CN110989129A - 一种望远镜主镜支撑机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种望远镜主镜支撑机构，包括支撑底座和至少三组限位支块，支撑底座穿设主镜，限定主镜径向移动；每组限位支块的一侧铰接于支撑底座，另一侧与主镜弹性相连，从而限定主镜轴向移动，进而在支撑底座的配合下使主镜得到稳定支撑。每个限位支块具有至少一个与主镜相抵的支撑球，由于主镜与限位支块弹性相连，使主镜与支撑球之间形成点接触，三组限位支块与主镜之间能够形成至少三个支撑点，三个支撑点形成用于支撑主镜的支撑面，相较于面支撑而言，点支撑能够有效消除不同面支撑所造成的干涉问题，进而消除因干涉施加至主镜的应力，使主镜免受应力干扰，因此本发明所提供的望远镜主镜支撑机构能够有效提升主镜的面形精度。

Description

一种望远镜主镜支撑机构

技术领域

本发明涉及望远镜技术领域，特别涉及一种望远镜主镜支撑机构。

背景技术

随着光电探测技术的不断发展，对望远镜的光学成像分辨率要求越来越高。为保证望远镜具有稳定、清晰的观测图像效果，望远镜主镜需具有较高的面形精度，而面形精度与望远镜主镜支撑机构的支撑稳定性相关，因此优化望远镜主镜支撑机构显得尤为重要。

现有的望远镜主镜支撑机构多采用whiffle-tree支撑结构，为了限制主镜轴向移动，whiffle-tree支撑结构与主镜之间的局部接触多为面接触，多个接触面极可能因装配误差或加工误差等因素而无法保证处于同一平面上，从而造成干涉，因干涉所产生的应力严重望远镜主镜的面形精度。

因此，如何提升望远镜主镜的面形精度是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种望远镜主镜支撑机构，支撑底座限定主镜径向移动；铰接于支撑底座的限位支块与主镜弹性相连以限定主镜轴向移动；每个限位支块所设的支撑球与主镜相抵以形成点接触，消除面支撑所造成的干涉问题，因此能够有效提升主镜的面形精度。

其具体方案如下：

本发明提供一种望远镜主镜支撑机构，包括：

用于穿设主镜以限定主镜径向移动的支撑底座；

至少三组第一侧铰接于支撑底座且第二侧用于与主镜弹性相连以限定主镜轴向移动的限位支块，任一组限位支块具有至少一个用于与主镜相抵的支撑球。

优选的，支撑底座包括：

具有中心支柱的安装底板；

用于与主镜的中心孔内壁相抵的径向限位柱；

与限位支块相铰接且与径向限位柱相固连、套设于中心支柱的调节支板；

至少一组设于安装底板与调节支板、用于同步调整限位支块和主镜倾斜度的斜度调节组件。

优选的，斜度调节组件包括穿过安装底板的调整螺钉和设于调节支板且与调节螺钉相抵的调节凹槽，调节凹槽内设有与调节螺钉相抵的耐磨垫。

优选的，支撑底座还包括：

至少一组设于安装底板与调节支板之间、用于在斜度调节组件完成调节后限定调节支板相对于安装底板位置的限位固定组件。

优选的，支撑底座还包括：

两端分别与径向限位柱和调节支板相固连、用于支撑径向限位柱的径向支撑柱。

优选的，调节支板与限位支块之间设有用于使二者弹性相抵的弹性铰座。

优选的，弹性铰座具体为锥型弹性铰座。

优选的，还包括用于固连于限位支块与主镜之间以弹性限定主镜轴向移动的弹性限位件。

优选的，安装底板安装有至少一组用于为主镜散热的散热组件。

优选的，任一组限位支块具有三个呈三角状分布的支撑球，全部限位支块呈圆环状均匀分布。

相对于背景技术，本发明所提供的望远镜主镜支撑机构，包括支撑底座和至少三组限位支块，其中，支撑底座穿设主镜，限定主镜径向移动；每组限位支块的一侧铰接于支撑底座，另一侧与主镜弹性相连，从而限定主镜轴向移动，进而在支撑底座的配合下使主镜得到稳定支撑。进一步地，每个限位支块具有至少一个与主镜相抵的支撑球，由于主镜与限位支块弹性相连，使主镜与支撑球之间形成点接触，三组限位支块与主镜之间能够形成至少三个支撑点，三个支撑点形成用于支撑主镜的支撑面，相较于面支撑而言，点支撑能够有效消除不同面支撑所造成的干涉问题，进而消除因干涉施加至主镜的应力，使主镜免受应力干扰，因此本发明所提供的望远镜主镜支撑机构能够有效提升主镜的面形精度。

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为本发明一种具体实施例所提供的望远镜主镜支撑机构的主视图；

图2为图1的侧面剖视图；

图3为图2中A的局部放大图。

附图标记如下：

主镜01；

支撑底座1、限位支块2和支撑球3；

安装底板11、径向限位柱12、调节支板13、斜度调节组件14、限位固定组件15、径向支撑柱16、弹性铰座17、弹性限位件18和散热组件19。

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。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1至图3，图1为本发明一种具体实施例所提供的望远镜主镜支撑机构的主视图；图2为图1的侧面剖视图；图3为图2中A的局部放大图。

本发明实施例公开了一种望远镜主镜支撑机构的包括支撑底座1和至少三组限位支块2。

支撑底座1穿设主镜01的中心孔，且能够与主镜01的中心孔内壁相抵，限定主镜01径向移动。每组限位支块2的第一侧铰接于支撑底座1，其第二侧与主镜01弹性相连，限定主镜01轴向移动。支撑底座1和限位支块2分别从径向和轴向两个方向限定主镜01移动，从而使主镜01得到稳定支撑。

每个限位支块2具有至少一个与主镜01相抵的支撑球3，鉴于主镜01与限位支块2弹性相连，使主镜01与支撑球3之间形成点接触，三组限位支块2与主镜01之间能够形成至少三个支撑点，三个支撑点形成用于支撑主镜01的支撑面。

在该具体实施例中，本发明具体包括三个限位支块2，三个限位支块2呈圆环状均匀分布，实现稳定支撑主镜01。当然，限位支块2的数量不限于此，具体依据主镜01的重量及面积设定。每个限位支块2具有三个呈三角状分布的支撑球3。

具体地，每个限位支块2具体包含三根支撑臂，每根支撑臂的自由端均设有一个支撑球3。相应地，每根支撑臂的自由端具有用于容纳支撑球3的容纳槽。每个容纳槽的槽沿均设有一个按压板，按压板具有供支撑球3穿过的按压孔，按压孔的内侧面与支撑球3的上半球面相吻合，限定支撑球3仅能相对于支撑臂滚动，防止支撑球3脱离容纳槽，可靠性较高。按压板具体通过紧固螺钉固定在支撑臂上，但支撑球3的安装方式不限于此。

三根支撑臂中的两根为长支撑臂，另一根为短支撑臂。其中，短支撑臂沿主镜01的径向方向延伸，两根长支撑臂对称分布于短支撑臂的两侧，两根长支撑臂之间的夹角为钝角，短支撑臂与两根长支撑臂之间的夹角均为锐角，钝角与锐角的角度值依据实际情况设定。在该具体实施例中，钝角与锐角的角度值需使所有短支撑臂上所置支撑球3的支撑点位于同一内支撑圆上，同时也使所有长支撑臂上所置支撑球3的支撑点位于同一外支撑圆上，内支撑圆与外支撑圆同轴设置，相应地，主镜01的底部设有两个分别与内支撑圆和外支撑圆相对应的支撑环，从而使所有支撑臂均匀分担主镜01所施加的载荷，防止主镜01因受力不均而影响面形精度。当然，支撑臂的结构及分布方式不限于此。

综上所述，相较于面支撑而言，点支撑能够有效消除不同面支撑所造成的干涉问题，进而消除因干涉施加至主镜01的应力，使主镜01免受应力干扰，因此本发明所提供的望远镜主镜支撑机构能够有效提升主镜01的面形精度。

支撑底座1包括安装底板11、径向限位柱12、调节支板13和斜度调节组件14。其中，安装底板11的中心具有中心支柱，中心支柱的高度与调节支板13的厚度及径向限位柱12的长度有关，需保证径向限位柱12与中心支柱不接触，中心支柱的高度具体依据实际情况设定。

径向限位柱12与主镜01的中心孔内壁相抵，限定主镜01径向移动。在该具体实施例中，径向限位柱12优选为球头芯轴，但不限于此。

调节支板13套设于中心支柱上，调节支板13与限位支块2相铰接且与径向限位柱12相固连。以附图2的当前视图为准，安装底板11的中心设有用于安装调节支板13的安装凹槽，安装凹槽优选呈三角形状，相应地，调节支板13也呈三角形状，三个限位支块2与三角状调节支板13的三个顶角相铰接。调节支板13的三个顶角各设有一个与限位支块2的中心相铰接的铰支座。当然，调节支板13的结构不限于此。

斜度调节组件14包括至少一组，每组斜度调节组件14设于安装底板11与调节支板13之间，用于同步调整限位支块2和主镜01的倾斜度，方便依据实际工况微调主镜01的倾斜度，提升主镜01的适应性。

在该具体实施例中，优选安装底板11与调节支板13之间设有三组斜度调节组件14，三组斜度调节组件14呈圆环状均匀分布。每组斜度调节组件14包括调整螺钉和调节凹槽，调节螺钉的穿过安装底板11，安装底板11设有与调节螺钉相配的内螺纹，调节螺钉远离调节支板13的一端具有沉头槽，方便操作人员通过螺丝刀旋转调节螺钉，使调节螺钉按需顶起调节支板13。调节凹槽设于调节支板13的底部，调节凹槽与调节螺钉相配合，防止调节支板13在调节过程发生侧翻。为延长调节支板13的使用寿命，调节凹槽内设有与调节螺钉相抵的耐磨垫，耐磨垫可通过螺钉或黏胶固定于调节凹槽内。耐磨垫由耐磨材料制成，在此不做限定。当然，斜度调节组件14的结构、数量及安装方式均不限于此。

支撑底座1还包括至少一组设于安装底板11与调节支板13之间的限位固定组件15，当斜度调节组件14调节完调节支板13的斜度后，利用限位固定组件15限定调节支板13相对于安装底板11的位置，使调节支板13和安装底板11相对固定，防止主镜01支撑不稳，使主镜01长期保持理想的面形精度。

在该具体实施例中，安装底板11与调节支板13之间均设有三组呈圆环状均匀排列的限位固定组件15，每组限位固定组件15包括穿过安装底板11的固定孔、设于调节支板13底部的固定槽和穿过固定孔且与固定槽相配合的固定螺钉，固定槽与固定螺钉螺纹配合。当然，限位固定组件15的结构、数量及安装方式均不限于此。

支撑底座1还包括两端分别与径向限位柱12和调节支板13相固连的径向支撑柱16，用于支撑径向限位柱12。径向限位柱12的外径小于主镜01中心孔的内径，防止径向限位柱12的长度过长，有利于降低径向限位柱12的加工精度，降低加工成本。径向限位柱12的长度需满足径向限位柱12不与安装底板11相抵，使调节支板13能够带动径向限位柱12相对于安装底板11动作，可靠性较高。径向支撑柱16的两端均通过连接螺栓分别与径向限位柱12和调节支板13对应固连。

鉴于本实施例中九个支撑球3能够形成至少三个支撑面，为防止不同支撑面之间形成干涉，为解决该干涉问题，调节支板13与限位支块2之间设有弹性铰座17，使调节支板13与限位支块2弹性相抵，使所有支撑面保持在同一平面，消除不同支撑面之间的干涉应力，进一步提升主镜01的面形精度。

为限定限位支块2相对于调节支板13径向移动，弹性铰座17具体为锥型弹性铰座。在该具体实施例中，锥型弹性铰座包括相互配合的上铰座和下铰座，上铰座具有锥型凹槽，下铰座具有锥型凸起。调节支板13设有卡接槽，下铰座安装于卡接槽内，且下铰座的锥型凸起设于卡接槽外，卡接槽的槽沿设有与下铰座相抵的止挡环，使下铰座相对于调节支板13固定。限位支块2设有用于安装上铰座的安装槽，安装槽位于限位支块2的中心，下铰座通过紧固螺钉固定在安装槽内。上铰座和下铰座均可以是橡胶铰座，但弹性铰座17的结构不限于此。

鉴于限位支块2与主镜01之间弹性相连，在该具体实施中，本发明还包括固连于限位支块2与主镜01之间的弹性限位件18，弹性限位件18沿主镜01的轴向伸缩，一方面依靠弹性力限定主镜01轴向移动，另一方面能够防止主镜01通过弹性限位件18施加过大的载荷至限位支块2，使主镜01主要由支撑球3支撑，减小弹性限位件18对主镜面形精度的影响。

在该具体实施例中，弹性限位件18具体为圆柱弹簧，该圆柱弹簧垂直固连于上固定杆和下固定杆之间，上固定杆和下固定杆的中心轴线均于主镜01的底面相平行。其中，上固定杆固定于主镜01底部，下固定杆固定于限位支块2上。弹性限位件18靠近支撑球3设置，每个支撑臂各设有一个弹性限位件18，弹性限位件18的数量与支撑球3的数量相同，在此不作具体限定。当然，弹性限位件18的类型及安装方式均不限于此。

安装底板11安装有至少一组散热组件19，散热组件19用于为主镜01散热。在该具体实施例中，散热组件19具体为散热扇，散热扇与主镜01相平行。安装底板11具体设有至少一个用于安装散热组件19的避让槽，散热扇安装于避让槽中，防止散热扇与限位支块2发生碰撞干涉。散热扇具体通过转接板安装于避让槽中，转接板与散热扇一体式相连，且转接板通过紧定螺钉固定于避让槽中。当然，散热组件19的类型及安装方式均不限于此。

以上对本发明所提供的望远镜主镜支撑机构进行了详细介绍，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；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种望远镜主镜支撑机构，其特征在于，包括：

用于穿设主镜(01)以限定主镜(01)径向移动的支撑底座(1)；

至少三组第一侧铰接于所述支撑底座(1)且第二侧用于与主镜(01)弹性相连以限定主镜(01)轴向移动的限位支块(2)，任一组所述限位支块(2)具有至少一个用于与主镜(01)相抵的支撑球(3)。

2.根据权利要求1所述的望远镜主镜支撑机构，其特征在于，所述支撑底座(1)包括：

具有中心支柱的安装底板(11)；

用于与主镜(01)的中心孔内壁相抵的径向限位柱(12)；

与所述限位支块(2)相铰接且与所述径向限位柱(12)相固连、套设于所述中心支柱的调节支板(13)；

至少一组设于所述安装底板(11)与所述调节支板(13)、用于同步调整所述限位支块(2)和主镜(01)倾斜度的斜度调节组件(14)。

3.根据权利要求2所述的望远镜主镜支撑机构，其特征在于，所述斜度调节组件(14)包括穿过所述安装底板(11)的调整螺钉和设于所述调节支板(13)且与所述调节螺钉相抵的调节凹槽，所述调节凹槽内设有与所述调节螺钉相抵的耐磨垫。

4.根据权利要求2所述的望远镜主镜支撑机构，其特征在于，所述支撑底座(1)还包括：

至少一组设于所述安装底板(11)与所述调节支板(13)之间、用于在所述斜度调节组件(14)完成调节后限定所述调节支板(13)相对于所述安装底板(11)位置的限位固定组件(15)。

5.根据权利要求2至4任一项所述的望远镜主镜支撑机构，其特征在于，所述支撑底座(1)还包括：

两端分别与所述径向限位柱(12)和所述调节支板(13)相固连、用于支撑所述径向限位柱(12)的径向支撑柱(16)。

6.根据权利要求2至4任一项所述的望远镜主镜支撑机构，其特征在于，所述调节支板(13)与所述限位支块(2)之间设有用于使二者弹性相抵的弹性铰座(17)。

7.根据权利要求6所述的望远镜主镜支撑机构，其特征在于，所述弹性铰座(17)具体为锥型弹性铰座。

8.根据权利要求2至4任一项所述的望远镜主镜支撑机构，其特征在于，还包括用于固连于所述限位支块(2)与主镜(01)之间以弹性限定主镜(01)轴向移动的弹性限位件(18)。

9.根据权利要求2至4任一项所述的望远镜主镜支撑机构，其特征在于，所述安装底板(11)安装有至少一组用于为主镜(01)散热的散热组件(19)。

10.根据权利要求2至4任一项所述的望远镜主镜支撑机构，其特征在于，任一组所述限位支块(2)具有三个呈三角状分布的支撑球(3)，全部所述限位支块(2)呈圆环状均匀分布。

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