叉面。
6.根据权利要求1所述的用于大口径光学透镜检测的等力浮动支撑装置，其特征在于，所述框架包括：上台面、下台面与6个侧面板；
7.根据权利要求6所述的用于大口径光学透镜检测的等力浮动支撑装置，其特征在于，所述框架还包括：3个筋板；
8.根据权利要求1所述的用于大口径光学透镜检测的等力浮动支撑装置，其特征在于，所述软管是由硅胶材质制成，用于利用所述软管自身弹性形变来补偿支点位置误差。
9.一种用于大口径光学透镜检测的等力浮动支撑装置的控制方法，其特征在于，包括以下步骤；
10.一种用于大口径光学透镜检测的等力浮动支撑装置的控制方法，其特征在于，包括以下步骤；
