[發明專利]一種適用于大跨度、大負載的調焦機構

有效

• 申請號: 201711391346.9
• 申請日: 2017-12-20
• 公開（公告）號: CN108562990B
• 公開（公告）日: 2020-08-14
• 發明（設計）人: 范俊杰;蔡偉軍;李富強;李慶林;常君磊;丁世濤;張鳳芹;鄭君;張孝弘;康少英
• 申請（專利權）人: 北京空間機電研究所
• 主分類號: G02B7/04
• 分類號: G02B7/04
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 張歡

本發明提出一種適用于大跨度、大負載的調焦機構，該機構采用雙路電機同時驅動，包括兩套調焦組件，基座，第一導軌及第三導軌。每套調焦機構包括調焦基座，滑動平臺，第二導軌，齒輪組，電機，滾珠絲杠，編碼器，軸承。通過滑動平臺把電機水平直線運動轉化為基座的垂直直線運動，通過過約束的第三導軌保證機構的力學性能，通過閉環控制保證兩個電機驅動同步性，避免結構因不同步而卡死，進而保證基座的平穩移動。

技術領域

本發明涉及空間光學遙感器技術領域，涉及一種調焦機構。

背景技術

目前，研制高分辨率大寬幅光學遙感器系統成為一種迫切需求。在商業及民用領域，高分辨率大寬幅的光學遙感圖像數據可以完成對目標的精確定位，為我國國防和軍隊信息化建設、國民經濟發展提供穩定、及時、可靠的基礎地理信息。

傳統的調焦機構通常由絲杠絲母或凸輪機構將電機的回轉運動轉換為直線運動，然后再通過一系列的減速機構實現精確調焦。凸輪機構的結構比較簡單，抗沖擊能力強，適宜用作重載機構的運動方向轉換，但凸輪曲線的加工要求較高，且凸輪機構和其減速機構的空間要求也較大。絲杠螺母機構的結構簡單，運動靈活，但是其驅動力矩不足，抗沖擊能力差。

相比傳統的短線陣焦面，隨著線陣的增加，焦面重量和體積會增加1～2倍，同時調焦可利用的空間相比原來減少很多，而其自身空間占用大，優化比較困難。因此傳統的調焦系統在驅動力和空間方面都無法滿足現有的長跨度、大負載調焦機構設計需求。

發明內容

本發明的技術解決問題是：克服現有技術的不足，本發明提供了一種適用于大跨度、大負載的調焦機構，驅動力大，調焦精度高，而且占用空間和結構重量大幅減小。

本發明的技術解決方案是：一種適用于大跨度、大負載的調焦機構，包括：兩套調焦組件，基座，第一導軌及第三導軌；兩套調焦組件分別通過斜置的第一導軌與基座連接，豎直安裝的第三導軌安裝在調焦組件與基座之間；基座通過調焦組件的驅動，沿第一導軌、第三導軌實現上下運動。

每套調焦組件包括調焦基座，滑動平臺，第二導軌，齒輪組，電機，滾珠絲杠，編碼器，軸承；第二導軌對稱安裝在調焦基座兩側，滑動平臺安裝在第二導軌上，滑動平臺通過底面兩側的第二導軌做直線運動，第一導軌安裝在滑動平臺上；電機安裝在調焦基座的內腔，滾珠絲杠兩端通過安裝在調焦基座上的軸承安裝在調焦基座內腔，滾珠絲杠的耳片與滑動平臺相連；齒輪組安裝在電機伸出軸及滾珠絲杠一端，電機通過齒輪組驅動滾珠絲杠轉動，帶動滑動平臺；編碼器通過編碼器上的抱死裝置安裝在滾珠絲杠的另一端。

所述的滑動平臺為一體結構，包括底部平臺、楔形支撐塊，楔形支撐塊位于底部平臺兩側，楔形支撐塊的傾斜角度為°，第一導軌分別安裝在楔形支撐塊上，將基座的水平運動轉化為垂直運動。

所述的齒輪組包括第一齒輪、第二齒輪、第三齒輪，第一齒輪安裝在電機伸出軸端部，與安裝在調焦基座上的第二齒輪嚙合；第三齒輪安裝在滾珠絲杠端部，與第二齒輪嚙合。

所述的電機為步進電機。

所述第三導軌豎直安裝在基座和調焦基座之間，基座沿第三導軌上下運動。

本發明與現有技術相比有益效果為：

(1)本發明調焦機構采用了兩組調焦組件，克服了傳統調焦機構驅動力不足的問題，驅動能力大，能在地面裝調階段推動大跨度，重焦面、保證發射段可靠的鎖緊力矩。

(2)本發明調焦機構采用了兩組滑動平臺的結構形式，滑動平臺采用一定角度的楔形結構，通過計算公式推導得出，楔形角度越大，需要的驅動力矩越大，楔形角度越小，絲杠需要的行程越長，因此居中取楔形角度為30度。通過兩側的楔形結構可以實現電機的回轉轉化為基座的垂直直線運動，克服了傳動調焦機構占用空間大的問題；