CN109633855B - 一种离轴三反射镜装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种离轴三反射镜装置，包括第一反射镜组件、第二反射镜组件和第三反射镜，还包括框架和探测器组件，所述框架中设有空腔，所述第二反射镜组件设在空腔中的顶部，所述第一反射镜组件和第三反射镜设在空腔中的底部；所述探测器组件设在空腔的顶部并穿过框架，所述探测器组件包括探测头；所述第一反射镜组件和第二反射镜组件通过电机控制摆动。与现有技术相比，本发明解决了当前离轴三反射镜装置存在的镜片调整困难、人工调整精度低以及镜片安装作用力使镜片产生变形的问题，提供了一种反射镜可自动调整、反射镜调整精度高、安装后镜片受力变形小的离轴三反射镜装置。
Description
技术领域
本发明涉及光学成像技术领域，尤其是涉及一种离轴三反射镜装置。
背景技术
反射式光学系统分同轴反射、折反式系统、离轴反射等几种机构方式，其中离轴反射由于其成像质量好，无遮拦，系统光学增益容易满足而被青睐。离轴三反射镜光学系统由于其具备大视场、高分辨率、焦距长、波段宽、调制传递函数高等特点，被广泛应用于空间光学遥感领域。离轴三反射镜装置在使用前，需对三面反射镜借助干涉仪依次进行方位调整对正，系统装调难度极大，需耗费大量的时间和人力，且人工调整误差较大。
现有技术中，专利号为201720163452.0、公告日为2017年11月24日的实用新型专利公开了一种利用离轴反射系统旋转的离轴三反成像系统加工装置，在专利号为201720163310.4、公告日为2017年9月26日的实用新型专利公开了一种利用金刚石刀具旋转的离轴三反成像系统加工装置。以上两个专利提出了利用金刚石刀具一体加工三面反射镜的方法，可避免装调误差，但以上两个专利没有考虑到在三面反射镜具体安装时，安装面的加工误差对调装造成的影响，因此还需进行精确调装。
在先技术(梅贵,翟岩,苗健宇.离轴三反式多光谱相机的装调[J].光机电信息,2011,28(08):1-4)提出了利用多种仪器与计算机辅助装调软件相结合，对离轴三反系统进行精确调装的方法，但未给出具体的调整装置结构。反射镜在安装前需对镜面加工螺纹孔，机械加工会对镜面产生作用力，使得镜面产生微弱变形，同时在反射镜安装完成后，由于反射镜需在空间任意角度调整，因此有多个螺钉拉紧反射镜，在镜片上将有多处螺钉孔产生应力集中，增加镜面变形影响镜片的反射性能，极大的影响该设备的使用性能，同时当前的离轴三反射装置灵活性及适应性较差，不能根据要求实时调整镜面空间位置。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种离轴三反射镜装置。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种离轴三反射镜装置，包括第一反射镜组件、第二反射镜组件和第三反射镜，还包括框架和探测器组件，所述框架中设有空腔，所述第二反射镜组件设在空腔中的顶部，所述第一反射镜组件和第三反射镜设在空腔中的底部；所述探测器组件设在空腔的顶部并穿过框架，所述探测器组件包括探测头；所述第一反射镜组件和第二反射镜组件通过电机控制摆动。
优选的，所述探测器组件还包括安装座、左楔块和右楔块；所述安装座位于框架外的顶部并与框架连接，所述安装座包括安装孔和楔头，所述探测头设置在安装孔中并伸入空腔中；所述左、右楔块固定在框架的顶部且分别设有楔槽一和楔槽二，所述楔槽一和楔槽二相对楔头对称设置，使楔头位于楔槽一和楔槽二形成的楔腔内并通过紧定螺钉卡紧。
优选的，所述安装座包括环状主体，所述环状主体的中间开有安装孔，所述楔头设在环状主体的一侧并沿环状主体的轴向伸出。
优选的，所述左楔块和右楔块分别通过左调整螺钉和右调整螺钉与框架连接，所述框架与左调整螺钉和右调整螺钉的连接处分别设有长槽孔。
优选的，所述探测器组件还包括拉紧铰制螺钉，所述拉紧铰制螺钉从空腔中向上穿过框架与所述安装座的楔头连接。
优选的，所述探测器组件还包括夹紧螺栓和夹紧螺母，所述夹紧螺栓从侧面依次穿过左、右楔块并通过夹紧螺母紧固。
优选的，所述第一反射镜组件和第二反射镜组件分别都包括反射镜、吸盘、底座和多个直线电机，所述吸盘吸附于反射镜的底端，所述底座固定在框架的内壁，所述吸盘与底座球面铰接，所述多个直线电机均布在吸盘的周围并分别与吸盘和框架的内壁球面铰接。
优选的，所述吸盘与反射镜连接的一侧设置有环形气口，且该侧的中部设置有凹槽。
优选的，所述直线电机至少设有3个。
优选的，所述空腔的底部为两侧分别朝中间向下倾斜的两个斜坡组成的倒三角状，所述第一反射镜组件和第三反射镜分别设在两个斜坡上。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、设置有探测器组件，可实时监测本设备光路的变化，实时反馈调整，同时可针对不同光路要求实时调整反射镜空间位置。
2、采用三个直线电机控制反射镜下方吸盘的空间姿态，可以自动调整反射镜的空间位置，避免了人工装调镜片困难且精度低的问题，实现镜片的精确调装。
3、采用吸盘负压吸紧反射镜的方式，避免了反射镜安装孔的机械加工，避免了反射镜因机械加工产生变形的问题。
4、吸盘中部设置有凹槽，可极大的降低与反射镜的接触，且吸盘的气口为环形，可使吸力较均匀作用于反射镜的外沿，可避免产生应力局部集中作用，减小反射镜因受力产生的变形。
附图说明
图1为本发明离轴三反射镜装置的主视图；
图2为本发明离轴三反射镜装置的左剖面视图；
图3为本发明离轴三反射镜装置的右剖面视图；
图4为本发明中探头组件的主视图；
图5为本发明中探头组件的左视图；
图6为本发明中安装座的轴侧图；
图7为本发明中左楔块的轴侧图；
图8为本发明中右楔块的轴侧图；
图9为本发明中框架的轴侧图；
图10为本发明中吸盘一的主剖面视图；
图11为本发明中吸盘二的主剖面视图。
图中标注：1.探测器组件、11.探测头、12.安装座、121.安装孔、122.楔头、13.左楔块、131.紧定螺纹孔一、132.楔槽一、133.夹紧螺栓安装孔、14.夹紧螺栓、15.夹紧螺母、16.拉紧铰制螺钉、17.左调整螺钉、18.右调整螺钉、19.右楔块、191.楔槽二、192.紧定螺纹孔二、110.紧定螺钉一、111.紧定螺钉二、2.框架、21.通孔、22.长槽孔、23.拉紧螺钉安装孔、3.第一反射镜组件、31.反射镜一、32.吸盘一、321.环形气口一、322.凹槽一、33.直线电机一、34.底座一、35.直线电机二、36.直线电机三、4.第三反射镜、5.第二反射镜组件、51.反射镜二、52.吸盘二、521.环形气口二、522.凹槽二、53.直线电机四、54.底座二、55.直线电机五、56.直线电机六。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例
如图1～3所示，一种离轴三反射镜装置，包括第一反射镜组件3、第二反射镜组件5、第三反射镜4、框架2和探测器组件1。框架2中设有空腔，第二反射镜组件5设在空腔中的顶部，第一反射镜组件3和第三反射镜4设在空腔中的底部。具体的，本实施例中，空腔的底部为两侧分别朝中间向下倾斜的两个斜坡组成的倒三角状，第一反射镜组件3和第三反射镜4分别设在两个斜坡上。第一反射镜组件3和第二反射镜组件5通过电机控制摆动，第三反射镜4固定不动。
如图4、5所示，探测器组件1设在空腔的顶部并穿过框架2。探测器组件1包括探测头11、安装座12、左楔块13、右楔块19、夹紧螺栓14、夹紧螺母15、拉紧铰制螺钉16、左调整螺钉17、右调整螺钉18、紧定螺钉一110和紧定螺钉二111。安装座12位于框架2外的顶部并与框架2连接，如图6所示，安装座12包括环状主体，环状主体的中间开有安装孔121，在环状主体的一侧设有楔头122，楔头122沿环状主体的轴向向下伸出。如图7所示，左楔块13的右顶部设置有紧定螺纹孔一131，中部设置有楔槽一132，底部设置有夹紧螺栓安装孔133。如图8所示，右楔块19的左顶部设置有紧定螺纹孔二192，中部设置有楔槽二191。如图9所示，框架2顶部在探测器组件1安装的位置处设置有通孔21、长槽孔22和拉紧螺钉安装孔23。
探测头11穿过安装座12的安装孔121并固装在安装座12的上端部，探测头11的下端穿过框架2的通孔21伸入到空腔中。左、右楔块19固定在框架2的顶部，且楔槽一132和楔槽二191相对楔头122对称设置，使楔头122位于楔槽一132和楔槽二191形成的楔腔内并通过紧定螺钉卡紧。夹紧螺栓14穿过左楔块13的夹紧螺栓安装孔133与右楔块19连接，夹紧螺母15与夹紧螺栓14连接且置于左楔块13的侧面。左调整螺钉17穿过框架2的长槽孔22与左楔块13连接，右调整螺钉18穿过框架2的长槽孔22与右楔块19连接。拉紧铰制螺钉16从空腔中穿过框架2的拉紧螺钉安装孔23与安装座12的楔头122连接。紧定螺钉一110与紧定螺钉二111分别旋入紧定螺纹孔一131和紧定螺纹孔二192内，且紧定螺钉一110与紧定螺钉二111的前端顶于楔头122使安装座12卡紧。
第一反射镜组件3包括反射镜一31、吸盘一32、底座一34、直线电机一33、直线电机二35和直线电机三36。吸盘一32吸附于反射镜一31的底端，吸盘一32与底座一34球面铰接，底座一34固装在框架2底端的内壁，直线电机一33、直线电机二35和直线电机三36均布于吸盘一32的周围，且直线电机一33、直线电机二35和直线电机三36的前端和尾端分别与吸盘一32和框架2底端的内壁球面铰接。
第二反射镜组件5包括反射镜二51、吸盘二52、底座二54、直线电机四53、直线电机五55和直线电机六56。吸盘二52吸附于反射镜二51的底端，吸盘二52与底座二54球面铰接，底座二54固装在框架2顶端的内壁，直线电机四53、直线电机五55和直线电机六56均布于吸盘二52周围，且直线电机四53、直线电机五55和直线电机六56的前端和尾端分别与吸盘二52和框架2顶端的内壁球面铰接。
如图10所示，吸盘一32与反射镜一31连接的一侧设置有环形气口一321，且该侧的中部设置有凹槽一322。如图11所示，吸盘二52与反射镜二51连接的一侧设置有环形气口二521，且该侧中部设置有凹槽二522。吸盘中部设置有凹槽可极大的降低与反射镜的接触，且吸盘的气口为环形可使吸力较均匀作用于反射镜外沿，可避免产生应力局部集中作用，减小反射镜因受力产生的变形。
Claims (9)
1.一种离轴三反射镜装置，包括第一反射镜组件(3)、第二反射镜组件(5)和第三反射镜(4)，其特征在于，还包括框架(2)和探测器组件(1)，所述框架(2)中设有空腔，所述第二反射镜组件(5)设在空腔中的顶部，所述第一反射镜组件(3)和第三反射镜(4)设在空腔中的底部；所述探测器组件(1)设在空腔的顶部并穿过框架(2)，所述探测器组件(1)包括探测头(11)；所述第一反射镜组件(3)和第二反射镜组件(5)通过电机控制摆动；
所述探测器组件(1)还包括安装座(12)、左楔块(13)和右楔块(19)；所述安装座(12)位于框架(2)外的顶部并与框架(2)连接，所述安装座(12)包括安装孔(121)和楔头(122)，所述探测头(11)设置在安装孔(121)中并伸入空腔中；所述左、右楔块(19)固定在框架(2)的顶部且分别设有楔槽一(132)和楔槽二(191)，所述楔槽一(132)和楔槽二(191)相对楔头(122)对称设置，使楔头(122)位于楔槽一(132)和楔槽二(191)形成的楔腔内并通过紧定螺钉卡紧。
2.根据权利要求1所述的一种离轴三反射镜装置，其特征在于，所述安装座(12)包括环状主体，所述环状主体的中间开有安装孔(121)，所述楔头(122)设在环状主体的一侧并沿环状主体的轴向伸出。
3.根据权利要求1所述的一种离轴三反射镜装置，其特征在于，所述左楔块(13)和右楔块(19)分别通过左调整螺钉(17)和右调整螺钉(18)与框架(2)连接，所述框架(2)与左调整螺钉(17)和右调整螺钉(18)的连接处分别设有长槽孔(22)。
4.根据权利要求1所述的一种离轴三反射镜装置，其特征在于，所述探测器组件(1)还包括拉紧铰制螺钉(16)，所述拉紧铰制螺钉(16)从空腔中向上穿过框架(2)与所述安装座(12)的楔头(122)连接。
5.根据权利要求4所述的一种离轴三反射镜装置，其特征在于，所述探测器组件(1)还包括夹紧螺栓(14)和夹紧螺母(15)，所述夹紧螺栓(14)从侧面依次穿过左、右楔块(19)并通过夹紧螺母(15)紧固。
6.根据权利要求1所述的一种离轴三反射镜装置，其特征在于，所述第一反射镜组件(3)和第二反射镜组件(5)分别都包括反射镜、吸盘、底座和多个直线电机，所述吸盘吸附于反射镜的底端，所述底座固定在框架(2)的内壁，所述吸盘与底座球面铰接，所述多个直线电机均布在吸盘的周围并分别与吸盘和框架(2)的内壁球面铰接。
7.根据权利要求6所述的一种离轴三反射镜装置，其特征在于，所述吸盘与反射镜连接的一侧设置有环形气口，且该侧的中部设置有凹槽。
8.根据权利要求6所述的一种离轴三反射镜装置，其特征在于，所述直线电机至少设有3个。
9.根据权利要求1所述的一种离轴三反射镜装置，其特征在于，所述空腔的底部为两侧分别朝中间向下倾斜的两个斜坡组成的倒三角状，所述第一反射镜组件(3)和第三反射镜(4)分别设在两个斜坡上。
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