CN106597655A - 一种固定稀疏孔径两反望远系统的方法及其装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种固定稀疏孔径两反望远系统的方法及其装置。固定装置包括镜筒、次镜支架、次镜外壳、主镜支架和矫正镜外壳；次镜支架为三翼结构，底部中心均布三个通孔和螺纹孔，次镜与次镜外壳紧配固定，次镜外壳的底部设有与次镜支架上的三个通孔相配合的螺纹孔，通过螺钉将次镜外壳与次镜支架连接固定，次镜支架再与镜筒固定；主镜支架上设有通光孔和嵌入主镜的沉槽，主镜支架固定于镜筒上；矫正镜筒通过矫正镜外壳与镜筒固定，矫正镜外壳上设有观察孔。本发明采用三翼次镜支架结构，保证了次镜结构的稳定，并可精确调节次镜的平移和倾斜。该固定装置结构紧凑、加工容易，固定方法稳定性好、调节方便，适用于各种结构的稀疏孔径两反望远系统。
Description
技术领域
本发明涉及一种稀疏孔径望远镜成像系统的固定装置，属空间望远镜技术领域。
背景技术
稀疏孔径光学系统是由空间分布的、互相干的多个较小孔径合成的一个大口径成像系统，其具有体积小、重量轻、加工容易、成本低廉且分辨率与单口径系统相当的特点。但是由于次镜和每个子镜独立，自由度高，易于造成较大的装调误差，大大降低系统的分辨能力，影响最终成像质量。因此， 对于稀疏孔径成像系统目前在理论上进行了研究，如文献“基于遗传算法的相位差法波前检测piston误差”（[J]. 天文研究与技术, 2011, 08(4):369-373）等。而将稀疏孔径成像系统得以实际应用，需要对设计得到的各光学零件按系统要求进行固定，如何装配、固定，并保持稳定和实现精密调节，成为设计其机械结构的关键问题。 对于固定装置，目前仅以临时搭建的形式停留在实验室中，结构不稳定，运输和移动不便，且装调麻烦。
发明内容
本发明针对现有技术存在的不足，提供一种结构简单、稳定，保证精度、装调方便的固定稀疏孔径两反望远系统的方法及其装置。
实现本发明目的的技术方案是提供一种固定稀疏孔径两反望远系统的方法，包括如下步骤：
（1）制备与稀疏孔径两反望远系统光路结构相适应的固定装置，包括镜筒、次镜支架、次镜外壳、主镜支架、矫正镜筒和矫正镜外壳；所述的次镜支架为三翼结构，底部中心设有呈120°均匀分布的三个通孔，每个通孔相隔20°～30°处设有螺纹孔，次镜外壳的底部设有与次镜支架上的三个通孔相配合的螺纹孔；主镜支架的中心处设有通光孔，与主镜结构对应位置处设置嵌入主镜的沉槽，沉槽的底部设有三个呈均匀分布的螺纹孔；矫正镜外壳上设有观察孔；
（2）将次镜置于次镜外壳中紧配固定，次镜支架的三个通孔通过螺钉与次镜外壳底部的螺纹孔连接，次镜支架再与镜筒固定；
（3）将主镜嵌入主镜支架的沉槽内，沉槽底部的螺纹孔通过螺钉将主镜固定；两片矫正镜通过隔圈与压圈固定在矫正镜筒中，矫正镜筒的一端置于主镜支架中心处的通光孔中，矫正镜筒通过螺纹与矫正镜外壳固定连接，它们的连接处设有可调节的压圈；矫正镜外壳再与镜筒固定；
（4）次镜支架的三个螺纹孔内分别拧入螺钉，配合调节次镜支架与次镜外壳相连接的另三个螺钉，进行次镜相对于主镜的平移和倾斜的调整；调节矫正镜筒与矫正镜外壳连接处的压圈，调整两片矫正镜相对于子镜主镜的偏心、平移和倾斜；
（5）得到固定的稀疏孔径两反望远系统。
本发明技术方案还包括一种固定稀疏孔径两反望远系统的装置，它包括：镜筒、次镜固定装置、主镜支架、矫正镜筒和矫正镜外壳；所述次镜固定装置包括次镜支架和次镜外壳，所述的次镜支架为三翼结构，底部中心设有呈120°均匀分布的三个通孔，每个通孔相隔20°～ 30°处设有螺纹孔，次镜与次镜外壳紧配固定，次镜外壳的底部设有与次镜支架上的三个通孔相配合的螺纹孔，通过螺钉将次镜外壳与次镜支架连接固定，次镜支架与镜筒固定；主镜支架的中心处设有通光孔，与主镜结构对应位置处设置嵌入主镜的沉槽，沉槽的底部设有三个呈均布的螺纹孔，主镜支架固定于镜筒上；矫正镜筒通过矫正镜外壳与镜筒固定，矫正镜外壳上设有观察孔。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、本发明提供的用于稀疏孔径两反望远系统的固定装置，其整体结构采用以镜筒为中心固定稀疏孔径两反望远系统主体，具有结构简洁，重量轻，形变小，易于运输和安装的特点。
2、本发明固定装置的次镜支架采用三翼结构，即保证了次镜结构的稳定性，同时不会对子镜主镜造成挡光遮拦；支架中心采用“三拉三紧”的螺纹孔和通孔结构，固定效果好，同时可便于高精度微调次镜的平移和倾斜。
3、本发明固定装置的主镜支架设有用于安放子镜主镜相应数量的沉槽，子镜主镜通过沉槽底部设有的螺纹孔紧密连接主镜支架，结构简单，易于实现对嵌入的子镜主镜面型的加工；主镜支架中心设有通光孔，便于矫正镜外壳的嵌入。
4、本发明固定装置的矫正镜筒内部含有隔圈与压圈，用于固定两片矫正镜；其底部设有螺纹孔，用于与矫正镜外壳的固定连接，并在它们的连接处配有含磨脚的压圈，可方便的控制两片矫正镜相对子镜主镜的偏心、平移和倾斜。
5、本发明固定装置的矫正镜筒，其表面设有通光孔，有利于人眼观察及便于对矫正镜外壳的位置校准。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种三子镜稀疏孔径两反望远系统的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的稀疏孔径两反望远镜固定装置的结构示意剖面图；
图3为本发明实施例提供的稀疏孔径两反望远镜固定装置中次镜支架的斜轴测示意图；
图4为本发明实施例提供的稀疏孔径两反望远镜固定装置中主镜支架的斜轴测示意图；
图5为本发明实施例提供的稀疏孔径两反望远镜固定装置中矫正镜筒和矫正镜外壳的结构示意剖视图；
图中，1、次镜支架；101、通孔；102、螺纹孔；2、次镜外壳；3、次镜；4、镜筒；5、第一片矫正镜；6、主镜；7、主镜支架；701、沉槽；702、通光孔；8、第二片矫正镜；9、矫正镜筒；901、隔圈；10、矫正镜外壳；1001、观察孔。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明技术方案作进一步阐述。
实施例1
参见附图1，它是本实施例提供的三子镜稀疏孔径两反望远系统的结构示意图，两反望远系统包括的光学零件主要是：三子镜主镜6、次镜3、两片矫正镜5和8，并由设计所需达到的成像要求，确定了各光学零件的几何尺寸及它们之间的距离和相对位置的结构关系。
本实施例提供一种上述三子镜稀疏孔径两反望远系统的固定调装装置。该装置在保证系统整体结构稳定、易加工的基础上，同时还需实现各个光学零件之间的精密微调。
参见附图2，它是本实施例提供的稀疏孔径两反望远镜固定装置结构的剖面示意图；该装置主要包括：次镜支架1、次镜外壳2、镜筒4、主镜支架7和矫正镜外壳10。在本实施例中，装置的各部件采用航空镁铝合金(6061-T6)材料，具有良好的抗腐蚀性和抗氧化性。
次镜支架1和次镜外壳2构成了次镜固定装置，次镜3与次镜外壳2紧配固定，次镜外壳2的底部设有与次镜支架1上的三个通孔相配合的螺纹孔，通过螺钉将次镜外壳2与次镜支架1连接固定，次镜支架1与镜筒4固定；三子镜主镜6通过主镜支架7与镜筒4固定；两片矫正镜5和8分别固定在矫正镜筒9中，矫正镜筒9通过矫正镜外壳10与镜筒4固定。
参见附图3，它是本实施例提供的稀疏孔径两反望远镜固定装置中次镜支架的斜轴测示意图；次镜支架为三翼结构，既满足了稀疏孔径对通光量的要求，又具有一定的强度，满足对次镜的固定支撑。三翼次镜支架中心采用“三拉三紧”的螺纹孔102和通孔101结构，用于固定次镜外壳2和调节次镜的位置。三个通孔101在支架中心处呈120°均匀分布，三个螺纹孔102分别对应与通孔101相邻，螺纹孔与通孔的夹角为20°；用螺丝通过通孔与次镜外壳上的螺纹孔配合连接，将次镜外壳与次镜支架固定，另用螺丝通过次镜支架上的三个螺纹孔锁紧次镜支架和次镜外壳；六个螺丝相互配合，通过旋进、旋出，“三拉三紧”方式以实现次镜相对三子镜主镜的平移和倾斜，同时保证了次镜的稳定性。
参见附图4，它是本实施例提供的稀疏孔径两反望远镜固定装置中主镜支架的斜轴测示意图；主镜支架上设有与三子镜主镜结构对应的用于设置三子镜主镜的三个沉槽701，沉槽的底部设有三个呈均布的螺纹孔，用于固定主镜；主镜支架中心设有通光孔702，用于矫正镜筒的嵌入。主镜支架通过通孔与镜筒上设有的螺纹孔配合固定。
参见附图5，为矫正镜筒和矫正镜外壳的剖视结构示意图；两片矫正镜5和8分别固定在矫正镜筒9中，矫正镜筒9内部含有隔圈901，用于隔开两片矫正镜，控制它们之间的距离；矫正镜外壳10的一端设有内螺纹，用于与镜筒对应端的外螺纹咬合固定。矫正镜外壳10的表面设有8个观察孔1002，便于人眼观察和对矫正镜筒的位置校准。在矫正镜外壳10与矫正镜筒9的连接处，配有三个磨脚的调节压圈，用于控制和调整两片矫正镜相对三子镜主镜的偏心、平移和倾斜。
调整后将得到固定后的稀疏孔径两反望远系统。
本发明实施例提供的技术方案，其整体结构以镜筒为中心固定主体，镜筒采用镁铝合金，重量适中，形变极小；前端内部为光滑沉槽，便于三翼次镜支架的压圈固定，内部采用消杂光螺纹，外围顶部设有外螺纹。
次镜支架采用三翼结构，即保证了次镜结构的稳定性，同时不会对三子镜主镜造成挡光遮拦。支架中心采用“三拉三紧”的螺纹孔和通孔结构，便于微调次镜的平移和倾斜，精度高且固定效果好。支架外围采用压圈方式与镜筒固定。次镜外壳用于安放次镜，内部清根，表面光洁。
主镜支架设有用于安放三子镜主镜的三个沉槽。三子镜主镜通过沉槽底部设有的螺纹孔紧密连接主镜支架。该主镜支架结构极为简单，易于实现对嵌入的三子镜主镜面型的加工，并且中心设有通光孔，便于矫正镜外壳的嵌入。
矫正镜外壳内部含有隔圈与压圈，用于固定两片矫正镜。其底部设有三个螺纹孔，便于与矫正镜筒相连，并在连接的部分配有含有三个磨脚的压圈，用来控制两片矫正镜相对三子镜主镜的偏心、平移和倾斜。矫正镜筒的外表面设有8个通光孔，便于人眼观察和矫正镜外壳的位置校准。顶部配有内螺纹，用于与镜筒顶部外螺纹咬合固定。
Claims (2)
1.一种固定稀疏孔径两反望远系统的方法，其特征在于包括如下步骤：
（1）制备与稀疏孔径两反望远系统光路结构相适应的固定装置，包括镜筒、次镜支架、次镜外壳、主镜支架、矫正镜筒和矫正镜外壳；所述的次镜支架为三翼结构，底部中心设有呈120°均匀分布的三个通孔，每个通孔相隔20°～30°处设有螺纹孔，次镜外壳的底部设有与次镜支架上的三个通孔相配合的螺纹孔；主镜支架的中心处设有通光孔，与主镜结构对应位置处设置嵌入主镜的沉槽，沉槽的底部设有三个呈均匀分布的螺纹孔；矫正镜外壳上设有观察孔；
（2）将次镜置于次镜外壳中紧配固定，次镜支架的三个通孔通过螺钉与次镜外壳底部的螺纹孔连接，次镜支架再与镜筒固定；
（3）将主镜嵌入主镜支架的沉槽内，沉槽底部的螺纹孔通过螺钉将主镜固定；两片矫正镜通过隔圈与压圈固定在矫正镜筒中，矫正镜筒的一端置于主镜支架中心处的通光孔中，矫正镜筒通过螺纹与矫正镜外壳固定连接，它们的连接处设有可调节的压圈；矫正镜外壳再与镜筒固定；
（4）次镜支架的三个螺纹孔内分别拧入螺钉，配合调节次镜支架与次镜外壳相连接的另三个螺钉，进行次镜相对于主镜的平移和倾斜的调整；调节矫正镜筒与矫正镜外壳连接处的压圈，调整两片矫正镜相对于子镜主镜的偏心、平移和倾斜；
（5）得到固定的稀疏孔径两反望远系统。
2.一种固定稀疏孔径两反望远系统的装置，其特征在于它包括：镜筒、次镜固定装置、主镜支架、矫正镜筒和矫正镜外壳；所述次镜固定装置包括次镜支架和次镜外壳，所述的次镜支架为三翼结构，底部中心设有呈120°均匀分布的三个通孔，每个通孔相隔20°～ 30°处设有螺纹孔，次镜与次镜外壳紧配固定，次镜外壳的底部设有与次镜支架上的三个通孔相配合的螺纹孔，通过螺钉将次镜外壳与次镜支架连接固定，次镜支架与镜筒固定；主镜支架的中心处设有通光孔，与主镜结构对应位置处设置嵌入主镜的沉槽，沉槽的底部设有三个呈均布的螺纹孔，主镜支架固定于镜筒上；矫正镜筒通过矫正镜外壳与镜筒固定，矫正镜外壳上设有观察孔。
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