CN110806631B - 一种双向加热调焦结构 - Google Patents

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Abstract

一种双向加热调焦结构，属于空间遥感相机调焦技术领域。本发明解决了现有的空间相机调焦功耗较高，调焦可靠性差以及抗环境干扰能力较弱的问题。次镜通过背板固装在内环一端，内环散热器固装在内环的另一端，外环套设在内环上且外环与内环通过柔性支架连接，外环的一端通过次镜组件支架固定在相机的主承力结构上，外环散热器固装在外环上且位于内环散热器同侧，当内环及外环均为未加热状态下，焦点位置处于零位。向左及向右调焦分别通过主动加热外环和内环完成，不仅可以有效降低调焦结构的功耗，而且可以提高调焦结构的可靠性和抗环境干扰能力，可以满足空间相机的调焦需求。

Description

一种双向加热调焦结构
技术领域
本发明涉及一种双向加热调焦结构，属于空间遥感相机调焦技术领域。
背景技术
传统单向加热调焦结构有以下三个缺点。a)传统单向加热调焦结构需要不断加热来保持零位，因此功耗较高；b)当次镜需要向靠近主镜的方向移动时，只有依靠被动散热，无主动措施，因此风险更高；c)当外界环境温度变化较大时，次镜位置将发生变化，因此抗环境干扰能力更弱。
发明内容
本发明是为了解决现有的空间相机调焦功耗较高，调焦可靠性差以及抗环境干扰能力较弱的问题，进而提供了一种双向加热调焦结构。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：
一种双向加热调焦结构，它包括内环、外环、内环加热片、外环加热片、内环散热器、外环散热器、背板、柔性支架、次镜、次镜组件支架以及若干隔热垫，其中次镜通过背板固装在内环一端，内环散热器固装在内环的另一端，外环套设在内环上且外环与内环通过柔性支架连接，外环的一端通过次镜组件支架固定在相机的主承力结构上，外环散热器固装在外环上且位于内环散热器同侧，所述内环加热片装设在内环的内表面，所述外环加热片装设在外环的外表面，内环的外表面以及外环的内表面分别贴附有多层隔热组件，外环与次镜组件支架之间、内环与背板之间以及柔性支架与内、外环之间分别设置有隔热垫，当内环及外环均为未加热状态下，焦点位置处于零位。
进一步地，外环加热片的数量为六片，且沿外环圆周方向均布；内环加热片的数量为六片，且沿内环圆周方向均布。
进一步地，内环及外环的材质均为AL7075，线胀系数为22.7×10-6/K，高度均为60mm。
进一步地，柔性支架和背板的材质均采用TC4。
进一步地，所述柔性支架位于内环及外环上远离次镜的另一端且位于外环散热器内。
本发明与现有技术相比具有以下效果：
通过本申请的调焦结构，向左及向右调焦分别通过主动加热外环和内环完成，不仅可以有效降低调焦结构的功耗，而且可以提高调焦结构的可靠性和抗环境干扰能力，可以满足空间相机的调焦需求。
附图说明
图1为本申请的工作原理示意图；
图2为本申请的结构原理示意图；
图3为本申请的轴侧局部剖视图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1～3说明本实施方式，一种双向加热调焦结构，它包括内环1、外环2、内环加热片3、外环加热片4、内环散热器5、外环散热器6、背板7、柔性支架8、次镜9、次镜组件支架以及若干隔热垫11，其中次镜9通过背板7固装在内环1一端，内环散热器5固装在内环1的另一端，外环2套设在内环1上且外环2与内环1通过柔性支架8连接，外环2的一端通过次镜组件支架固定在相机的主承力结构上，外环散热器6固装在外环2上且位于内环散热器5同侧，所述内环加热片3装设在内环1的内表面，所述外环加热片4装设在外环2的外表面，内环1的外表面以及外环2的内表面分别贴附有多层隔热组件12，外环2与次镜组件支架之间、内环1与背板7之间以及柔性支架8与内、外环2之间分别设置有隔热垫11，当内环1及外环2均为未加热状态下，焦点15位置处于零位。本申请根据材料热胀冷缩原理，当加热内环1时，内环1受柔性支架8的限位，内环1向右伸长Δl1，次镜9向右移动Δl1，焦点15位置向右移动Δl2。反之，当加热外环2时，外环2受次镜组件支架的限位，外环2向左伸长，次镜9向左移动，焦点15位置向左移动；通过加热即可实现调焦功能。图2中箭头所指方向即为内环1和外环2的伸长方向。柔性支架8的具体结构从图3中可见。图1中包含校正镜组14，主镜中间有一个通孔，校正镜组14位于主镜通孔内。
外环加热片4和内环加热片3分别用来给外环2和内环1加热。
所述的多层隔热组件12和隔热垫11用来减小热辐射和热传导，当加热内环1(外环2)时，防止热量向外环2(内环1)、反射镜、主承力结构传递，降低相互之间的干扰。两个散热器将内环1和外环2的热量向环境中辐射，散热器可保证升温和降温时快速达到热平衡状态，提高调焦效率。
本申请不需要加热来保持零位，当内环1、外环2均不加热时，焦点15位置即处于零位，因此与现有技术相比功耗更低。且本申请无论焦点15位置向哪个方向调整均可通过主动加热完成，可靠性更高。当外界环境温度变化时，相同材质的内环1和外环2的伸长长度相同，因此次镜9位置基本不变，即焦点15位置基本不变，因此本申请抗环境干扰能力更强。
外环加热片4的数量为六片，且沿外环2圆周方向均布；内环加热片3的数量为六片，且沿内环1圆周方向均布。如此设计，保证受热时外环2或内环1变形均匀。
内环1及外环2的材质均为AL7075，线胀系数为22.7×10-6/K，高度均为60mm。线胀系数的单位K也可以为℃。高度即为内环1或外环2轴向长度。
柔性支架8和背板7的材质均采用TC4。如此设计，采用高强度钛合金，且均具有柔性结构，其中柔性支架8上的柔性结构用来隔绝内环1和外环2的变形。柔性支架8在径向方向柔性强，保证内环1或者外环2的径向变形不会相互影响；在轴向方向刚度强，保证次镜9相对于主镜13的相对位置关系。
所述柔性支架8位于内环1及外环2上远离次镜9的另一端且位于外环散热器6内。

Claims (5)

1.一种双向加热调焦结构，其特征在于：它包括内环(1)、外环(2)、内环加热片(3)、外环加热片(4)、内环散热器(5)、外环散热器(6)、背板(7)、柔性支架(8)、次镜(9)、次镜组件支架以及若干隔热垫(11)，其中次镜(9)通过背板(7)固装在内环(1)一端，内环散热器(5)固装在内环(1)的另一端，外环(2)套设在内环(1)上且外环(2)与内环(1)通过柔性支架(8)连接，外环(2)的一端通过次镜组件支架固定在相机的主承力结构上，外环散热器(6)固装在外环(2)上且位于内环散热器(5)同侧，所述内环加热片(3)装设在内环(1)的内表面，所述外环加热片(4)装设在外环(2)的外表面，内环(1)的外表面以及外环(2)的内表面分别贴附有多层隔热组件(12)，外环(2)与次镜组件支架之间、内环(1)与背板(7)之间以及柔性支架(8)与内、外环(2)之间分别设置有隔热垫(11)，当内环(1)及外环(2)均为未加热状态下，焦点(15)位置处于零位，柔性支架(8)在径向方向柔性强，保证内环(1)或者外环(2)的径向变形不会相互影响；在轴向方向刚度强，保证次镜(9)相对于主镜(13)的相对位置关系。
2.根据权利要求1所述的一种双向加热调焦结构，其特征在于：外环加热片(4)的数量为六片，且沿外环(2)圆周方向均布；内环加热片(3)的数量为六片，且沿内环(1)圆周方向均布。
3.根据权利要求1或2所述的一种双向加热调焦结构，其特征在于：内环(1)及外环(2)的材质均为AL7075，线胀系数为22.7×10-6/K，高度均为60mm。
4.根据权利要求3所述的一种双向加热调焦结构，其特征在于：柔性支架(8)和背板(7)的材质均采用TC4。
5.根据权利要求1、2或4所述的一种双向加热调焦结构，其特征在于：所述柔性支架(8)位于内环(1)及外环(2)上远离次镜(9)的另一端且位于外环散热器(6)内。
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