[發明專利]一種光學部件精密調焦裝置

有效

• 申請號: 202010889229.0
• 申請日: 2020-08-28
• 公開（公告）號: CN112099185B
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發明（設計）人: 武永見;王長杰;朱永紅;孫立;宋志清;楊居奎
• 申請（專利權）人: 北京空間機電研究所
• 主分類號: G02B7/185
• 分類號: G02B7/185;G02B7/198
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 徐曉艷

本發明涉及一種光學部件精密調焦裝置，該發明打破傳統調焦裝置與負載之間的明確裝配界面，負載支撐背板在提供被調整光學部件高穩定支撐的同時，其上分布的接口同時與高精度的調焦裝置連接，調焦裝置與被調節的光學部件都圍繞負載支撐背板進行設計布局，負載支撐背板既是被調節光學部件的支撐結構，又是調焦裝置和負載的公共接口，通過一體化設計和安裝，既確保了反射鏡高精度的面型精度(1g重力作用下的反射鏡面型RMS影響小于1/100)，又避免了現有技術采用的調焦裝置和負載分別設計、分別提供安裝界面導致的重量和尺寸增加。

技術領域

本發明屬于航天光學遙感器技術領域，涉及一種應用于空間相機的輕小型大負載精密調焦裝置。

背景技術

空間相機在發射過程中的力學振動以及入軌后的溫度環境、重力環境發生變化往往會造成光學系統離焦，影響成像質量。通過調焦裝置進行在軌補償成為當前最常用的技術手段。隨著對空間相機地面分辨率需求的不斷提高，空間相機的口徑以及各光學部件重量不可避免的逐漸增大。因此設計一款輕小而且具有較大承載能力的調焦裝置對于實現空間相機整體最優化設計具有重要意義。

目前國內外空間相機普遍配備有調焦裝置，常用的調焦方式包括焦面調焦、反射鏡調焦以及鏡頭調焦。但是當前空間相機調焦裝置普遍存在以下問題：將調焦裝置與負載作為兩個部組件分開進行設計和研制，部組件分別追求各自性能的局部最優，造成負載和調焦裝置整體的重量大、尺寸大、抗力學性能差。

發明內容

本發明解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提供了一種光學部件精密調焦裝置，在實現高精度、平滑、穩定的直線調整功能，滿足光學系統對調焦精度要求的同時，有效降低了調焦裝置的尺寸和重量。

本發明解決技術的方案是：一種光學部件精密調焦裝置，該裝置包括調焦裝置對外轉接板、第一直線導軌組件、第二直線導軌組件、負載支撐背板、調焦機構支座、滾珠絲杠副組件；滾珠絲杠副組件包括由絲杠、絲杠螺母組成；第一直線導軌組件、第二直線導軌組件結構相同，均由導軌滑塊、直線導軌組成和直線導軌轉接組成；

調焦裝置對外轉接板中間設有一通孔，調焦機構支座正面中部，沿著垂直于調焦機構支座方向一體化加工有一個支撐軸，該支撐軸穿過調焦裝置對外轉接板中間的通孔與被調整光學部件固定連接；在調焦機構支座的背面支撐軸相對的位置上方，調焦機構支座分別與第一直線導軌組件、第二直線導軌組件的直線導軌固定連接，第一直線導軌組件、第二直線導軌組件的導軌滑塊通過直線導軌轉接與調焦裝置對外轉接板固定連接；在調焦機構支座的背面支撐軸相對的位置下方，絲杠螺母固定安裝在調焦機構支座，絲杠穿過杠螺母和調焦機構支座，絲杠的兩端通過角接觸軸承安裝上調焦機構支座，調焦機構支座固定安裝調焦裝置對外轉接板上；第一直線導軌組件的軸線、第二直線導軌組件的軸線、滾珠絲杠副組件的軸線三軸相互平行；

絲杠在外力的驅動下作連續旋轉運動，滾珠絲杠副組件實現運動形式轉換，將旋轉運動轉換為絲杠螺母和負載支撐背板的水平移動，第一直線導軌組件、第二直線導軌組件用于約束負載支撐背板運動中的傾斜和俯仰偏差，負載支撐背板上的一體化支撐軸帶動被調節光學部件與之共同沿著直線導軌軸線方向高精度移動。

所述第一直線導軌組件的軸線、第二直線導軌組件的軸線、滾珠絲杠副組件的軸線三軸的平行度優于0.01。

所述絲杠由電機組件驅動，電機組件包括電機、電機-電位計支架、電機-電位計支架墊片、大齒輪、小齒輪；

電機-電位計支架墊片固定安裝在調焦機構支座上；電機-電位計支架固定安裝在電機-電位計支架墊片上；電機通過螺釘安裝于電機-電位計支架上；小齒輪通過銷釘與電機的伸出軸固定；小齒輪與大齒輪嚙合連接；大齒輪通過銷釘與絲杠固定；電機軸實現旋轉運動，電機軸旋轉并帶動小齒輪旋轉、小齒輪驅動大齒輪旋轉，大齒輪帶動絲杠轉動。

所述電機組件還包括電位計和電位計壓塊；

電位計通過電位計壓塊安裝于電機-電位計支架上，電位計的伸出軸與絲杠同軸并通過銷釘連接。