[發(fā)明專利]一種應(yīng)用于空間光學(xué)相機焦面調(diào)整的一體化二維執(zhí)行機構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610058503.3
• 申請日: 2016-01-28
• 公開（公告）號: CN105527690B
• 公開（公告）日: 2017-09-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 賈學(xué)志;張雷;李季;叢杉珊;魏磊;謝玉婷
• 申請（專利權(quán)）人: 長光衛(wèi)星技術(shù)有限公司
• 主分類號: G02B7/04
• 分類號: G02B7/04
• 代理公司: 長春菁華專利商標(biāo)代理事務(wù)所(普通合伙)22210
• 代理人: 張偉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于空間光學(xué)遙感技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種應(yīng)用于空間光學(xué)相機焦面調(diào)整的一體化二維執(zhí)行機構(gòu)。

背景技術(shù)

空間光學(xué)相機在拍照時需要對焦面進(jìn)行二維調(diào)整，即調(diào)焦和調(diào)偏流，主要作用是：在遙感器對目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行拍攝時，通過焦面微量移動和轉(zhuǎn)動實現(xiàn)焦面離焦量補償和高精度像移補償，將目標(biāo)區(qū)域準(zhǔn)確地成像在CCD的感光面上，且占用空間小，質(zhì)量輕，并具有足夠的強度、剛度、良好的自鎖性能及抗冷焊性能。

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)精密機械與物理研究所柴方茂等人發(fā)表于《光電工程》期刊上的焦面二維精密調(diào)整機構(gòu)研究，該調(diào)焦機構(gòu)應(yīng)用于大口徑、長焦距的高分辨力空間光學(xué)遙感器工程項目。如圖1，圖2和圖3所示，該機構(gòu)主要由焦面垂直運動驅(qū)動、焦面旋轉(zhuǎn)運動驅(qū)動和焦面及其支撐結(jié)構(gòu)三部分組成。其中焦面垂直運動驅(qū)動部分包括步進(jìn)電機100、焦面支撐座200、導(dǎo)軌300、調(diào)焦基座400、偏心軸500、編碼器600；焦面旋轉(zhuǎn)運動驅(qū)動部分包括編碼器700、滾珠絲杠800、直線軸承900、步進(jìn)電機1000、調(diào)偏流底座1100；焦面及其支撐結(jié)構(gòu)部分包括焦面及其支撐機構(gòu)1200。在焦面垂直運動的驅(qū)動部分，步進(jìn)電機100與偏心軸500相連接，從而將步進(jìn)電機1000的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)化為偏心軸500徑向的直線運動，編碼器600安裝在偏心軸500的端部，用來檢測和控制運動的精度。結(jié)構(gòu)整體安裝在調(diào)焦基座400上。偏心軸500通過導(dǎo)軌300帶動焦面支撐座200及焦面1200做垂直直線運動，從而實現(xiàn)調(diào)焦的目的。

在焦面旋轉(zhuǎn)運動的驅(qū)動部分，步進(jìn)電機1000與滾珠絲杠800相連接，從而將步進(jìn)電機1000的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)化為沿滾珠絲杠800軸向的直線運動，編碼器700安裝在滾珠絲杠800的端部。整個驅(qū)動部分固定在調(diào)偏流底座1100上。滾珠絲杠800與直線軸承900配合，將直線運動轉(zhuǎn)化為繞光軸方向的轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)偏流的目的。焦面支撐結(jié)構(gòu)1200的核心是一套高精度、高剛度和高強度的滾珠花鍵，它自身能夠?qū)崿F(xiàn)二維運動，從而將焦面垂直運動驅(qū)動結(jié)構(gòu)和焦面旋轉(zhuǎn)運動驅(qū)動結(jié)構(gòu)有機的結(jié)合為一個整體。

該調(diào)焦機構(gòu)的缺點是：剛度不高，承載能力較差且只適合應(yīng)用于小尺寸焦面的空間相機。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服已有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明提出一種可以解決空間光學(xué)遙感器調(diào)焦偏流二維執(zhí)行機構(gòu)的高精度、能自鎖、低重量、高剛度、大負(fù)載問題的，應(yīng)用于空間光學(xué)相機焦面調(diào)整的一體化二維執(zhí)行機構(gòu)。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案具體如下：

一種應(yīng)用于空間光學(xué)相機焦面調(diào)整的一體化二維執(zhí)行機構(gòu)，包括：調(diào)焦單元和調(diào)偏流單元；其中，

調(diào)焦單元包括：偏心軸、步進(jìn)電機、蝸桿、蝸輪、蝸桿箱支座、滑塊座、編碼器支座、調(diào)焦編碼器、調(diào)焦基座和機構(gòu)外框；

調(diào)偏流單元包括：蝸桿、絲杠軸、蝸輪、基座、撥叉、調(diào)偏流編碼器、光軸、螺母和步進(jìn)電機、撥叉座、焦面、調(diào)焦基座；

在調(diào)焦單元中，調(diào)焦編碼器安裝在偏心軸的端部；整個驅(qū)動部分通過蝸桿箱支座、滑塊座、編碼器支座固定在機構(gòu)外框上，機構(gòu)外框與調(diào)焦基座連接；

在調(diào)偏流單元中，調(diào)偏流編碼器安裝在絲杠軸的端部；絲杠軸通過螺紋傳動帶動螺母在絲杠軸上平移；螺母上平行與絲杠軸安裝一光軸；驅(qū)動結(jié)構(gòu)的整體通過基座與調(diào)焦基座連接；螺母上安裝撥叉，螺母的平移帶動撥叉的移動，撥叉外連接撥叉座，撥叉座與焦面連接。

在上述技術(shù)方案中，在調(diào)焦單元中，步進(jìn)電機與蝸桿相連接，蝸桿與蝸輪嚙合傳動，蝸輪與偏心軸配合，將步進(jìn)電機的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)化為沿偏心軸徑向的直線運動。

在上述技術(shù)方案中，在調(diào)偏流單元中，步進(jìn)電機與蝸桿相連接，蝸桿與蝸輪嚙合傳動，蝸輪與絲桿軸配合，將步進(jìn)電機的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)化為絲杠軸的轉(zhuǎn)動。

在上述技術(shù)方案中，步進(jìn)電機為軍品級四相步進(jìn)電機。

本發(fā)明具有以下的有益效果：

本發(fā)明的應(yīng)用于空間光學(xué)相機焦面調(diào)整的一體化二維執(zhí)行機構(gòu)與之前的技術(shù)相比，解決了結(jié)構(gòu)剛度低、承載能力差的問題，并且適合應(yīng)用于大尺寸焦平面空間相機中，為獲得高質(zhì)量的圖像提供了技術(shù)保障。

本發(fā)明的應(yīng)用于空間光學(xué)相機焦面調(diào)整的一體化二維執(zhí)行機構(gòu)，調(diào)焦單元和調(diào)偏流單元成為了一個整體，結(jié)構(gòu)更緊湊，占用空間更小，定位精度高，易于裝調(diào)。

本發(fā)明的應(yīng)用于空間光學(xué)相機焦面調(diào)整的一體化二維執(zhí)行機構(gòu)，促進(jìn)了光學(xué)遙感器的一體化發(fā)展，為實現(xiàn)航天產(chǎn)品向一體化方向發(fā)展提供技術(shù)支持。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。