CN104459978B - 一种大口径光学望远镜次镜调焦机构 - Google Patents

一种大口径光学望远镜次镜调焦机构 Download PDF

Info

Publication number
CN104459978B
CN104459978B CN201410842983.3A CN201410842983A CN104459978B CN 104459978 B CN104459978 B CN 104459978B CN 201410842983 A CN201410842983 A CN 201410842983A CN 104459978 B CN104459978 B CN 104459978B
Authority
CN
China
Prior art keywords
bearing
secondary mirror
motor
nut
linear
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201410842983.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104459978A (zh
Inventor
杨飞
安其昌
张景旭
张丽敏
彭尧
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Changchun Institute of Optics Fine Mechanics and Physics of CAS
Original Assignee
Changchun Institute of Optics Fine Mechanics and Physics of CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Changchun Institute of Optics Fine Mechanics and Physics of CAS filed Critical Changchun Institute of Optics Fine Mechanics and Physics of CAS
Priority to CN201410842983.3A priority Critical patent/CN104459978B/zh
Publication of CN104459978A publication Critical patent/CN104459978A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104459978B publication Critical patent/CN104459978B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B23/00—Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/02—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
    • G02B7/04—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Astronomy & Astrophysics (AREA)
  • Telescopes (AREA)

Abstract

本发明一种大口径光学望远镜次镜调焦机构，属于光机电工程技术领域，解决了现有技术中精度及效率较低、可靠性较差的技术问题；本发明包括次镜组件、直线轴承、套筒、轴承组件、丝杆螺母机构、调焦电机组件及直线位移传感器；次镜组件包括次镜和次镜座；次镜安装在次镜座上，次镜座与直线轴承的内圈螺纹连接；轴承组件包括轴承座、轴承和轴承压圈；轴承座固定于套筒上；调焦电机组件包括电机和电机座；电机通过电机座固定于轴承座上，电机输出轴通过微型联轴器与丝杆传动轴连接，位移传感器固定于电机座上；丝杆螺母机构包括丝杆传动轴、螺母和弹簧；螺母与直线轴承的内圈螺纹连接，弹簧通过预紧可有效地消除丝杆螺母的传动间隙。

Description

一种大口径光学望远镜次镜调焦机构
技术领域
本发明属于光机电工程技术领域，具体涉及一种大口径光学望远镜次镜调焦机构。
背景技术
在大口径光学望远镜系统工作过程中，为了对目标进行实时的跟踪与捕获，必须对系统的焦距进行实时的调整。同时，由于压力、温度等环境条件的改变，重力、系统响应过程中带来的冲击等因素的影响，系统的焦平面也将产生不同程度的偏移。为了保证系统的成像质量，需要对变化了的焦平面加以校正，而变焦的关键在于调焦机构，其决定了变焦的精度。因此，调焦机构是光学系统保证测量精度的重要组成部分。
在大口径光学望远镜系统中，由于主镜尺寸大，质量大，不适宜作为调焦对象，而次镜尺寸小，质量小，而且位于光学系统会聚光束中，调整起来比较容易，而且容易保证调焦精度，因此，一般选择次镜作为调焦元件。
不同的光学系统，调焦方式各不相同，大口径光学望远镜次镜调焦方式可分为两种，一种是凸轮调焦，另一种是丝杆螺母调焦。凸轮调焦方式结构简单，精度高，抗冲击振动能力较好，但体积稍大，凸轮曲线加工要求较高。丝杆螺母结构简单，精度高，易于加工，但电机控制稍微复杂。这两种调焦方式各有优点，可根据不同的加工能力、设计要求和使用条件等加以选择。
但是，无论是凸轮调焦，还是丝杆螺母调焦，都需要设置相应的防转机构，从而将电机的旋转运动转化为调焦镜组的平移运动，但这往往会带来额外摩擦载荷、正反转空回误差等不利的影响，降低了调焦机构的可靠性和效率。
发明内容
本发明的目的是提供一种大口径光学望远镜次镜调焦机构，解决现有技术中的调焦机构可靠性较差、效率较低的技术问题。
本发明一种大口径光学望远镜次镜调焦机构包括次镜组件、直线轴承、套筒、轴承组件、丝杆螺母机构、调焦电机组件及直线位移传感器；
次镜组件包括次镜和次镜座；次镜装配在次镜座上，次镜座与直线轴承的内圈螺纹连接，直线轴承的外圈与套筒螺纹连接；
丝杆螺母机构包括丝杆传动轴、螺母和弹簧；螺母安装在丝杆传动轴一端上，并通过螺纹连接固定在直线轴承的内圈上，弹簧套在轴承座与螺母之间；
轴承组件包括角接触球轴承和轴承座；角接触球轴承的内圈与丝杆传动轴的另一端过盈连接，角接触球轴承的外圈固定在轴承座上，轴承座及轴承压圈与套筒螺纹连接。
调焦电机组件包括电机、电机座Ⅰ和电机座Ⅱ；电机固定连接在电机座Ⅰ和电机座Ⅱ上，电机座Ⅰ和电机座Ⅱ固定连接在轴承座上，电机输出轴通过微型联轴器与丝杆螺母机构中的丝杆传动轴连接，直线位移传感器固定在电机座Ⅱ上，直线位移传感器的探测头顶在螺母上。
所述丝杆传动轴的中心轴与所述直线轴承的中心轴存在偏心e。
本发明的工作原理：启动电机，电机转动，电机的输出轴通过微型联轴器带动丝杆传动轴做旋转运动，丝杆传动轴将运动传递给螺母，并通过弹簧的预紧，消除丝杆螺母的传动间隙，提高传递精度。丝杆螺母与直线轴承存在偏心距，由偏心轮传动原理，当丝杆传动轴做旋转运动时，螺母及直线轴承将做直线移动，进而带动次镜座及次镜做直线平移运动，实现了次镜调焦功能。然后通过位移传感器检测螺母的位移，实现次镜调焦的闭环控制。
本发明的有益技术效果：本发明通过将丝杆螺母的中心轴与直线轴承的中心轴进行合理的偏心设置，无需增加防转机构，简化了调焦机构，并消除了摩擦载荷、正反转空回误差等不利影响；且本发明具有结构简单，高效率、高精度、稳定可靠的优点。
附图说明
图1为本发明一种大口径光学望远镜次镜调焦机构的剖视图；
其中，1、次镜，2、次镜座，3、直线轴承，4、螺母，5、丝杆传动轴，6、角接触轴承，7、轴承座，8、套筒，9、弹簧，10、轴承压圈，11、微型联轴器，12、电机座Ⅰ，13、电机座Ⅱ，14、电机，15、直线位移传感器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步阐述。
参见附图1，本发明一种大口径光学望远镜次镜调焦机构包括次镜组件、直线轴承3、套筒8、轴承组件、丝杆螺母机构、调焦电机组件及直线位移传感器15；
次镜组件包括次镜1和次镜座2；次镜1装配在次镜座2上，次镜座2与直线轴承3的内圈螺纹连接，直线轴承3的外圈与套筒8螺纹连接；
丝杆螺母机构包括丝杆传动轴5、螺母4和弹簧9；螺母4安装在丝杆传动轴5一端上，并通过螺纹连接固定在直线轴承3的内圈上，弹簧9套在轴承座7与螺母4之间；
轴承组件包括角接触球轴承6和轴承座7；角接触球轴承6的内圈与丝杆传动轴5的另一端过盈连接，外圈固定在轴承座7上，轴承座7及轴承压圈10与套筒8螺纹连接。
调焦电机组件包括电机14、电机座Ⅰ12和电机座Ⅱ13；电机14固定连接在电机座Ⅰ12和电机座Ⅱ13上，电机座Ⅰ12和电机座Ⅱ13固定连接在轴承座7上，电机14输出轴通过微型联轴器11与丝杆螺母机构中的丝杆传动轴5连接，直线位移传感器15固定在电机座Ⅱ13上，直线位移传感器15的探测头顶在螺母4上。
所述丝杆传动轴5的中心轴与所述直线轴承3的中心轴存在偏心e。
启动电机，电机转动，电机的输出轴通过微型联轴器11带动丝杆传动轴做旋转运动，丝杆传动轴将运动传递给螺母4，并通过弹簧9的预紧，消除丝杆螺母4的传动间隙，提高传递精度。丝杆螺母与直线轴承3存在偏心距，由偏心轮传动原理，当丝杆传动轴做旋转运动时，螺母4及直线轴承3将做直线移动，进而带动次镜座2及次镜1做直线平移运动，实现了调焦功能。通过位移传感器检测螺母4的位移，实现调焦的闭环控制。
本发明具有结构简单，高效率、高精度、稳定可靠的优点。

Claims (2)

1.一种大口径光学望远镜次镜调焦机构，其特征在于，包括次镜组件、直线轴承(3)、套筒(8)、轴承组件、丝杆螺母机构、调焦电机组件及直线位移传感器(15)；
次镜组件包括次镜(1)和次镜座(2)；次镜(1)装配在次镜座(2)上，次镜座(2)与直线轴承(3)的内圈螺纹连接，直线轴承(3)的外圈与套筒(8)螺纹连接；
丝杆螺母机构包括丝杆传动轴(5)、螺母(4)和弹簧(9)；螺母(4)安装在丝杆传动轴(5)的一端上，并通过螺纹连接固定在直线轴承(3)的内圈上，弹簧(9)套在轴承座(7)与螺母(4)之间；
轴承组件包括角接触球轴承(6)和轴承座(7)；角接触球轴承(6)的内圈与丝杆传动轴(5)的另一端过盈连接，角接触球轴承(6)的外圈固定在轴承座(7)上，轴承座(7)与轴承压圈(10)组成一个整体，这个整体中的一部分再与套筒(8)螺纹连接；
调焦电机组件包括电机(14)、电机座Ⅰ(12)和电机座Ⅱ(13)；电机(14)固定连接在电机座Ⅰ(12)和电机座Ⅱ(13)上，电机座Ⅰ(12)和电机座Ⅱ(13)固定连接在轴承座(7)上，电机(14)输出轴通过微型联轴器(11)与丝杆螺母机构中的丝杆传动轴(5)连接，直线位移传感器(15)固定在电机座Ⅱ(13)上，直线位移传感器(15)的探测头顶在螺母(4)上。
2.根据权利要求1所述的一种大口径光学望远镜次镜调焦机构，其特征在于所述丝杆传动轴(5)的中心轴与所述直线轴承(3)的中心轴存在偏心e。
CN201410842983.3A 2014-12-30 2014-12-30 一种大口径光学望远镜次镜调焦机构 Active CN104459978B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410842983.3A CN104459978B (zh) 2014-12-30 2014-12-30 一种大口径光学望远镜次镜调焦机构

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410842983.3A CN104459978B (zh) 2014-12-30 2014-12-30 一种大口径光学望远镜次镜调焦机构

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104459978A CN104459978A (zh) 2015-03-25
CN104459978B true CN104459978B (zh) 2017-02-22

Family

ID=52906293

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410842983.3A Active CN104459978B (zh) 2014-12-30 2014-12-30 一种大口径光学望远镜次镜调焦机构

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104459978B (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105487198A (zh) * 2015-12-22 2016-04-13 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种轴向可调的次镜支撑机构
CN106873117B (zh) * 2016-12-28 2019-03-05 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种空间光学遥感器次镜调焦柔性运动机构
CN106772962A (zh) * 2016-12-28 2017-05-31 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种主动光学哈特曼调焦镜头
CN113050250B (zh) * 2021-03-22 2023-03-17 中国科学院国家天文台南京天文光学技术研究所 一种利用螺纹并联式结构的高精度微位移促动器
CN114355542B (zh) * 2021-11-30 2023-06-23 航天科工微电子系统研究院有限公司 一种基于弹性预紧的高精度三视场切换装置
CN116974035A (zh) * 2023-08-16 2023-10-31 同济大学 一种高精度三丝杆联动式次镜调焦机构

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08327911A (ja) * 1995-05-31 1996-12-13 Olympus Optical Co Ltd 顕微鏡の焦準機構
JP2000194025A (ja) * 1998-12-28 2000-07-14 Canon Inc ピント調整機構およびそれを用いた撮像装置
CN2699319Y (zh) * 2004-03-17 2005-05-11 深圳市金凯进光电仪器有限公司 一种光学望远系统的调焦结构
CN201000502Y (zh) * 2006-11-16 2008-01-02 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种采用凸轮传动实现电视望远镜调焦的调焦机构
TW201137390A (en) * 2010-04-16 2011-11-01 jin-xi Jiang Focusing fixing module for high magnification telescope
CN102565997B (zh) * 2012-01-20 2013-10-23 中国科学院上海技术物理研究所 一种用于空间光学遥感仪器的高精度调焦装置
CN103823288B (zh) * 2014-02-20 2015-09-09 湖北久之洋红外系统股份有限公司 框架一体化式多杆导向连续变焦装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN104459978A (zh) 2015-03-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104459978B (zh) 一种大口径光学望远镜次镜调焦机构
CN100394238C (zh) 一种一体化光学设备调焦/变焦系统
CN102565997B (zh) 一种用于空间光学遥感仪器的高精度调焦装置
JP2008102427A (ja) 光学装置および撮像装置
CN104656224A (zh) 应用于空间光学遥感器的高精度调焦机构
EP3457207B1 (en) Back focus adjustment mechanism and video camera provided with same
CN103969786A (zh) 一种变焦距电视系统的变焦机构
CN114236739A (zh) 一种镜头组件和投影设备
CN106772962A (zh) 一种主动光学哈特曼调焦镜头
CN204613556U (zh) 光学系统调焦机构
CN105372782A (zh) 一种直线驱动光学调焦装置
US4472039A (en) Photographic lens device having a step motor mounted on the lens barrel
CN105889345A (zh) 一种丝杆快速离合机构
JP5836660B2 (ja) レンズ鏡筒およびカメラシステム
JP5574696B2 (ja) レンズ鏡筒
CN104076478A (zh) 空间目标探测镜头调焦系统
CN114740584B (zh) 一种用于空间深低温光学遥感仪器的调焦装置
JP2014198061A (ja) 内視鏡装置
CN103293630B (zh) 一种螺纹调焦机构
CN109027161B (zh) 一种机械式纳米级高精度直线驱动装置
US20150268443A1 (en) Optical Device
KR101313860B1 (ko) 광학장치
JP2010167904A (ja) 電動パワーステアリング装置
JP2011010395A (ja) 振動波駆動装置及び振動波駆動装置を用いた撮像装置
CN102830482B (zh) 一种红外光学设备热离焦补偿调节机构

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant