CN103207437B - 一种自动均力调焦装置 - Google Patents

Abstract

一种自动均力调焦装置，涉及空间载荷领域，包括调焦安装座；与调焦安装座相连的两个直线导轨；与两个直线导轨相连的两个支腿；与两个支腿相连的轻量化基座；固定在调焦安装座内部的两个传动座；通过两个小轴与两个传动座相连的两个连杆；安装在轻量化基座上的两个驱动基座；与两个驱动基座均相连的空心轴；安装在空心轴内部的调焦电机组件；一端与两个驱动基座中的一个相连的左偏心轮轴，其另一端与空心轴相连，中部偏心轮与两个连杆中的一个相连；一端与两个驱动基座中的另一个相连的右偏心轮轴，其另一端与调焦电机输出轴相连，中部偏心轮与两个连杆中的另一个相连。本发明不引入较大内应力，不存在运动过约束，加工精度低。

Description

一种自动均力调焦装置

技术领域

本发明涉及空间载荷技术领域，具体涉及一种自动均力调焦装置。

背景技术

空间光学系统的应用环境十分恶劣，其影响因素非常复杂，比如环境温度变化、大气压力变化、系统振动、外界冲击等，这些因素均会使空间光学系统的焦面产生一定程度的轴向偏移，从而对空间光学系统的成像质量造成严重影响。

为保证空间光学系统的成像质量，需要采用调焦装置对空间光学系统中相应的光学元件的轴向位置进行调整，从而达到对空间光学系统的焦面离焦量进行反向修正的目的。目前，调焦装置主要有单点支撑式和多点支撑式，对于光学元件较小的空间光学系统，为提高空间光学系统的稳定性和调焦精度，调焦装置主要采用单点支撑式；而对于光学元件较大的空间光学系统，例如空间遥感相机，为保证光学元件的自重变形满足要求，调焦装置需要采用多点支撑式，现有的多点支撑式调焦装置是通过高机械加工精度、组合配修和配研式装调实现的，这种多点支撑式调焦装置所要求的加工精度相对较高，而且在对光学元件进行调焦时，与光学元件存在不同步问题，即每个支撑点所受的力的作用不均匀，容易对光学元件的径向引入较大内应力，使光学元件的面型发生严重变形，对空间光学系统的成像质量造成严重影响。

发明内容

为了解决现有采用多点支撑式的调焦装置存在的加工精度高、与光学元件不同步引入较大内应力的问题，本发明提供一种自动均力调焦装置。

本发明为解决技术问题所采用的技术方案如下：

一种自动均力调焦装置，该装置包括：

调焦安装座；

分别与所述调焦安装座两端相连的两个直线导轨；

分别与所述两个直线导轨相连的两个支腿；

分别与所述两个支腿的上端相连的轻量化基座；

分别靠近所述两个直线导轨并固定在所述调焦安装座内部的两个传动座；

分别通过第一小轴和第二小轴与所述两个传动座相连的两个连杆；

安装在所述轻量化基座上的两个驱动基座；

两端分别与所述两个驱动基座相连的空心轴；

安装在所述空心轴内部的调焦电机组件；

一端与所述两个驱动基座中的一个相连的左偏心轮轴，其另一端与所述空心轴相连，所述左偏心轮轴的中部偏心轮与所述两个连杆中的一个相连；

一端与所述两个驱动基座中的另一个相连的右偏心轮轴，其另一端与所述调焦电机组件的调焦电机输出轴相连，所述右偏心轮轴的中部偏心轮与所述两个连杆中的另一个相连。

所述两个直线导轨包括：通过螺钉与所述调焦安装座左端相连的左直线导轨和通过螺钉与所述调焦安装座右端相连的右直线导轨。

所述两个支腿包括：通过螺钉与所述左直线导轨相连的左支腿和通过螺钉与所述右直线导轨相连的右支腿。

所述两个传动座包括：固定在所述调焦安装座内部左端的左传动座和固定在所述调焦安装座内部右端的右传动座。

所述两个连杆包括：通过所述第一小轴与所述左传动座相连的左连杆和通过所述第二小轴与所述右传动座相连的右连杆。

所述两个驱动基座包括：通过螺钉安装在所述轻量化基座左端的左驱动基座和通过螺钉安装在所述轻量化基座右端的右驱动基座。

所述调焦电机组件主要由调焦电机和减速装置组成。

本发明的有益效果是：本发明的自动均力调焦装置对调焦安装座采用两点支撑方式，即对调焦安装座有两个支点，可以较好地降低调焦光学元件的自重变形，支撑状态好，同时本发明的调焦装置只有1个运动自由度，不存在运动过约束问题，在对光学元件进行调焦时，与光学元件同步运动，不会引入较大的径向内应力，而且在制作时对零件加工及装配精度要求较低，刚度大，一阶模态高，结构紧凑，解决了现有采用多点支撑方式的调焦装置在对光学元件进行调焦时，与光学元件不同步从而引入较大内应力的问题，本发明的调焦装置可靠性高，主要适用于空间光学遥感器中的光学系统。

附图说明

图1为本发明的一种自动均力调焦装置的主视图；

图2为图1中的左视图；

图3为图1中的俯视图。

图中：1、调焦安装座，2、轻量化基座，3、左直线导轨，4、右直线导轨，5、左支腿，6、右支腿，7、左传动座，8、右传动座，9、第一小轴，10、第二小轴，11、左连杆，12、右连杆，13、左驱动基座，14、右驱动基座，15、空心轴，16、调焦电机组件，17、左偏心轮轴，18、右偏心轮轴，19、第一中部偏心轮，20、调焦电机输出轴，21、第二中部偏心轮。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，本发明的一种自动均力调焦装置，主要由用于安装空间相机上的光学元件的调焦安装座1、轻量化基座2、左直线导轨3、右直线导轨4、左支腿5、右支腿6、左传动座7、右传动座8、第一小轴9、第二小轴10、左连杆11、右连杆12、左驱动基座13、右驱动基座14、空心轴15、调焦电机组件16、左偏心轮轴17和右偏心轮轴18组成的，其中，左偏心轮轴17的中部偏心轮为第一中部偏心轮19，右偏心轮轴18的中部偏心轮为第二中部偏心轮21。

如图2所示，调焦安装座1的下端面设置成倾斜的斜面，该斜面上有用于安装光学元件的安装孔，安装孔的个数和位置根据具体的光学元件设置，一般设置成左右两个对称的安装孔，调焦安装座1的上端设置成U形结构，左直线导轨3通过螺钉安装在U形结构左端的外侧面上，右直线导轨4通过螺钉安装在U形结构右端的外侧面上；左支腿5通过螺钉与左直线导轨3相连，右支腿6通过螺钉与右直线导轨4相连；左传动座7靠近左直线导轨3安装在U形结构的内部左端，右传动座8靠近右直线导轨4安装在U形结构的内部右端；左连杆11通过第一小轴9与左传动座7相连，右连杆12通过第二小轴10与右传动座8相连，左连杆11和右连杆12结构相同，均为上下对称且两端带有安装用的通孔；左支腿5和右支腿6分别安装在轻量化基座2下端左右两侧，也就是说左支腿5和右支腿6既和调焦安装座1相连，又和轻量化基座2相连；左驱动基座13靠近左连杆11通过螺钉安装在轻量化基座2左端，右驱动基座14靠近右连杆12通过螺钉安装在轻量化基座2右端，左驱动基座13和右驱动基座14的结构相同，均由两个直径不同的且中心带有安装通孔的柱形结构下端固化在一起形成一体化的驱动基座；空心轴15左端通过轴承与左驱动基座13相连，空心轴15右端通过轴承与右驱动基座14相连；调焦电机组件16位于空心轴15内部，调焦电机组件16主要由调焦电机和减速装置组成，其一端与空心轴15固定相连，另一端通过调焦电机的调焦电机输出轴20与右偏心轮轴18相连；左偏心轮轴17一端通过轴承安装在左驱动基座13的安装通孔中，另一端与空心轴15的轴端固定相连，左偏心轮轴17上的第一中部偏心轮19通过轴承与左连杆11相连；右偏心轮轴18一端通过轴承安装在右驱动基座14的安装通孔中，另一端与调焦电机输出轴20固定相连，右偏心轮轴18上的第二中部偏心轮21通过轴承与右连杆12相连。

所说的调焦安装座1、左传动座7、右传动座8、第一小轴9、第二小轴10、左连杆11、右连杆12、左驱动基座13、右驱动基座14、空心轴15、调焦电机组件16、左偏心轮轴17和右偏心轮轴18共同组成自动均力驱动机构。

本发明的自动均力调焦装置的具体工作过程如下：将调焦装置通电后，调焦电机组件16中的调焦电机开始转动，分别驱动左偏心轮轴17和右偏心轮轴18转动，且左偏心轮轴17和右偏心轮轴18的转动方向相反，左偏心轮轴17和右偏心轮轴18的转动分别通过左连杆11和右连杆12驱动调焦安装座1进行直线运动，同时带动空间相机上的光学元件，以此达到调焦的目的。

本发明的调焦装置对调焦安装座1有两个支点，可以降低调焦光学元件的自重变形，支撑状态好，同时本发明的调焦装置只有1个运动自由度，不存在运动过约束问题，对零件加工及装配精度要求较低。

Claims (6)

1.一种自动均力调焦装置，其特征在于，该装置包括：

调焦安装座(1)；

分别与所述调焦安装座(1)两端相连的两个直线导轨；

分别与所述两个直线导轨相连的两个支腿；

与所述两个支腿的上端相连的轻量化基座(2)；

分别靠近所述两个直线导轨并固定在所述调焦安装座(1)内部的两个传动座；

分别通过第一小轴(9)和第二小轴(10)与所述两个传动座相连的两个连杆；

安装在所述轻量化基座(2)上的两个驱动基座；

两端分别与所述两个驱动基座相连的空心轴(15)；

安装在所述空心轴(15)内部的调焦电机组件(16)；

一端与所述两个驱动基座中的一个相连的左偏心轮轴(17)，其另一端与所述空心轴(15)相连，所述左偏心轮轴(17)的中部偏心轮与所述两个连杆中的一个相连；

一端与所述两个驱动基座中的另一个相连的右偏心轮轴(18)，其另一端与所述调焦电机组件(16)的调焦电机输出轴(20)相连，所述右偏心轮轴(18)的中部偏心轮与所述两个连杆中的另一个相连。

2.根据权利要求1所述的一种自动均力调焦装置，其特征在于，所述两个直线导轨包括：通过螺钉与所述调焦安装座(1)左端相连的左直线导轨(3)和通过螺钉与所述调焦安装座(1)右端相连的右直线导轨(4)。

3.根据权利要求2所述的一种自动均力调焦装置，其特征在于，所述两个支腿包括：通过螺钉与所述左直线导轨(3)相连的左支腿(5)和通过螺钉与所述右直线导轨(4)相连的右支腿(6)。

4.根据权利要求1所述的一种自动均力调焦装置，其特征在于，所述两个传动座包括：固定在所述调焦安装座(1)内部左端的左传动座(7)和固定在所述调焦安装座(1)内部右端的右传动座(8)。

5.根据权利要求4所述的一种自动均力调焦装置，其特征在于，所述两个连杆包括：通过所述第一小轴(9)与所述左传动座(7)相连的左连杆(11)和通过所述第二小轴(10)与所述右传动座(8)相连的右连杆(12)。

6.根据权利要求1所述的一种自动均力调焦装置，其特征在于，所述两个驱动基座包括：通过螺钉安装在所述轻量化基座(2)左端的左驱动基座(13)和通过螺钉安装在所述轻量化基座(2)右端的右驱动基座(14)。