應(yīng)用于空間光學(xué)遙感器的高精度調(diào)焦機構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及應(yīng)用于空間光學(xué)遙感器的高精度調(diào)焦機構(gòu)，屬于空間遙感技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]空間光學(xué)遙感器在隨火箭發(fā)射過程中會經(jīng)受沖擊、振動和過載等復(fù)雜的力學(xué)環(huán)境和空間溫度的變化，由于環(huán)境的變化，會使相機的焦平面產(chǎn)生不同程度偏移，為保證空間遙感器在復(fù)雜環(huán)境條件下的成像質(zhì)量，需要對空間遙感器像面的變化加以校正，調(diào)節(jié)反射鏡的位置剛好可以解決此問題。
[0003]與本發(fā)明最為接近的已有技術(shù)是中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機械與物理研宄所賈學(xué)志等人在公開號CN102436055A所公開的一種應(yīng)用于空間光學(xué)遙感器的高精度輕小型調(diào)焦機構(gòu)，如圖1、圖2和圖3所示，該調(diào)焦機構(gòu)由驅(qū)動部分、連接部分和執(zhí)行部分組成。其中驅(qū)動部分包括步進電機1、蝸輪副2、絲杠軸3、絲母4、編碼器8、軸承座21、第二直線軸承20、直線軸承滑軌19、聯(lián)軸器17和角接觸球軸承22 ;連接部分包括第一銷軸5、連桿6和第二銷軸7 ;執(zhí)行部分包括磁銅9、霍爾元件10、調(diào)焦基座11、調(diào)焦鏡滑座12、柔性部件13、調(diào)焦鏡14、第一直線軸承15和滑桿16。在驅(qū)動部分中，步進電機I輸出軸通過聯(lián)軸節(jié)17與蝸輪副2中的蝸桿連接，通過蝸輪副中蝸輪與蝸桿的嚙合帶動與蝸輪同軸的絲杠軸3轉(zhuǎn)動；絲杠軸3的兩端通過一對角接觸球軸承22安裝在調(diào)焦基座11上，絲杠軸3與絲母4通過螺紋配合，絲杠軸3轉(zhuǎn)動時通過螺紋傳動帶動絲母4沿絲杠軸3的軸向平動，絲母4底部留有螺紋孔，軸承座21通過螺紋孔用螺釘安裝在絲母4的底部，第二直線軸承20依靠自身的法蘭固定在軸承座21上，滑桿19穿過第二直線軸承20中心的圓孔，兩端與調(diào)焦基座11通過螺釘固定。編碼器8固定于調(diào)焦基座11的左端，編碼器8的輸入軸與絲杠軸3的左端同軸連接；在執(zhí)行部分中，調(diào)焦鏡14中部的芯軸通過光學(xué)環(huán)氧膠粘接到柔性部件13中心的圓孔內(nèi)，柔性部件13通過螺釘固定在調(diào)焦鏡滑座12的中部，調(diào)焦鏡滑座12兩端各留有一個圓孔，每個圓孔內(nèi)部裝配有一個第一直線軸承15，兩個第一直線軸承15分別通過自身的法蘭固定到調(diào)焦鏡滑座12上，兩個滑桿16通過過盈配合分別裝配到兩個第一直線軸承15上，通過滑桿16的限位使調(diào)焦鏡滑座12在滑桿16的軸向自由滑動，兩個滑桿16前端帶有法蘭盤，通過螺釘固定在調(diào)焦基座11的前端；磁銅9安裝在調(diào)焦鏡滑座12的右端，兩個霍爾元件10對稱分布在磁銅9兩邊并且固定在調(diào)焦基座11上，三者共同起到電限位的作用，防止調(diào)焦鏡滑座12與調(diào)焦基座11碰撞使機構(gòu)卡死。在連接部分中，第一銷軸5通過螺釘固定在絲母4的前端，第二銷軸7也通過螺釘固定在調(diào)焦鏡滑座12的背部，第一銷軸5和第二銷軸?分別與連桿6的兩個預(yù)留孔通過間隙配合連接，間隙量優(yōu)于0.003_。連桿6與第一銷軸5和第二銷軸7之間采用過盈配合裝配，既減小了連桿6與第一銷軸5和第二銷軸7之間的空回問題，又防止了在空間真空低溫環(huán)境中連桿6與第一銷軸5和第二銷軸7的冷焊問題。驅(qū)動部分通過絲母4前端的預(yù)留孔與連接部分中的第一銷軸5通過過盈配合連接，并通過螺釘固定；連接部分中的第二銷軸7也通過過盈配合固定在執(zhí)行部分中的調(diào)焦鏡滑座12背部的預(yù)留孔內(nèi)，也通過螺釘固定，這樣，驅(qū)動部分和執(zhí)行部分通過連接部分形成了一個整體結(jié)構(gòu)。該調(diào)焦機構(gòu)提出連桿-雙滑塊機構(gòu)，步進電機通過蝸輪副帶動絲杠軸，使連接在絲杠絲母上的連桿擺動，進而帶動調(diào)焦反射鏡組件沿直線導(dǎo)軌軸向往復(fù)運動，從而達到調(diào)焦的目的。
[0004]該高精度輕小型調(diào)焦機構(gòu)的缺點是:該調(diào)焦機構(gòu)采用連桿機構(gòu)作為連接部分，機構(gòu)復(fù)雜，調(diào)焦量非線性，增加了調(diào)焦控制及裝配難度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明為解決調(diào)焦機構(gòu)復(fù)雜，調(diào)焦量非線性，降低調(diào)焦控制及裝配難度，提供了一種應(yīng)用于空間光學(xué)遙感器的高精度調(diào)焦機構(gòu)。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
[0007]應(yīng)用于空間光學(xué)遙感器的高精度調(diào)焦機構(gòu)，其包括:驅(qū)動部分和執(zhí)行部分；其中，驅(qū)動部分包括:電機、第一聯(lián)軸器、第一軸承和蝸桿；執(zhí)行機構(gòu)包括:編碼器、第二聯(lián)軸器、軸承座、第二軸承、第三軸承、蝸輪、霍爾元件、磁鋼、絲杠、異形螺母、螺釘、直線軸承座、直線軸承、滑軸、轉(zhuǎn)接座、調(diào)焦鏡組件、直線導(dǎo)軌副和調(diào)焦底座；
[0008]電機的輸出軸與蝸桿的輸入軸通過第一聯(lián)軸器固定連接，蝸桿兩端通過第一軸承固定連接在調(diào)焦底座上，蝸桿與蝸桿軸采用一體式結(jié)構(gòu)，電機帶動蝸桿軸轉(zhuǎn)動，通過蝸輪蝸桿副實現(xiàn)將驅(qū)動部分的運動傳遞到執(zhí)行部分；
[0009]執(zhí)行部分中蝸輪與絲杠之間固定連接，絲杠兩端通過第二軸承、絲杠中間且位于蝸輪左端通過第三軸承與調(diào)焦底座固定連接，異形螺母與絲杠組成絲杠異形螺母副，異形螺母與轉(zhuǎn)接座固定連接，轉(zhuǎn)接座與調(diào)焦鏡組件固定連接，蝸輪的轉(zhuǎn)動帶動絲杠軸的轉(zhuǎn)動，絲杠異形螺母副將絲杠的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)化為異形螺母的水平移動，帶動調(diào)焦鏡組件實現(xiàn)水平移動；
[0010]編碼器的輸入軸與絲杠的右端通過第二聯(lián)軸器固定連接，對絲杠軸的轉(zhuǎn)動進行測試和反饋；
[0011]異形螺母與直線軸承座固定連接，通過直線軸承在滑軌上的移動提高異形螺母在水平移動的直線度，進而提高調(diào)焦鏡組件水平移動的直線度，轉(zhuǎn)接座與直線導(dǎo)軌副的滑塊固定連接，通過滑塊在直線導(dǎo)軌上的水平移動提高調(diào)焦鏡組件水平移動的直線度，異形螺母上固定有兩個霍爾元件，磁鋼固定在調(diào)焦底座上，霍爾元件與磁鋼共同作用實現(xiàn)電限位。
[0012]異形螺母包括異形螺母間隙槽、異形螺母凸耳及異形螺母底面，異形螺母間隙槽通過螺釘壓緊調(diào)整間隙槽的間隙，消除絲杠與異形螺母之間的間隙和空回；異形螺母凸耳與轉(zhuǎn)接座固定連接；異形螺母底面與直線軸承座固定連接。
[0013]本發(fā)明的積極效果:所述的高精度調(diào)焦機構(gòu)采用蝸輪蝸桿副和絲杠螺母副實現(xiàn)傳動關(guān)系，由螺母直接帶動調(diào)焦鏡組件水平移動，具有調(diào)焦精度高，能夠線性的控制調(diào)焦量，能自鎖，無空回，結(jié)構(gòu)簡單，體積小，重量輕，易加工裝配的優(yōu)點，解決了以往的調(diào)焦機構(gòu)調(diào)焦精度高與調(diào)焦機構(gòu)復(fù)雜之間的矛盾。
【附圖說明】
[0014]圖1是已有技術(shù)空間遙感器高精度輕小型調(diào)焦機構(gòu)總體結(jié)構(gòu)主視示意圖。
[0015]圖2是圖1的右向剖視示意圖。
[0016]圖3是本發(fā)明應(yīng)用于空間光學(xué)遙感器的高精度調(diào)焦機構(gòu)的示意圖。
[0017]圖4是圖3中A-A剖視示意圖。
[0018]圖5是圖3中B-B剖視示意圖。
[0019]圖6是本發(fā)明中所述異形螺母的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖7是圖6中C-C剖視示意圖。
【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步詳細(xì)說明。
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