CN112255755B - 一种视场光阑安装装置及其安装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种视场光阑安装装置及其安装方法,所述视场光阑安装装置包括主镜、次镜、视场光阑、视场光阑柔性转接套、次镜支撑件及主镜支撑件,所述主镜固定在所述主镜支撑件上,所述次镜与所述次镜支撑件固定连接,所述次镜支撑件固定安装在所述主镜支撑件上,所述视场光阑柔性转接套固定于所述主镜的内孔处,所述视场光阑固定于所述视场光阑柔性转接套上,上述视场光阑安装装置,主镜作为视场光阑的支撑结构,在视场光阑和主镜之间增加视场光阑柔性转接套以隔绝视场光阑和主镜连接的装配应力。
Description
技术领域
本发明属于航空航天光学技术领域,具体涉及一种视场光阑安装装置及其安装方法。
背景技术
随着航空航天光学系统载荷逐渐向轻质高刚度高稳定性方向发展,同轴光学系统广泛应用于航空航天光学载荷中,无论是同轴全反式光学系统还是同轴折反式光学系统一般都包含两镜光学系统(即含有主镜、次镜),为了抑制光学系统的视场外杂光,通常在两镜系统的一次像面处设置视场光阑,视场光阑的作用可以抑制视场外杂散光进入到成像视场内,从而提高光学系统的信杂比。一般将视场光阑放置在主镜的中心开孔的前后。视场光阑靠近反射镜镜面并远离支撑结构,给视场光阑的支撑带来很多不必要的麻烦。
为了使设计结构更加的轻小化和紧凑性,需要将视场光阑与光学系统进行集成化设计,并且保证视场光阑易装配性,如何保证视场光阑集成化低应力安装是亟待解决的技术问题。
发明内容
鉴于此,有必要提供一种实现低应力安装的视场光阑安装装置。
为解决上述技术问题,本发明提供一种视场光阑安装装置,所述视场光阑安装装置包括主镜、次镜、视场光阑、视场光阑柔性转接套、次镜支撑件及主镜支撑件,所述主镜固定在所述主镜支撑件上,所述次镜与所述次镜支撑件固定连接,所述次镜支撑件固定安装在所述主镜支撑件上,所述视场光阑柔性转接套固定于所述主镜的内孔处,所述视场光阑固定于所述视场光阑柔性转接套上,所述主镜、所述次镜及所述视场光阑的光轴处于同一水平线。
在其中一些实施例中,所述视场光阑柔性转接套通过工艺销棒被径向定位粘接于所述主镜的内孔,所述视场光阑通过螺钉安装于所述视场光阑柔性转接套上,以形成所述视场光阑径向定位安装于所述主镜的内孔的状态。
在其中一些实施例中,所述主镜的内孔被设置成阶梯型,所述视场光阑柔性转接套包括设置于外径上的若干个视场光阑凸台及设置于内径上的若干个安装耳,若干个所述视场光阑凸台与所述主镜的配合面的内径之间形成缝隙,若干个所述安装耳形成的内径与所述阶梯型的内孔的最小内孔之间固定连接。
在其中一些实施例中,所述视场光阑凸台为三个,三个所述视场光阑凸台与所述主镜的配合面的内径之间形成的缝隙的尺寸为0.05mm~0.1mm,三个所述视场光阑凸台与所述主镜的配合面的内径之间的缝隙被注胶而形成所述视场光阑柔性转接套粘接于所述主镜的状态。
在其中一些实施例中,每个所述视场光阑凸台还加工有隔离槽,所述隔离槽采用线切割或者电火花的工艺加工形成,所述隔离槽的宽度在0.2mm~0.5mm之间。
在其中一些实施例中,所述安装耳为三个,三个所述安装耳构成的内径尺寸与所述阶梯型的内孔的最小内孔的最小直径配合公差为0.01mm~0.03mm。
在其中一些实施例中,每个所述安装耳还加工有开槽。
在其中一些实施例中,若干个所述安装耳构成的内径与所述阶梯型的内孔的最小内孔通过所述工艺销棒进行配合安装。
在其中一些实施例中,所述工艺销棒与所述阶梯型的内孔的最小内孔和所述视场光阑柔性转接套之间的配合间隙为0.02mm~0.04mm。
本发明在另一方面还提供了一种视场光阑安装装置的安装方法,包括以下步骤:
将视场光阑柔性转接套与所述主镜的阶梯型的内孔通过工艺销棒配合安装定位,以于所述视场光阑柔性转接套的视场光阑凸台与所述主镜的配合面的内径之间形成缝隙,并形成所述视场光阑柔性转接套的安装耳固定连接于所述阶梯型的内孔的最小内孔的状态;
通过注胶器注胶入所述视场光阑凸台与所述主镜的配合面的内径之间形成的缝隙中,以形成所述视场光阑柔性转接套粘接于所述主镜的状态;以及
将视场光阑螺钉连接于所述视场光阑柔性转接套。
在其中一些实施例中,所述视场光阑安装装置的安装方法还包括步骤:于所述视场光阑凸台加工形成隔离槽,和于所述安装耳加工形成开槽。
相较于现有技术,本发明提供的视场光阑安装装置,包括主镜、次镜、视场光阑、视场光阑柔性转接套、次镜支撑件及主镜支撑件,所述主镜固定在所述主镜支撑件上,所述次镜与所述次镜支撑件固定连接,所述次镜支撑件固定安装在所述主镜支撑件上,所述视场光阑柔性转接套固定于所述主镜的内孔处,所述视场光阑固定于所述视场光阑柔性转接套上,上述视场光阑安装装置,主镜作为视场光阑的支撑结构,在视场光阑和主镜之间增加视场光阑柔性转接套以隔绝视场光阑和主镜连接的装配应力,且由于视场光阑安装在柔性转接套上,利用视场光阑的直口与转接套的内径配合,实现视场光阑的径向定位,安装方案安装简单,可操作性更强,集成化程度更高,满足轻质高刚度光学系统对重量轻结构简单轻便的需求,有利于降低光学系统的制造复杂性和成本,易于实现产品的批量化生产和制造。。
另外,上述视场光阑安装装置,同轴光学系统的光学系统的基准一般为主镜,通过视场光阑与主镜内径的径向定位,保证视场光阑的精确定位,从而避免视场光阑通过多个零件之间的基准传递误差,造成视场光阑与主镜安装位置的失调。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解,构成本发明的一部分,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1为本发明实施例提供的视场光阑安装装置的结构示意图。
图2为本发明实施例提供的视场光阑安装示意图。
图3为本发明实施例提供的视场光阑柔性转接套和主镜对准示意图。
图4为本发明实施例提供的视场光阑柔性转接套结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。
请参阅图1,本发明视场光阑安装装置包括:视场光阑101、次镜102、主镜103、视场光阑柔性转接套104、次镜支撑件105及主镜支撑件106,且所述主镜103、所述次镜102及所述视场光阑101的光轴处于同一水平线。以下详细说明各个部件之间的连接关系。
所述主镜103固定在所述主镜支撑件106上,所述次镜102与所述次镜支撑件105固定连接,所述次镜支撑件105固定安装在所述主镜支撑件106上,所述视场光阑柔性转接套104固定于所述主镜103的内孔处,所述视场光阑101固定于所述视场光阑柔性转接套104上。
可以理解的是,主镜作为视场光阑的支撑结构,在视场光阑和主镜之间增加视场光阑柔性转接套以隔绝视场光阑和主镜连接的装配应力。
进一步地,所述视场光阑柔性转接套104通过工艺销棒108被径向定位粘接于所述主镜103的内孔,所述视场光阑101通过螺钉安装于所述视场光阑柔性转接套104上,以形成所述视场光阑101径向定位安装于所述主镜103的内孔的状态,也就是说,本发明的所述视场光阑柔性转接套104和所述主镜103之间通过径向胶粘的方式实现连接,所述视场光阑101通过螺钉固定安装于所述视场光阑柔性转接套104上,并利用所述视场光阑101的直口与所述视场光阑柔性转接套104的内径的配合实现所述视场光阑101、所述视场光阑柔性转接套104以及所述主镜103之间的径向定位,以此使得所述主镜103、所述次镜102及所述视场光阑101的光轴处于同一水平线。
具体地,请参阅图2至图4,所述主镜103的内孔成阶梯型,所述视场光阑柔性转接套104包括设置于外径上的若干个视场光阑凸台201及设置于内径上的若干个安装耳203,若干个所述视场光阑凸台201与所述主镜103的配合面的内径之间形成缝隙,若干个所述安装耳203形成的内径与所述阶梯型的内孔的最小内孔之间固定连接。
可以理解的是,主镜103的内孔设计成阶梯型,并作为视场光阑101的支撑结构,阶梯型内孔的最小直径作为视场光阑柔性转接套104和视场光阑101定位的基准。
在其中一些实施例中,所述视场光阑凸台201为三个,三个所述视场光阑凸台201与所述主镜103的配合面的内径之间形成的缝隙的尺寸为0.05mm~0.1mm,每个凸台的表面积为18mm2。
需要说明的是,视场光阑凸台201并不局限于三个。
可以理解的是,上述视场光阑柔性转接套104通过三点接触的方式与主镜103的配合面配合粘接,保证粘接的过程中不会产生较大的粘接应力。具体地,三个所述视场光阑凸台201与所述主镜103的配合面的内径之间的缝隙被注胶而形成所述视场光阑柔性转接套104粘接于所述主镜103的状态。
进一步地,每个所述视场光阑凸台201一侧利用线切割或电火花等加工方式加工有隔离槽205,所述隔离槽205的宽度在0.2mm~0.5mm之间,以隔离安装应力。
在其中一些实施例中,所述安装耳203为三个,三个所述安装耳203构成的内径尺寸与所述阶梯型的内孔的最小内孔的最小直径配合公差为0.01mm~0.03mm,且安装耳203带有螺纹连接孔。
需要说明的是,视场光阑的安装耳203并不局限于三个。
进一步,为了隔离安装应力,将安装耳203的利用线切割工艺开槽202,释放安装视场光阑时旋转自由度,保证视场光阑柔性转接套104可以适应视场光阑101安装面平面度差所引起的应力变形,从而保证视场光阑101安装不会引起镜面的面形的退化。
进一步地,若干个所述安装耳203构成的内径与所述阶梯型的内孔的最小内孔通过工艺销棒108进行配合安装,工艺销棒108与主镜103最小内孔和视场光阑柔性转接套104之间的配合间隙为0.02mm~0.04mm。
可以理解的是,视场光阑柔性转接套104与主镜103内孔通过预先设计好的工艺销棒108配合安装定位,能够保证视场光阑柔性转接套104与主镜103内孔之间的配合间隙均匀,然后通过特殊注胶器在主镜103内孔和视场光阑柔性转接套104的缝隙109中注入双组份环氧树脂胶水,从而形成视场光阑柔性转接套104粘接于所述主镜103的状态。
在其中一些实施例中,所述视场光阑101通过螺钉107安装于所述视场光阑柔性转接套104上,所述视场光阑101的外径与所述主镜103的内孔相配合。
需要说明的是,视场光阑101与主镜103通过粘接胶的方式或者其他机械连接的方式进行连接。
可以理解,将视场光阑101利用3颗螺钉107安装视场光阑柔性转接套104上,视场光阑101的外径与主镜103的内孔配合,为了保证主镜103和视场光阑101的安装和定位,将主镜103的中心孔内径与视场光阑101的外径进行精密的公差配合,并利用直口的方式实现视场光阑的径向定位,配合间隙选择为0.03~0.05mm。
在其中一些实施例中,视场光阑安装装置其装配顺序是将视场光阑柔性转接套104和主镜103通过工艺销棒108配合安装;然后通过特殊注胶器在主镜103内孔和视场光阑柔性转接套104的缝隙109中注入双组份环氧树脂胶水,保证视场光阑柔性转接套104与主镜103粘接固定;然后将视场光阑101通过视场光阑套104和主镜103进行径向定位,通过3颗螺钉107穿过视场光阑101连接到视场光阑柔性转接套104上,实现轴向预紧,完成视场光阑101的快速定位和装配,上述装配方法可以实现视场光阑的快速定位和安装,安装方式简单,提高了光学系统视场光阑的安装效率,易于实现批量化制造和集成。
相对于现有技术,上述视场光阑安装装置,主镜作为视场光阑的支撑结构,在视场光阑和主镜之间增加视场光阑柔性转接套以隔绝视场光阑和主镜连接的装配应力,且由于视场光阑安装在柔性转接套上,利用视场光阑的直口与转接套的内径配合,实现视场光阑的径向定位,安装方案安装简单,可操作性更强,集成化程度更高,满足轻质高刚度光学系统对重量轻结构简单轻便的需求,有利于降低光学系统的制造复杂性和成本,易于实现产品的批量化生产和制造。
另外,上述视场光阑安装装置,同轴光学系统的光学系统的基准一般为主镜,通过视场光阑与主镜内径的径向定位,保证视场光阑的精确定位,从而避免视场光阑通过多个零件之间的基准传递误差,造成视场光阑与主镜安装位置的失调。
可以理解的是,本发明在另一方面还提供了一种视场光阑安装装置的安装方法,包括以下步骤:
将主镜103的内孔设置成阶梯型;
将视场光阑柔性转接套104与所述主镜103的内孔通过工艺销棒108配合安装定位,以于所述视场光阑柔性转接套104的视场光阑凸台201与所述主镜103的配合面的内径之间形成缝隙,并形成所述视场光阑柔性转接套104的安装耳203固定连接于所述阶梯型的内孔的最小内孔的状态;
通过注胶器注胶入所述视场光阑凸台201与所述主镜103的配合面的内径之间形成的缝隙中,以形成所述视场光阑柔性转接套104粘接于所述主镜103的内孔的状态;以及
将视场光阑101螺钉连接于所述视场光阑柔性转接套104。
值得一提的是,所述视场光阑安装装置的安装方法还包括步骤:于所述视场光阑凸台201加工形成隔离槽205,和于所述安装耳203加工形成开槽202。
以上仅为本发明的实施例而已,并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的权利要求范围之内。
Claims (9)
1.一种视场光阑安装装置,其特征在于,所述视场光阑安装装置包括主镜、次镜、视场光阑、视场光阑柔性转接套、次镜支撑件及主镜支撑件,所述主镜固定在所述主镜支撑件上,所述次镜与所述次镜支撑件固定连接,所述次镜支撑件固定安装在所述主镜支撑件上,所述视场光阑柔性转接套通过工艺销棒被径向定位粘接于所述主镜的内孔,所述视场光阑通过螺钉安装于所述视场光阑柔性转接套上,以形成所述视场光阑径向定位安装于所述主镜的内孔的状态,利用所述视场光阑的直口与所述视场光阑柔性转接套的内径的配合实现所述视场光阑、所述视场光阑柔性转接套以及所述主镜之间的径向定位,以此使得所述主镜、所述次镜及所述视场光阑的光轴处于同一水平线。
2.根据权利要求1所述的视场光阑安装装置,其特征在于,所述主镜的内孔被设置成阶梯型,所述视场光阑柔性转接套包括设置于外径上的若干个视场光阑凸台及设置于内径上的若干个安装耳,若干个所述视场光阑凸台与所述主镜的配合面的内径之间形成缝隙,若干个所述安装耳形成的内径与所述阶梯型的内孔的最小内孔之间固定连接。
3.根据权利要求2所述的视场光阑安装装置,其特征在于,所述视场光阑凸台为三个,三个所述视场光阑凸台与所述主镜的配合面的内径之间形成的缝隙的尺寸为0.05mm~0.1mm,三个所述视场光阑凸台与所述主镜的配合面的内径之间的缝隙被注胶而形成所述视场光阑柔性转接套粘接于所述主镜的状态。
4.根据权利要求2所述的视场光阑安装装置,其特征在于,每个所述视场光阑凸台还加工有隔离槽,所述隔离槽采用线切割或者电火花的工艺加工形成,所述隔离槽的宽度在0.2mm~0.5mm之间。
5.根据权利要求2所述的视场光阑安装装置,其特征在于,所述安装耳为三个,三个所述安装耳构成的内径尺寸与所述阶梯型的内孔的最小内孔的最小直径配合公差为0.01mm~0.03mm。
6.根据权利要求2所述的视场光阑安装装置,其特征在于,每个所述安装耳还加工有开槽。
7.根据权利要求2所述的视场光阑安装装置,其特征在于,若干个所述安装耳构成的内径与所述阶梯型的内孔的最小内孔通过所述工艺销棒进行配合安装,所述工艺销棒与所述阶梯型的内孔的最小内孔和所述视场光阑柔性转接套之间的配合间隙为0.02mm~0.04mm。
8.一种视场光阑安装装置的安装方法,其特征在于,包括以下步骤:
将视场光阑柔性转接套与主镜的阶梯型的内孔通过工艺销棒配合安装定位,以于所述视场光阑柔性转接套的视场光阑凸台与所述主镜的配合面的内径之间形成缝隙,并形成所述视场光阑柔性转接套的安装耳固定连接于所述阶梯型的内孔的最小内孔的状态;
通过注胶器注胶入所述视场光阑凸台与所述主镜的配合面的内径之间形成的缝隙中,以形成所述视场光阑柔性转接套粘接于所述主镜的状态;以及
将视场光阑螺钉连接于所述视场光阑柔性转接套。
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,还包括步骤:于所述视场光阑凸台加工形成隔离槽,和于所述安装耳加工形成开槽。
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GR01 | Patent grant | ||
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