CN110748817B - 太阳模拟器光源的安装及调整机构 - Google Patents

Abstract

本发明太阳模拟器光源的安装及调整机构，包括安装基座，在安装基座上设有通光孔；装调机构，装调机构设置在安装基座上、位于通光孔处；聚光机构，聚光机构设置在安装基座内、位于装调机构的光路上；安装机构，安装基座与安装机构连接、位于装调机构的光路上。与现有技术相比，本发明的有益效果如下：(1)氙灯与聚光镜构成一整体并在调整聚光镜光轴方向的过程中始终保持同轴状态，提高氙灯能量的利用率；(2)通过调节螺栓调整基板转接环与基座转接环的相对位置，调整聚光镜光轴方向，可大幅减少安装时间；(3)聚光镜5被固定在基座转接环与氙灯安装基座之间，其姿态的定位和夹紧受力在转接环球形接触面上，避免了薄壁状聚光镜变形的风险。

Description

太阳模拟器光源的安装及调整机构

技术领域

本发明涉及一种太阳模拟器光源的安装及调整机构。

背景技术

在航天器真空热试验中的各种外热流模拟手段中，利用太阳模拟器进行航天器外热流模拟以其在辐照均匀性、光路准直性和光谱与太阳的同一性等方面的巨大优势占据越来越重要的地位。光源是太阳模拟器的发光单元，由氙灯、聚光镜等原件组成。通过调整氙灯位置使其阴极处于椭球形聚光镜的一个焦点上，氙灯发出的光经聚光镜反射汇聚到椭球镜另一个焦点，再经太阳模拟器其他系统在一定范围形成辐照面。因此氙灯和聚光镜的安装和调整对于太阳模拟器的性能有很大的影响。

现有技术，中国专利《一种太阳光源氙灯模拟系统》(公开号：105841022B)提供一种太阳光源氙灯模拟系统，主要由光源阵列、匀光器组件、可变焦准直投影镜组件、指向镜、扫描镜组成；所述光源阵列发出的光经匀光器组件匀光后，经可变焦准直投影镜组件实现照明光斑大小和光束准直度的调节，经过指向镜和扫描镜的配合，实现光束从不同角度入射卫星。本发明系统构成合理、操作可行、简单方便、适应性强，适用于光学卫星整星状态下杂散光测试时太阳光源的模拟。

现有的太阳模拟器系统，通常对聚光镜和氙灯采用分别安装、分别调整的设计方式。第一步将聚光镜安装到一个基准框架上，通过一调整装置调整聚光镜的位置和光轴方向使椭球形聚光镜第二焦点位于预定位置。第二步将氙灯安装及调整装置安装于聚光镜的后方，再将氙灯安装在氙灯安装及调整装置上。第三步调整氙灯的前后、左右及上下位置使氙灯阴极位于聚光镜第一焦点处。

这种安装方式存在着以下缺陷：1)聚光镜安装过程中已调整过光轴方向，但氙灯安装装置通常不具备调节光轴功能，因此氙灯光轴与聚光镜光轴存在一定夹角，造成氙灯能量应用效率降低；2)现有的对聚光镜的安装调节方式，都会在聚光镜上产生作用力甚至不均匀的作用力，聚光镜本身为薄壁形，容易产生变形，从而对光路造成影响； 3)因氙灯和聚光镜都会影响太阳模拟器性能，而二者又有相对移动，所以安装过程中可能反复拆装，安装效率很低。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种解决上述技术问题的太阳模拟器光源的安装及调整机构。

为了达到上述发明目的，本发明太阳模拟器光源的安装及调整机构，包括安装基座，在所述安装基座上设有通光孔；

装调机构，所述装调机构设置在所述安装基座上、位于所述通光孔处；

聚光机构，所述聚光机构设置在所述安装基座内、位于所述装调机构的光路上；

安装机构，所述安装基座与所述安装机构连接、位于所述装调机构的光路上。

优选地，所述聚光机构包括：

基座转接环，所述基座转接环与所述安装机构接触，所述基座转接环与所述安装基座连接；

聚光镜，所述聚光镜设置在所述基座转接环上。

优选地，所述聚光镜为椭球形聚光镜。

优选地，所述聚光镜沿所述装调机构的光轴截面为圆形。

优选地，所述基座转接环的接触面为凸球面。

优选地，所述聚光镜的光轴与所述基座转接环及所述安装基座同轴。

优选地，所述安装机构包括：

安装基板，所述安装基板与所述安装基座连接；

基板转接环，所述基板转接环设置在所述安装基板上，所述基板转接环与所述基座转接环接触。

优选地，所述基板转接环的接触面为凹球面。

优选地，所述装调机构包括：

装调座，所述装调座设置在所述安装基座上、位于所述通光孔处；

灯具，所述灯具设置在所述装调座上，所述灯具与所述聚光镜同轴。

优选地，所述安装基板通过螺栓与所述安装基座连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

(1)氙灯与聚光镜构成一整体并在调整聚光镜光轴方向的过程中始终保持同轴状态，提高氙灯能量的利用率；

(2)通过调节螺栓调整基板转接环与基座转接环的相对位置，调整聚光镜光轴方向，可大幅减少安装时间；

(3)聚光镜5被固定在基座转接环与安装基座之间，其姿态的定位和夹紧受力在转接环球形接触面上，避免了薄壁状聚光镜变形的风险。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征目的和优点将会变得更明显。

图1为本发明结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

参见附图1，安装基板8根据太阳模拟器指标要求和设备性能等计算出放置位置，使安装完成后椭球形聚光镜5两个焦点分别位于氙灯2阴极处和光路中的积分器中心处。将基板转接环7安装在安装基板8的三个安装槽内。将聚光镜5外缘嵌入基座转接环6的圆形槽内，并通过压块与螺钉固定。再将圆筒状的氙灯安装基座3与基座转接环6相连接，并通过螺栓固定。将氙灯装调机构1安装于氙灯安装基座3上并固定。这样就将基座转接环6、聚光镜5、氙灯安装基座3和氙灯装调机构1组合为一整体组件，通过加工精度可保证组件中各部件的轴向基本处于同轴状态。安装基板8上有3个孔，可与氙灯安装基座外缘上的3个杆配合实现整体组件的初步定位，使基座转接环6 的凸球面与基板转接环7的凹球面嵌合。在氙灯安装基座上旋入3个调整螺栓4，使螺栓端部顶在安装基板8上，改变三个调整螺栓4的旋入长度即可改变该位置与氙灯安装基座间的距离，实现基座转接环6与基板转接环7的相对转动，从而改变整体组件的轴向，由于聚光镜5是整体的一部分，改变组件的轴向角度就是改变聚光镜5的光轴角度。将氙灯2安装到氙灯装调机构1上，由于氙灯装调机构1和聚光镜5为整体组件且为同轴状态，故氙灯2也和聚光镜5为同轴状态。开启氙灯2，根据太阳模拟器均匀性要求，调节氙灯装调机构1上的调节装置，对氙灯2阴极和聚光镜5第一焦点的相对位置进行细微调节。至此，太阳模拟器光源的安装与调整过程全部结束。

本发明将聚光镜5、氙灯安装基座3、氙灯装调机构1和氙灯2设计为一整体，在前期装调聚光镜5的过程中不会对氙灯2与聚光镜5的同轴度造成影响，保证光能最高利用率；利用两个转接环的接触球面对聚光镜5光轴角度进行调整，避免了聚光镜5在装调过程中直接受力造成聚光镜5变形；通过调整螺栓4可方便的调节聚光镜5的光轴角度，装调效率高。因此，与现有技术和装置相比，本发明具有光能利用率高、安装变形风险小，装调效率高等有益效果。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互单元合。

Claims (5)

1.一种太阳模拟器光源的安装及调整机构，其特征在于，包括：

氙灯安装基座，在所述氙灯安装基座上设有通光孔；

氙灯装调机构，所述氙灯装调机构设置在所述氙灯安装基座上、位于所述通光孔处；

聚光机构，所述聚光机构设置在所述氙灯安装基座内、位于所述氙灯装调机构的光路上；

安装机构，所述氙灯安装基座与所述安装机构连接、位于所述氙灯装调机构的光路上；

聚光机构包括基座转接环和聚光镜，所述基座转接环与所述安装机构接触,所述基座转接环与所述氙灯安装基座连接，所述聚光镜设置在所述基座转接环上，所述基座转接环的接触面为凸球面；

安装机构包括安装基板和基板转接环，所述安装基板与所述氙灯安装基座连接，所述基板转接环设置在所述安装基板上，所述基板转接环与所述基座转接环接触，所述基板转接环的接触面为凹球面，使基座转接环的凸球面与基板转接环的凹球面嵌合，在氙灯安装基座上旋入三个调整螺栓，使调整螺栓端部顶在安装基板上，改变三个调整螺栓的旋入长度从而改变基板转接环与基座转接环的相对位置，实现基座转接环与基板转接环的相对转动，从而改变整体组件的轴向。

2.根据权利要求1所述的太阳模拟器光源的安装及调整机构，其特征在于，所述聚光镜为椭球形聚光镜。

3.根据权利要求2所述的太阳模拟器光源的安装及调整机构，其特征在于，所述聚光镜沿所述氙灯装调机构的光轴截面为圆形。

4.根据权利要求1所述的太阳模拟器光源的安装及调整机构，其特征在于，所述聚光镜的光轴与所述基座转接环及所述氙灯安装基座同轴。

5.根据权利要求1所述的太阳模拟器光源的安装及调整机构，其特征在于，所述氙灯装调机构包括：

装调座，所述装调座设置在所述氙灯安装基座上、位于所述通光孔处；

灯具，所述灯具设置在所述装调座上，所述灯具与所述聚光镜同轴。

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