CN107192404B - 一种多星等机械结构及具有该结构的星模拟器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多星等机械结构，包括光学积分球和可转动的设于光学积分球外侧的转动支架组件，转动支架组件上设有至少两个透光率不同的滤光片，且每个滤光片可分别转动至光学积分球的出光口处。本发明所提供的多星等机械结构为可实现不同星等的机械结构，它作为单星的均匀照明光源，通过积分球出光口处的滤光片的轮换，能够实现不同的星等切换，实现不同的星等的制造，实现在光学积分球输入电功率不变的情况下，单星照明光源照度的改变即实现不同的星等，从而满足星模拟器的需要。
Description
技术领域
本发明涉及星模拟器技术领域，更具体地说，涉及一种多星等机械结构。此外，本发明还提供一种包括上述多星等机械结构的星模拟器。
背景技术
星敏感器是航天飞行器空间姿态敏感器的一种，以恒星为参考点设置坐标系，具有高精度、高灵敏度等特点。
星模拟器是对星敏感器进行地面标定的设备，星模拟器根据功能可以分为标定型和功能检测型，标定型主要用于对星敏感器探测能力、光信号分辨能力和处理能力的标定，功能检测型主要用于对多个星实际位置、分布进行整体模拟。现有的标定型星模拟器可提供的功能单一、范围较小，不能够满足实验和标定需要。
综上所述，如何提供一种能够实现不同星等的机械结构，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种多星等机械结构，该多星等机械结构能够制造多种不同的星等，以便满足星模拟器的需要。
本发明的另一目的是提供一种包括上述多星等机械结构的星模拟器。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种多星等机械结构，包括光学积分球和可转动的设于所述光学积分球外侧的转动支架组件，所述转动支架组件上设有至少两个透光率不同的滤光片，且每个所述滤光片可分别转动至所述光学积分球的出光口处。
优选的，所述光学积分球上设置有用于带动所述转动支架组件绕所述光学积分球转动的驱动装置，所述驱动装置与所述转动支架组件传动连接。
优选的，所述驱动装置为电机组件，所述电机组件与所述光学积分球相对固定，所述电机组件的输出端为齿轮；所述转动支架组件上设有固定齿轮，所述齿轮与所述固定齿轮啮合连接。
优选的，所述光学积分球为三段式积分球，所述光学积分球包括中间球体和分别覆盖于所述中间球体两侧的上侧球体、下侧球体，所述上侧球体、下侧球体均与所述中间球体固定连接。
优选的，所述出光口设于所述中间球体，所述转动支架组件套设在所述中间球体的外侧。
优选的，所述转动支架组件包括：
套设在所述光学积分球外侧的圆柱形的转动支架，沿所述转动支架的周向设有至少两个径向的开口槽；
设于所述开口槽上的滤光片，所述滤光片与所述转动支架通过固定件连接。
优选的，所述固定件包括贴设在所述滤光片上的硅胶垫以及压紧在所述硅胶垫上的压块，所述压块与所述转动支架相对固定。
优选的，所述滤光片为中性滤光片。
一种星模拟器，包括上述任意一项所述的多星等机械结构。
本发明所提供的多星等机械结构为可实现不同星等的机械结构，它作为单星的均匀照明光源，通过积分球出光口处的滤光片的轮换，能够实现不同的星等切换，实现不同的星等的制造，实现在光学积分球输入电功率不变的情况下，单星照明光源照度的改变即实现不同的星等，从而满足星模拟器的需要。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明所提供的多星等机械结构的俯视剖视图；
图2为本发明所提供的多星等机械结构的正视剖视图；
图3为本发明所提供的多星等机械结构的光学积分球的正剖图；
图4为本发明所提供的中间球体的俯视剖视图；
图5为本发明所提供的中间球体的正剖图；
图6为本发明所提供的转动支架组件的俯视剖视图；
图7为本发明所提供的转动支架组件的正视剖视图；
图8为本发明所提供的电机组件的正视剖视图；
图9为本发明所提供的电机组件的侧视图。
图1-9中：
光学积分球1、转动支架组件2、支撑板3、电机组件4；
中间球体11、上侧球体12、下侧球体13；
转动支架21、滤光片22、压块23、硅胶垫24；
电机40、减速器41、电机座42、齿轮43、电机连接板44。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的核心是提供一种多星等机械结构，该多星等机械结构能够制造多种不同的星等，以便满足星模拟器的多种星等的需要。
本发明的另一目的是提供一种包括上述多星等机械结构的星模拟器。
请参考图1至图9，图1为本发明所提供的多星等机械结构的俯视剖视图；图2为本发明所提供的多星等机械结构的正视剖视图；图3为本发明所提供的多星等机械结构的光学积分球的正剖图；图4为本发明所提供的中间球体的俯视剖视图；图5为本发明所提供的中间球体的正剖图；图6为本发明所提供的转动支架组件的俯视剖视图；图7为本发明所提供的转动支架组件的正视剖视图；图8为本发明所提供的电机组件的正视剖视图；图9为本发明所提供的电机组件的侧视图。
本发明所提供的一种多星等机械结构，包括光学积分球1和转动支架组件2。转动支架组件2可转动的设于光学积分球1的外侧，转动支架组件2上设有至少两个透光率不同的滤光片22，且通过转动支架组件2的转动，每个滤光片22可分别转动至光学积分球1的出光口处。
需要说明的是，上述光学积分球1为常见的实验设备光学积分球，例如常见的两半式积分球，或者也可以为三半结构，或者是其他的球形结构。上述转动支架组件2为设置在光学积分球上的可转动的支架，在转动支架组件上设置有至少两个透光率不同的滤光片22，在转动支架组件2转动的过程中，不同的滤光片22分别可以转动至光学积分球1的出光口，也就是说出光口的光束可以通过透光率不同的滤光片22的透射呈现不同的星等效果，也就是说，通过转动支架组件2的转动能够实现上述多性能机械结构投射出不同星等的光。
本发明所提供的多星等机械结构为可实现不同星等的机械结构，它作为单星的均匀照明光源，通过积分球出光口处的滤光片的轮换，能够实现不同的星等切换，实现不同的星等的制造，实现在光学积分球输入电功率不变的情况下，单星照明光源照度的改变即实现不同的星等，从而满足星模拟器的需要。
可选的，上述转动支架组件2的结构可以有多种设置情况，滤光片22的设置方式也可以有多种选择。
为了方便上述机械结构在不同星等之间转换，在上述实施例的基础之上，光学积分球1上设置有用于带动转动支架组件2绕光学积分球1转动的驱动装置，驱动装置与转动支架组件2传动连接。
可选的，上述驱动装置可以为多种驱动装置，可以通过传送带带动转动支架组件2移动等。
在一个可靠的实施例中，驱动装置为电机组件4，电机组件4与所述光学积分球1相对固定，电机组件4的输出端为齿轮43；转动支架组件2上设有固定齿轮，齿轮43与固定齿轮啮合连接。请参考图2、图8和图9，在光学积分球1上设置支撑板3，支撑板3用于固定驱动装置，驱动装置中的电机组件4可以固定在支撑板3或与支撑板3连接的支撑架上，电机组件4的输出端为齿轮43，齿轮43与转动支架组件2上的固定齿轮啮合连接，由于电机组件4与光学积分球1相对固定，所以当电机组件4的齿轮传递给固定齿轮时，必然驱动转动支架组件2发生转动，由于转动支架组件2可转动的套设在光学积分球1外侧，所以转动支架组件2也就绕光学积分球1转动，从而实现出光口外侧的滤光片22的更换。
需要说明的是，上述支撑板、支撑架的结构可以根据光学积分球1具体结构而定。
可选的，支撑板3还可以通过夹持在转动支架组件2的侧部，形成对转动支架组件2的绕转路线的限制。请参考图2，支撑板3可以固定在光学积分球1外部，并形成对转动支架组件2和电机组件4的支撑。
另外，上述电机组件4也可以连接于光学积分球1上，并与光学积分球1直接固定。
为了使光学积分球1更加符合使用特点，可以改变原有两半式的光学积分球，在上述任意一个实施例的基础之上，光学积分球1为三段式积分球，光学积分球1包括中间球体11和分别覆盖于中间球体两侧的上侧球体12、下侧球体13，上侧球体12、下侧球体13均与中间球体11固定连接。
需要说明的是，上述中间球体11可以为圆柱体形的中间体，上侧球体12、下侧球体13分别设置在圆柱体的上底面和下底面上，从而形成一个类球体。需要说明的是，虽然三段式积分球的外部存在圆柱体形，但其内部一定是完整的球体，以便实现光线的反射。
可选的，中间球体11与上侧球体12、下侧球体13可以分别通过合页连接。
在上述实施例的基础之上，出光口设于中间球体11，转动支架组件2套设在中间球体11的外侧。也就是说，转动支架组件2即使在转动过程中，也不会影响上侧球体12、下侧球体13的开合。
需要说明的是，本实施例提供的结构的外设转动支架组件2不会影响光学积分球的开合，使上述装置的使用更加便捷。
上述各个实施例中均未对转动支架组件2的结构进行限定，在上述各实施例中，转动支架组件2只要能够实现滤光片22的搭载，以及绕光学积分球1的转动过程中，能够使不同透光率的滤光片22分别遮挡在出光口即可。
为了方便转动支架组件2的制造和安装，在上述任意一个实施例的基础之上，转动支架组件2具体可以包括：圆柱形的转动支架21和滤光片22。
圆柱形的转动支架21套设在光学积分球1的外侧，沿转动支架21的周向设有至少两个径向的开口槽；滤光片22设于开口槽上，滤光片22与转动支架21通过固定件连接。
请参考图6和图7，图6和图7即为上述转动支架组件2。在转动支架21的周向上设置若干个开口槽，以便设置滤光片22，另外，转动支架21中部还设置有用于套接光学积分球的中孔，该中孔为圆孔，或与光学积分球1外部相匹配的形状。
可选的，上述开口槽的结构可以根据滤光片22的结构进行设定，可以为矩形槽、圆形槽或者豁口槽等。
可选的，开口槽上滤光片22的固定方式也可以为多种，通过在滤光片22上开孔并栓接在转动支架21上，或者通过粘接在转动支架21上等现有技术中的常见固定方式均可以。
在上述实施例的基础之上，固定件包括贴设在滤光片22上的硅胶垫24以及压紧在硅胶垫24上的压块23，压块23与转动支架21相对固定。
需要说明的是，上述硅胶垫24的作用是防止压块23破坏滤光片22的平面性及完整性，当然，还可以使用其他多种常见固定方式。
可选的，上述开口槽可沿转动支架组件2周向均匀设置、阵列设置等，并保证每一个开口槽的结构、大小均一致。
可选的，上述滤光片22为中性滤光片。可选的，上述所有滤光片22均垂直于转动支架21的径向方向。
在本发明所提供的一个具体实施例中，主要由三段拼接式光学积分球1、转动支架组件2、支撑板3和电机组件4组成。
在三段拼接式光学积分球1上固定两个支撑板3，支撑板3上通过螺钉固定电机组件4，滤光片转动支架组件2可绕三段拼接式光学积分球1的外圆柱表面转动，工作时，电机组件4可带动滤光片转动支架组件2绕三段拼接式光学积分球1转动。
三段拼接式光学积分球1由三部分组成，分别为中间球体11、上侧球体12和下侧球体13，上侧球体12和下侧球体13具有相同的结构，通过螺钉固定在中间球体11上。
中间球体11的外表面为圆柱形，直径可以为340mm，厚度为164mm，在圆柱形的内部加工出直径为320mm的空心球体，上侧球体12和下侧球体13均为半球形即内外表面均为球面，外球面直径可以为336mm，内球面直径可以为320mm，中间球体11的空心球体与上侧球体12和下侧球体13的内球面球心相同，保证组合后成为一个完整的球面。另外，为了实现光学积分球1的作用，需要在在该球面上喷涂均匀的漫反射材料就可以构成完整的光学积分球1。
转动支架组件2的机械结构主要由转动支架21、滤光片22、压块23和硅胶垫24组成。
转动支架21的外形尺寸为Φ387×164(尺寸均为毫米)，在其圆周上每隔36°设计一个104mm×112mm的开口槽，用于安装滤光片22，同时在转动支架21内部设计直接为340mm的圆柱孔，以便与中间球体11的外圆柱表面实现配合，同时，在转动支架21上设计了固定齿轮结构，以便实现电动的轮换。
中性滤光片可以包括10种透过率不同的光学玻璃，且每种透过率的倍率为2.512，保证实现不同三段拼接式光学积分球1出光口处照度的改变，压块23通过硅胶垫24压紧滤光片22，并用螺钉固定。
电机组件4主要由电机40、减速器41、电机座42、齿轮43和电机连接板44组成。电机连接板44固定在支撑板3上，电机座42通过螺钉固定在电机连接板44上，电机40及减速器41固定在电机座42上，齿轮43通过螺钉固定在电机40及减速器41的输出轴上，当电机40及减速器41通电转动后，可带动齿轮43转动，从而带动转动支架21绕三段拼接式光学积分球1的中间球体11外圆柱表面转动，将不同的滤光片22转动至光学积分球的出光口处，实现在光学积分球输入电功率不变的情况下，单星照明光源照度的改变即实现不同的星等。
可选的，上侧球体12和下侧球体13的结构可以存在不同，但通常需要中间球体11、上侧球体12和下侧球体13能够组成一个完整的球形内腔。可选的，上述三段式积分球仅为本申请提供的一个具体实施例，当然还可以分为四段或其他不规则分布，但实际使用中，三段式已经能够满足积分球的开合等作用。
需要说明的是，本申请各个实施例中、附图中提供的尺寸或数量特征均为可选的实施例，而具体的尺寸和数量的选择均可以在实际制造和设计时，根据使用特点进行调整。
除了上述各个实施例所提供的多星等机械结构的主要结构，本发明还提供一种包括上述实施例公开的多星等机械结构的星模拟器，该星模拟器设置有上述多星等机械结构，能够形成不同的星等，该星模拟器的其他各部分的结构请参考现有技术，本文不再赘述。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
以上对本发明所提供的多星等机械结构及具有该多星等机械结构的星模拟器进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (7)
1.一种多星等机械结构，其特征在于，包括光学积分球(1)和可转动的设于所述光学积分球(1)外侧的转动支架组件(2)，所述转动支架组件(2)设有至少两个透光率不同的滤光片(22)，且每个所述滤光片(22)可分别转动至所述光学积分球(1)的出光口处；所述滤光片(22)为中性滤光片，所述中性滤光片包括10种透过率不同的光学玻璃，且每种透过率的倍率为2.512；
所述转动支架组件(2)包括：
套设在所述光学积分球(1)外侧的圆柱形的转动支架(21)，沿所述转动支架(21)的周向设有至少两个径向的开口槽；
设于所述开口槽上的所述滤光片(22)，所述滤光片(22)与所述转动支架(21)通过固定件连接。
2.根据权利要求1所述的多星等机械结构，其特征在于，所述光学积分球(1)上设置有用于带动所述转动支架组件(2)绕所述光学积分球(1)转动的驱动装置，所述驱动装置与所述转动支架组件(2)传动连接。
3.根据权利要求2所述的多星等机械结构，其特征在于，所述驱动装置为电机组件(4)，所述电机组件(4)与所述光学积分球(1)相对固定，所述电机组件(4)的输出端为齿轮(43)；所述转动支架组件(2)上设有固定齿轮，所述齿轮(43)与所述固定齿轮啮合连接。
4.根据权利要求1所述的多星等机械结构，其特征在于，所述光学积分球(1)为三段式积分球，所述光学积分球(1)包括中间球体(11)和分别覆盖于所述中间球体两侧的上侧球体(12)、下侧球体(13)，所述上侧球体(12)、下侧球体(13)均与所述中间球体(11)固定连接。
5.根据权利要求4所述的多星等机械结构，其特征在于，所述出光口设于所述中间球体(11)，所述转动支架组件(2)套设在所述中间球体(11)的外侧。
6.根据权利要求1至5任一项所述的多星等机械结构，其特征在于，所述固定件包括贴设在所述滤光片(22)上的硅胶垫(24)以及压紧在所述硅胶垫(24)上的压块(23)，所述压块(23)与所述转动支架(21)相对固定。
7.一种星模拟器，其特征在于，包括权利要求1至6任意一项所述的多星等机械结构。
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