專利名稱：一種偏心軸焦面調(diào)焦機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于空間遙感技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種空間遙感器的偏心軸焦面調(diào)焦機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
目前，空間遙感器多采用焦面反射鏡移動(dòng)式調(diào)焦機(jī)構(gòu)，焦面反射鏡移動(dòng)式調(diào)焦機(jī) 構(gòu)通過移動(dòng)反射鏡改變焦面位置實(shí)現(xiàn)對(duì)空間遙感器的調(diào)焦?？臻g遙感調(diào)焦機(jī)構(gòu)主要有兩種 調(diào)焦方式一種是絲桿絲母調(diào)焦，另一種是凸輪調(diào)焦。在真空低溫條件下，絲桿絲母調(diào)焦結(jié) 構(gòu)在兩個(gè)極限運(yùn)動(dòng)位置易產(chǎn)生卡滯現(xiàn)象，抗沖擊振動(dòng)能力差；而凸輪調(diào)焦方式對(duì)凸輪曲線 加工要求較高，兩種調(diào)焦方式在短焦距空間遙感器中布局困難，質(zhì)量較大，受到尺寸大的限 制。
發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供了一種偏心軸焦面調(diào)焦機(jī)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)緊湊， 適用于結(jié)構(gòu)尺寸限制較大，質(zhì)量要求嚴(yán)格的空間遙感器的調(diào)焦機(jī)構(gòu)。本發(fā)明解決技術(shù)問題采用的技術(shù)方案如下一種偏心軸焦面調(diào)焦機(jī)構(gòu)，該系統(tǒng)包括焦面組件、調(diào)焦組件、基座、導(dǎo)軌滑塊和修 研墊，焦面組件的兩端通過導(dǎo)軌滑塊和修研墊連接在基座上，調(diào)焦組件裝在基座的上端，通 過連桿與焦面組件相連。上述焦面組件包括焦面組件移動(dòng)座、CXD及電路板和焦面基板；焦面組件移動(dòng)座 和焦面基板形成空腔，CCD及電路板固定在空腔里面。上述調(diào)焦組件包括基板、編碼器、編碼器座、電磁制動(dòng)器、偏心軸、聯(lián)軸器、電機(jī)座、 電機(jī)、連桿、第一套筒、第二套筒和鉸鏈座；編碼器通過編碼器座安裝在基板上，偏心軸通過 聯(lián)軸器安裝在基板上，電機(jī)通過電機(jī)座安裝在基板上；電磁制動(dòng)器安裝在編碼器前端的偏 心軸上，偏心軸的偏心部分與連桿上端孔配合，連桿的下端孔通過第一套筒、第二套筒與鉸 鏈座相連，焦面組件移動(dòng)座通過導(dǎo)軌滑塊和修研墊與基座連接。本發(fā)明將調(diào)焦機(jī)構(gòu)和焦面組件集于一體，調(diào)焦機(jī)構(gòu)部分采用“偏心軸機(jī)構(gòu)+電磁 制動(dòng)器”方案，實(shí)現(xiàn)焦面調(diào)焦功能。上電時(shí)，電磁制動(dòng)器對(duì)偏心軸解鎖，電機(jī)通過聯(lián)軸器將 旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳遞給偏心軸，偏心軸帶動(dòng)連桿鉸鏈將其旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為焦面組件沿導(dǎo)軌滑塊方 向的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)焦功能。通過精密修研修研墊，可實(shí)現(xiàn)高配合精度和運(yùn)動(dòng)精 度，避免卡死現(xiàn)象。當(dāng)調(diào)焦完成后，電機(jī)和制動(dòng)器同時(shí)下電，制動(dòng)器便將整個(gè)機(jī)構(gòu)鎖死。本發(fā)明的有益效果是偏心軸焦面調(diào)焦機(jī)構(gòu)其結(jié)構(gòu)緊湊，質(zhì)量輕，鎖緊性能良好， 特別適用于尺寸小、質(zhì)量要求嚴(yán)格的空間遙感器的調(diào)焦機(jī)構(gòu)。
圖1本發(fā)明偏心軸焦面調(diào)焦結(jié)構(gòu)剖視圖。圖2本發(fā)明偏心軸焦面調(diào)焦結(jié)構(gòu)主視圖。
圖3本發(fā)明偏心軸焦面調(diào)焦結(jié)構(gòu)側(cè)視圖。圖中1、焦面組件，2、調(diào)焦組件，3、基座，4、基板，5、編碼器，6、編碼器座，7、電磁制 動(dòng)器，8、偏心軸，9、聯(lián)軸器，10、電機(jī)座，11、電機(jī)，12、連桿，13、第一套筒，14、第二套筒，15、 鉸鏈座，16、焦面組件移動(dòng)座，17、C⑶及電路板，18、焦面基板，19、導(dǎo)軌滑塊，20修研墊。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。如圖1至圖3所示，本發(fā)明的偏心軸焦面調(diào)焦機(jī)構(gòu)包括焦面組件1、調(diào)焦組件2、基 座3、導(dǎo)軌滑塊19和修研墊20，焦面組件1的兩端通過導(dǎo)軌滑塊19和修研墊20連接在基 座3，調(diào)焦組件2裝在基座3的上端，通過連桿12與焦面組件1相連。焦面組件1包括焦面 組件移動(dòng)座16、C⑶及電路板17和焦面基板18 ；焦面組件移動(dòng)座16和焦面基板18形成空 腔，C⑶及電路板17固定在里面。調(diào)焦組件2包括基板4、編碼器5、編碼器座6、電磁制動(dòng) 器7、偏心軸8、聯(lián)軸器9、電機(jī)座10、電機(jī)11、連桿12、第一套筒13、第二套筒14和鉸鏈座 15 ；編碼器5通過編碼器座6安裝在基板4上，偏心軸8通過聯(lián)軸器9安裝在基板4上，電 機(jī)11通過電機(jī)座10安裝在基板4上；電磁制動(dòng)器7安裝在編碼器5前端的偏心軸8上，偏 心軸8的偏心部分與連桿12上端孔配合，連桿12的下端孔通過第一套筒13、第二套筒14 與鉸鏈座15相連。如圖1所示，整套偏心軸焦面調(diào)焦機(jī)構(gòu)由電機(jī)11驅(qū)動(dòng)、編碼器5閉環(huán)反饋，并由電 磁制動(dòng)器7實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)的鎖死功能。電機(jī)11和編碼器5采用+12V的直流電源驅(qū)動(dòng)；電磁制 動(dòng)器7采用+24V的直流電源，保證足夠的制動(dòng)力矩以克服振動(dòng)沖擊等惡劣外界條件。編碼 器5、偏心軸8和電機(jī)11等旋轉(zhuǎn)部件通過各自支座及軸承安裝在基板4上，各支座都應(yīng)經(jīng) 過精密修研，保證旋轉(zhuǎn)部件具有0. 005mm的同軸度；偏心軸8的偏心量f由調(diào)焦范圍確定 (偏心量為調(diào)焦范圍的一半)，本實(shí)施例中去取調(diào)焦范圍4mm，因此偏心軸8的偏心量為f = 2mm ；導(dǎo)軌滑塊19和修研墊20是連接焦面組件1和調(diào)焦組件2的關(guān)鍵零部件，因此需選擇 精密導(dǎo)軌，并修研修研墊20，保證兩導(dǎo)軌0. 005mm的平行度以及導(dǎo)軌滑塊19與偏心軸8軸 線0. 005mm的垂直度。調(diào)焦開始時(shí)，電磁制動(dòng)器7上電打開，電機(jī)11帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)偏心軸8轉(zhuǎn)動(dòng)，并由連桿12 推動(dòng)焦面組件移動(dòng)座16沿導(dǎo)軌方向直線運(yùn)動(dòng)。調(diào)焦完成后，整套機(jī)構(gòu)下電，電磁制動(dòng)器7 將偏心軸8鎖死，從而完成機(jī)構(gòu)的鎖緊功能。為了保證機(jī)構(gòu)良好的剛度和強(qiáng)度，并滿足焦面組件1工作時(shí)的散熱要求，本機(jī)構(gòu) 中偏心軸8采用高強(qiáng)度的合金鋼(40Cr)制成，淬火時(shí)效處理，以保證足夠的耐磨性能；基座 3、基板4、編碼器座6、軸承座、電機(jī)座10、連桿12、銷軸、鉸鏈座15采用高強(qiáng)度低密度的鈦 合金(TC4)制成，時(shí)效處理，連接面經(jīng)過精密修研加工；焦面組件移動(dòng)座16、焦面基板18，是 焦面組件1的重要零部件，采用高熱導(dǎo)率高比剛度的硼鋁合金制成，時(shí)效處理，保證了良好 的散熱性能。偏心軸焦面調(diào)焦機(jī)構(gòu)其結(jié)構(gòu)緊湊，質(zhì)量輕，鎖緊性能良好，特別適用于尺寸小、質(zhì) 量要求嚴(yán)格的空間遙感器的調(diào)焦機(jī)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種偏心軸焦面調(diào)焦機(jī)構(gòu)，其特征在于，該機(jī)構(gòu)包括焦面組件(1)、調(diào)焦組件O)、基 座(3)、導(dǎo)軌滑塊(19)和修研墊00)；所述焦面組件⑴的兩端通過導(dǎo)軌滑塊(19)和修研 墊00)連接在基座(3)上，所述調(diào)焦組件( 裝在基座C3)的上端，通過連桿(1 與焦面 組件⑴相連。
2.如權(quán)利要求1所述的一種偏心軸焦面調(diào)焦機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述焦面組件(1)包括 焦面組件移動(dòng)座(16)、CCD及電路板(17)和焦面基板(18)；所述焦面組件移動(dòng)座(16)和 焦面基板(18)形成空腔，CCD及電路板(17)固定在所述空腔里面。
3.如權(quán)利要求2所述的一種偏心軸焦面調(diào)焦機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述焦面組件移動(dòng)座 (16)和焦面基板(18)由硼鋁合金制成。
4.如權(quán)利要求1所述的一種偏心軸焦面調(diào)焦機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述調(diào)焦組件(2)包括 基板(4)、編碼器(5)、編碼器座(6)、電磁制動(dòng)器(7)、偏心軸(8)、聯(lián)軸器(9)、電機(jī)座(10)、 電機(jī)(11)、連桿(12)、第一套筒(13)、第二套筒(14)和鉸鏈座(15)；所述編碼器(5)通過 編碼器座(6)安裝在基板(4)上，所述偏心軸(8)通過聯(lián)軸器(9)安裝在基板(4)上，所述 電機(jī)(11)通過電機(jī)座(10)安裝在基板⑷上；所述電磁制動(dòng)器(7)安裝在編碼器(5)前 端的偏心軸(8)上，偏心軸(8)的偏心部分與連桿(1 上端孔配合，連桿(1 的下端孔通 過第一套筒(13)、第二套筒(14)與鉸鏈座(15)相連。
5.如權(quán)利要求4所述的一種偏心軸焦面調(diào)焦機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述偏心軸(8)由合金 鋼制成；所述基座(3)、基板(4)、編碼器座(5)、電機(jī)座(10)、連桿(12)和鉸鏈座(15)均由 鈦合金制成。
全文摘要
本發(fā)明屬于空間遙感技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種空間遙感器偏心軸焦面調(diào)焦機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)?？臻g遙感器多采用焦面反射鏡移動(dòng)式調(diào)焦機(jī)構(gòu)，該調(diào)焦方式結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在短焦距空間遙感器中布局困難，質(zhì)量較大，受尺寸限制大。本發(fā)明是一種偏心軸焦面調(diào)焦機(jī)構(gòu)，該系統(tǒng)包括焦面組件、調(diào)焦組件、基座、導(dǎo)軌滑塊和修研墊，焦面組件的兩端通過導(dǎo)軌滑塊和修研墊連接在基座上，調(diào)焦組件裝在基座的上端，通過連桿與焦面組件相連。本發(fā)明的偏心軸焦面調(diào)焦機(jī)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)緊湊，質(zhì)量輕，鎖緊性能良好，特別適用于尺寸小、質(zhì)量要求嚴(yán)格的空間遙感器的調(diào)焦機(jī)構(gòu)。
文檔編號(hào)G03B13/36GK102073195SQ201010585900
公開日2011年5月25日 申請(qǐng)日期2010年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月14日
發(fā)明者宋濤, 張銀鶴, 徐宏, 李志來, 胡海飛 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所