一種長(zhǎng)焦距前置望遠(yuǎn)系統(tǒng)技術(shù)方案

本實(shí)用新型專利技術(shù)涉及一種長(zhǎng)焦距前置望遠(yuǎn)系統(tǒng)，包括主鏡組件、次鏡組件、連接主鏡組件和次鏡組件的連接筒、安裝在次鏡組件、主次鏡修切墊以及調(diào)焦機(jī)構(gòu)；次鏡組件包括次鏡筒、安裝在次鏡筒內(nèi)的次鏡、安裝在次鏡筒和連接筒之間的次鏡架；次鏡筒朝向主鏡組件的一端安裝次鏡遮光罩；其改進(jìn)之處是：調(diào)焦機(jī)構(gòu)包括加熱片、調(diào)焦隔圈、彈墊以及大螺母；大螺母通過彈墊壓裝在次鏡筒遠(yuǎn)離主鏡組件的一端，加熱片貼覆在大螺母上；彈墊在外力壓縮下產(chǎn)生形變位移；次鏡筒和次鏡架之間安裝調(diào)焦隔圈；調(diào)焦隔圈加熱后膨脹變形。本實(shí)用新型專利技術(shù)通過的加熱片配合彈墊和調(diào)焦隔圈形成的溫控方式進(jìn)行望遠(yuǎn)系統(tǒng)的調(diào)焦工作，不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕、成本低、可靠性高。

Long focal length telescope system

The utility model relates to a telephoto pre telescope system, including the primary mirror assembly and secondary mirror assembly, connecting tube, installed in the secondary mirror assembly, the primary and secondary mirror trimming pad and the focusing mechanism of primary mirror assembly and secondary mirror assembly; the secondary mirror assembly includes a lens barrel, once installed in the first drawtube, secondary mirror installation in the second time frame tube and connecting tube between the end of a barrel; toward the mirror assembly of secondary mirror baffle; the improvement is that the focusing mechanism comprises a heating plate, a spacer ring, focusing elastic pad and the nut; at one end of the nut through the elastic pad pressing in the barrel far away from the primary mirror assembly, heating plate is pasted in the nut; elastic pad deformation displacement in the compression force; between the barrel and time frame installation focusing ring; focusing ring after heating expansion deformation. The utility model has the advantages of simple structure, light weight, low cost and high reliability, and the utility model has the advantages of simple structure, light weight, low cost, and low cost.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)屬于空間光學(xué)遙感
，具體涉及一種長(zhǎng)焦距前置望遠(yuǎn)系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
隨著空間地元分辨率越來越高，對(duì)前置望遠(yuǎn)系統(tǒng)來說焦距越來越長(zhǎng)，同時(shí)對(duì)像面位置要求也越來越高，當(dāng)環(huán)境因素如力學(xué)或者溫度變化導(dǎo)致像面位置和探測(cè)器位置之間發(fā)生相對(duì)移動(dòng)，則整個(gè)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)將會(huì)下降，從而導(dǎo)致系統(tǒng)像質(zhì)下降，因此必須引入調(diào)焦機(jī)構(gòu)來補(bǔ)償光學(xué)系統(tǒng)的離焦量。對(duì)于一個(gè)成像系統(tǒng)來說，可以通過移動(dòng)探測(cè)器的位置，或者增加調(diào)焦鏡組來改變焦距，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)焦。對(duì)于長(zhǎng)焦距的望遠(yuǎn)系統(tǒng)來說，采用反射式光學(xué)系統(tǒng)，如R-C系統(tǒng)，可以減小體積和重量，其中調(diào)節(jié)主鏡和次鏡間隔可以精確控制像面位置變化，從而達(dá)到調(diào)焦的目的。傳統(tǒng)的調(diào)焦方式一般通過凸輪、絲杠螺母和蝸輪蝸桿等方式，這種調(diào)焦方式共同的特點(diǎn)是都需要一個(gè)步進(jìn)電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)元件，一旦電機(jī)出現(xiàn)問題，就會(huì)影響調(diào)焦機(jī)構(gòu)的正常工作。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
為了解決
技術(shù)介紹
中的問題，本技術(shù)設(shè)計(jì)了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，只需通過控制次鏡組件的溫度來調(diào)節(jié)主鏡和次鏡的間隔達(dá)到系統(tǒng)的調(diào)焦要求的長(zhǎng)焦距前置望遠(yuǎn)系統(tǒng)。本技術(shù)的溫控調(diào)焦原理是：當(dāng)要求主次鏡間隔減小時(shí)，可對(duì)次鏡組件進(jìn)行局部升溫，硬鋁合金材料的調(diào)焦隔圈受熱膨脹，彈墊被壓縮，從而使得次鏡沿著軸向朝主鏡方向平移，主次鏡間隔減小。當(dāng)要求主次鏡間隔增大時(shí)，取消溫控，由于空間環(huán)境的冷空間，調(diào)焦隔圈收縮，彈墊的彈力使得次鏡組件沿著軸向朝遠(yuǎn)離主鏡方向平移，主次鏡間隔增大。通過冷空間和加熱片的相互調(diào)節(jié)，可保證主次鏡間隔回到理想狀態(tài)。本技術(shù)的具體技術(shù)方案是：本技術(shù)提供了一種長(zhǎng)焦距前置望遠(yuǎn)系統(tǒng)，包括主鏡組件、次鏡組件、連接主鏡組件和次鏡組件的連接筒、安裝在次鏡組件和連接連接筒連接點(diǎn)的主次鏡修切墊以及用于調(diào)節(jié)主鏡組件中主鏡和次鏡組件中次鏡之間間距的調(diào)焦機(jī)構(gòu)；次鏡組件包括次鏡筒、安裝在次鏡筒內(nèi)的次鏡、安裝在次鏡筒和連接筒之間的次鏡架；次鏡筒朝向主鏡組件的一端安裝次鏡遮光罩；其改進(jìn)之處是：所述調(diào)焦機(jī)構(gòu)包括加熱片、調(diào)焦隔圈、彈墊以及大螺母；大螺母通過彈墊壓裝在次鏡筒遠(yuǎn)離主鏡組件的一端，加熱片貼覆在大螺母上；所述彈墊在外力壓縮下產(chǎn)生形變位移；次鏡筒和次鏡架之間安裝調(diào)焦隔圈；所述調(diào)焦隔圈加熱后膨脹變形。根據(jù)多次試驗(yàn)仿真，本技術(shù)設(shè)計(jì)出了一種優(yōu)化的彈墊結(jié)構(gòu)，具體結(jié)構(gòu)是，彈墊為圓環(huán)形，彈墊在厚度方向上依次開設(shè)有兩組溝槽將彈墊分為三層；其中，靠近次鏡筒的溝槽組包括沿圓周方向分布在彈墊上的三個(gè)第一圓弧形溝槽；遠(yuǎn)離次鏡筒的溝槽組包括沿圓周方向分布在彈墊上的三個(gè)第二圓弧形溝槽；三個(gè)第一圓弧形溝槽和三個(gè)第二圓弧形溝槽交錯(cuò)布置；彈墊與次鏡筒接觸的端面上還沿圓周方向均勻設(shè)置有三個(gè)凸起。進(jìn)一步的說：第一圓弧形溝槽的周長(zhǎng)為彈墊周長(zhǎng)的1/12；第二圓弧形溝槽的周長(zhǎng)為彈墊周長(zhǎng)的1/6。為了確保隔熱效果，本技術(shù)的主次鏡修切墊采用鈦合金材料制成，而不是現(xiàn)有技術(shù)的鋁合金或其他材料。上述系統(tǒng)還包括貼覆在大螺母上的測(cè)溫電阻。為了確保整個(gè)溫控調(diào)焦過程中，系統(tǒng)的軸向產(chǎn)生平移的同時(shí)徑向不產(chǎn)生移動(dòng)，上述彈墊的內(nèi)壁與大螺母外壁之間保持間隙，間隙為0.1mm；調(diào)焦墊圈調(diào)焦隔圈的內(nèi)壁與次鏡筒外壁之間保持間隙，間隙為0.1mm；為了防止次鏡組件在做軸向平移時(shí)，發(fā)生傾斜擺動(dòng)，上述次鏡筒與次鏡架為間隙配合，間隙為0.015mm；上述彈墊采用鈹青銅材料加工成型；上述調(diào)焦隔圈采用硬鋁合金材料加工成型；上述凸起的面積占彈墊與次鏡筒接觸的端面面積的1/36。本技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于：1、本技術(shù)通過的加熱片配合彈墊和調(diào)焦隔圈的結(jié)構(gòu)形成一種溫控方式進(jìn)行望遠(yuǎn)系統(tǒng)的調(diào)焦工作，不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕、成本低、可靠性高。2、本技術(shù)的溫控方式只需要在次鏡處進(jìn)行局部加熱，在次鏡架和連接筒的連接位置的主次鏡修切墊采用鈦合金材料制成，避免了熱量傳遞，起到隔熱的作用。3、本技術(shù)的彈墊與大螺母之間、調(diào)焦隔圈與次鏡筒之間以及次鏡組件次鏡座與次鏡架之間均為間隙配合，不僅保證了系統(tǒng)的軸向產(chǎn)生平移的同時(shí)徑向不產(chǎn)生移動(dòng)，而且能夠放置次鏡組件不發(fā)生擺動(dòng)，大大提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。附圖說明圖1為本技術(shù)的結(jié)構(gòu)剖視圖；圖2為圖1中處的局部放大圖；圖3為次鏡組件剖視圖；圖4為圖3中Ⅱ處的局部放大圖；圖5為圖3中Ⅲ處的局部放大圖；圖6為圖3中Ⅳ處的局部放大圖；圖7為彈墊的三維圖；圖8為彈墊剖視圖；圖9為圖8中N向視圖；圖10為圖8中K-K剖面圖；圖11為圖8中M-M剖面圖。其中，1-主鏡組件；2-次鏡組件；3-連接筒；4-主次鏡修切墊；5-主鏡；6-次鏡；7-次鏡架；8-次鏡筒；9-次鏡壓圈；10-次鏡金屬墊；11-次鏡橡皮墊；12-次鏡遮光罩；13-彈墊；14-大螺母；15-調(diào)焦隔圈；16-加熱片；17-測(cè)溫電阻；19-第一圓弧形凹槽；20-第二圓弧形凹槽；21-凸起。具體實(shí)施方式本技術(shù)為了解決傳統(tǒng)前置望遠(yuǎn)系統(tǒng)的機(jī)械調(diào)焦結(jié)構(gòu)由于步進(jìn)電機(jī)出現(xiàn)問題，導(dǎo)致整個(gè)調(diào)焦機(jī)構(gòu)無法正常工作的問題，提出了一種長(zhǎng)焦距前置望遠(yuǎn)系統(tǒng)。如圖1所示，該系統(tǒng)包括主鏡組件1、次鏡組件2、連接兩個(gè)組件的連接筒3(4J32材料)、安裝在次鏡組件2和連接筒3連接點(diǎn)的主次鏡修切墊4以及用于調(diào)節(jié)主鏡組件1中主鏡5和次鏡組件2中次鏡6之間間距的調(diào)焦機(jī)構(gòu)。其中，與傳統(tǒng)系統(tǒng)相比，本技術(shù)的主鏡組件1以及連接筒3和傳統(tǒng)的望遠(yuǎn)系統(tǒng)相同；次鏡組件2以及調(diào)焦機(jī)構(gòu)發(fā)生了變化，具體結(jié)構(gòu)如圖2-6所示：次鏡組件2包括4J32材料的次鏡架7、4J32材料的次鏡筒8、微晶玻璃材料的次鏡6，硬鋁合金材料的次鏡壓圈9、黃銅材料的次鏡金屬墊10、XM-32材料的次鏡橡皮墊11、硬鋁合金材料的次鏡遮光罩12；調(diào)焦機(jī)構(gòu)包括鈹青銅材料的彈墊13、硬鋁合金材料的大螺母14、硬鋁合金材料的調(diào)焦隔圈15、加熱片16以及測(cè)溫電阻17。具體結(jié)構(gòu)是：次鏡6安裝在次鏡筒8內(nèi)、次鏡架7將次鏡筒8和連接筒3進(jìn)行連接；次鏡筒8朝向主鏡組件1的一端安裝次鏡遮光罩12；大螺母14上套裝壓縮后產(chǎn)生形變的彈墊13；大螺母14通過彈墊13壓裝在次鏡筒8遠(yuǎn)離主鏡組件1的一端，加熱片16以及測(cè)溫電阻17貼覆在大螺母14上；次鏡筒8與次鏡架7之間安裝調(diào)焦隔圈15；調(diào)焦隔圈15加熱后膨脹變形。經(jīng)過多次試驗(yàn)仿真，彈墊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成以下機(jī)構(gòu)最為合理，調(diào)焦精度更為容易控制，具體如圖8、9、10、11所示：彈墊13為圓環(huán)形，彈墊在厚度方向上依次開設(shè)有兩組溝槽將彈墊分為三層；其中，靠近次鏡筒8的溝槽組包括沿圓周方向分布在彈墊上的三個(gè)第一圓弧形溝槽19；遠(yuǎn)離次鏡筒8的溝槽組包括沿圓周方向分布在彈墊上的三個(gè)第二圓弧形溝槽20；三個(gè)第一溝圓弧形槽19和三個(gè)第二圓弧形溝槽20交錯(cuò)布置；彈墊13與次鏡筒8接觸的端面上還沿圓周方向均勻設(shè)置有三個(gè)凸起21。進(jìn)一步的優(yōu)化措施是：第一圓弧形溝槽19的周長(zhǎng)為彈墊周長(zhǎng)的1/12；第二圓弧形溝槽20的周長(zhǎng)為彈墊周長(zhǎng)的1/6。裝配時(shí)，旋轉(zhuǎn)大螺母壓緊彈墊，彈墊壓縮產(chǎn)生形變，由于凸起21的作用，靠近次鏡筒端面的第二圓弧形溝槽20完全消除，由于彈墊13自身的彈力，次鏡組件2被完全固定，而遠(yuǎn)離次鏡筒8的第一圓弧形溝槽19未消除，該裝配方式并未帶來應(yīng)力，也未影響次鏡的面形。為進(jìn)一步的滿足局部溫控調(diào)焦的要求，本專利創(chuàng)新技術(shù)了四種技術(shù)手段來滿足要求。1、次鏡組件和連接筒之間設(shè)本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種長(zhǎng)焦距前置望遠(yuǎn)系統(tǒng)，包括主鏡組件、次鏡組件、連接主鏡組件和次鏡組件的連接筒、安裝在次鏡組件和連接連接筒連接點(diǎn)的主次鏡修切墊以及用于調(diào)節(jié)主鏡組件中主鏡和次鏡組件中次鏡之間間距的調(diào)焦機(jī)構(gòu)；次鏡組件包括次鏡筒、安裝在次鏡筒內(nèi)的次鏡、安裝在次鏡筒和連接筒之間的次鏡架；次鏡筒朝向主鏡組件的一端安裝次鏡遮光罩；其特征在于：所述調(diào)焦機(jī)構(gòu)包括加熱片、調(diào)焦隔圈、彈墊以及大螺母；大螺母通過彈墊壓裝在次鏡筒遠(yuǎn)離主鏡組件的一端，加熱片貼覆在大螺母上；所述彈墊在外力壓縮下產(chǎn)生形變位移；次鏡筒和次鏡架之間安裝調(diào)焦隔圈；所述調(diào)焦隔圈加熱后膨脹變形。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種長(zhǎng)焦距前置望遠(yuǎn)系統(tǒng)，包括主鏡組件、次鏡組件、連接主鏡組件和次鏡組件的連接筒、安裝在次鏡組件和連接連接筒連接點(diǎn)的主次鏡修切墊以及用于調(diào)節(jié)主鏡組件中主鏡和次鏡組件中次鏡之間間距的調(diào)焦機(jī)構(gòu)；次鏡組件包括次鏡筒、安裝在次鏡筒內(nèi)的次鏡、安裝在次鏡筒和連接筒之間的次鏡架；次鏡筒朝向主鏡組件的一端安裝次鏡遮光罩；其特征在于：所述調(diào)焦機(jī)構(gòu)包括加熱片、調(diào)焦隔圈、彈墊以及大螺母；大螺母通過彈墊壓裝在次鏡筒遠(yuǎn)離主鏡組件的一端，加熱片貼覆在大螺母上；所述彈墊在外力壓縮下產(chǎn)生形變位移；次鏡筒和次鏡架之間安裝調(diào)焦隔圈；所述調(diào)焦隔圈加熱后膨脹變形。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的長(zhǎng)焦距前置望遠(yuǎn)系統(tǒng)，其特征在于：所述彈墊為圓環(huán)形，彈墊在厚度方向上依次開設(shè)有兩組溝槽將彈墊分為三層；其中，靠近次鏡筒的溝槽組包括沿圓周方向分布在彈墊上的三個(gè)第一圓弧形溝槽；遠(yuǎn)離次鏡筒的溝槽組包括沿圓周方向分布在彈墊上的三個(gè)第二圓弧形溝槽；三個(gè)第一溝圓弧形槽和三個(gè)第二圓弧形溝槽交錯(cuò)布...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：孫劍，李立英，胡炳樑，白清蘭，馮玉濤，武俊強(qiáng)，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中國(guó)科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所，
類型：新型
國(guó)別省市：陜西;61