CN112269237A - 一种机载观瞄具用大物镜定心结构 - Google Patents

一种机载观瞄具用大物镜定心结构 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种机载观瞄具用大物镜定心结构，通过设置合适的结构形式及装调方案，可实现第一大物镜、第二大物镜之间良好的同轴及角偏要求；通过采用在第一大物镜定心镜筒、第二大物镜定心镜筒上设置贮胶槽特征的形式，进一步提升整体粘接效果；采用径向灌注硅橡胶，轴向透镜边缘滴注光学环氧树脂胶的形式，提高光学与结构零件间的连接刚度；通过设置径向调整垫块的结构形式，进一步提高了振动环境下的光轴稳定性及成像效果；通过使用第一大物镜压圈、第二大物镜压圈，使第一大物镜压板、第二大物镜压板对第一大物镜、第二大物镜工作面的压力更为均匀，进一步避免了由于局部压力过大造成的透镜面型变化，进一步保证了产品的成像性能指标。

Description

一种机载观瞄具用大物镜定心结构
技术领域
本发明属于机载观瞄具用大物镜定心部件，涉及一种机载观瞄具用大物镜定心结构。
背景技术
由于机载环境的特殊性，机载观瞄具常年工作在随机振动、高低温变化的环境中。因此在机载观瞄具设计过程中，需要充分考虑振动、高低温环境对于观瞄具成像效果的影响。为了适应高低温变化的环境，一般的，在透镜与镜筒之间需要预留一定的间隙，用于弥补因材料膨胀系数不同而导致的透镜与镜筒径向间隙的差异。同时，为了保证较好的光轴稳定性，机载观瞄具各透镜部件需要具有一定的结构刚度，从而保证振动环境下各透镜部件间的相对同轴、角偏不会发生明显变化。这就要求在透镜固定部件设计时，既要保证透镜与镜筒间预留间隙，又要满足透镜与镜筒可靠固定的要求。
同时，对于机载观瞄具的连续变焦光学系统，尤其是大口径高变倍比共轴连续变焦光学系统，其对各透镜之间的同轴及角偏要求相对较高，因此在结构设计时往往采用定心工艺方法将透镜的光轴转化为镜筒外圆柱面的机械轴，故在透镜定心部件设计时还要考虑定心工艺对镜筒结构特征的需求。
对于常见的机载连续变焦红外观瞄具而言，其大物镜定心部件往往对于光轴及成像质量较为敏感，因此，良好的大物镜定心部件结构设计对于机载观瞄具的成像效果能够起到较好的促进作用。对于一般的大口径高变倍比共轴连续变焦光学系统而言，其大物镜定心部件一般包含第一大物镜、第二大物镜两块透镜，且两者的相对同轴、角偏往往要求较高。因此，一般将第一大物镜、第二大物镜两块透镜的定心部件作为一体，在调整好两者的相对同轴、角偏后，作为一整个部件安装固定于机载观瞄具基座上。
发明内容
要解决的技术问题
为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种机载观瞄具用大物镜定心结构。
技术方案
一种机载观瞄具用大物镜定心结构，其特征在于包括第一大物镜定心镜筒3、第二大物镜定心镜筒4、大物镜轴向调整垫片5、第二大物镜压板6、第二大物镜压板调整垫片7、第二大物镜压圈8、第二大物镜径向调整垫块9、第一大物镜压板10、第一大物镜压板调整垫片11、第一大物镜压圈12和第一大物镜径向调整垫块13；第一大物镜定心镜筒3内设有注胶槽，第一大物镜1与第一大物镜定心镜筒3胶之间粘接固定，第一大物镜径向调整垫块13通过螺钉固定于第一大物镜定心镜筒3内，第一大物镜压圈12通过第一大物镜压板10压靠在第一大物镜1的工作面上；第二大物镜定心镜筒4内设有注胶槽，第二大物镜2与第二大物镜定心镜筒4之间胶粘接固定，第二大物镜径向调整垫块9通过螺钉固定于第二大物镜定心镜筒4内，第二大物镜压圈8通过第二大物镜压板6压靠在第二大物镜2的工作面上；第二大物镜定心镜筒4的上侧内圆柱孔与第一大物镜定心镜筒3的外圆柱面为精密配合；大物镜轴向调整垫片5通过螺钉压紧在第一大物镜定心镜筒3与第二大物镜定心镜筒4之间，通过大物镜轴向调整垫片5调节第一大物镜1与第二大物镜2的轴向间隙。
所述第二大物镜2与第二大物镜定心镜筒4之间的粘接采用硅橡胶和光学环氧树脂胶，硅橡胶通过第二大物镜定心镜筒4的径向多个注胶孔灌注，使其填充第二大物镜2与所述第二大物镜定心镜筒4的径向间隙；光学环氧树脂胶在第二大物镜2与第二大物镜定心镜筒4的边缘四点处滴注，使其对所述第二大物镜2的四个点起到固定作用。
所述第一大物镜1与第一大物镜定心镜筒3之间的粘接采用硅橡胶和光学环氧树脂胶，硅橡胶通过第一大物镜定心镜筒3的径向多个注胶孔灌注，使其填充第一大物镜1与第一大物镜定心镜筒3的径向间隙；光学环氧树脂胶在第一大物镜1与第一大物镜定心镜筒3的边缘四点处滴注，使其对所述第一大物镜1的四个点起到固定作用。
所述第二大物镜定心镜筒4的外圆柱面A、外圆柱面B、法兰面C为高精度的安装基准面，与观瞄具基座18上的圆柱孔、平台面进行精度配合。
所述第二大物镜定心镜筒4的外圈设有四个吊耳型螺钉安装孔及上侧三个沉孔型螺钉安装孔，与观瞄具基座18进行连接固定。
以外圆柱面A、外圆柱面B为轴基准，通过延伸圆柱面的长度，能够较为精确的传递第一大物镜1、第二大物镜2的光轴位置，提高第一大物镜1、第二大物镜2装配后与连续变焦光学系统光轴的同轴度。此外，第二大物镜定心镜筒4通过外圈的四个吊耳型螺钉安装孔及上侧三个沉孔型螺钉安装孔与观瞄具基座18进行连接固定，通过多点连接能够进一步提升大物镜定心部件的连接刚度。
第一大物镜压板10通过第一大物镜压圈12将压力传递到第一大物镜1工作面边缘，第二大物镜压板6通过第二大物镜压圈8将压力传递到第二大物镜2工作面边缘，这便于第一大物镜1、第二大物镜2的工作面受力均匀，不会对其面型产生较大影响。
有益效果
本发明提出的一种机载观瞄具用大物镜定心结构，包括第一大物镜定心镜筒、第二大物镜定心镜筒、大物镜轴向调整垫片、第二大物镜压板、第二大物镜压板调整垫片、第二大物镜压圈、第二大物镜径向调整垫块、第一大物镜压板、第一大物镜压板调整垫片、第一大物镜压圈、第一大物镜径向调整垫块、螺钉、销钉、硅橡胶、光学环氧树脂胶、观瞄具基座等。通过设置合适的结构形式及装调方案，可实现第一大物镜、第二大物镜之间良好的同轴及角偏要求；通过采用在所述第一大物镜定心镜筒、第二大物镜定心镜筒上设置贮胶槽特征的形式，进一步提升整体粘接效果；采用径向灌注硅橡胶，轴向透镜边缘滴注光学环氧树脂胶的形式，提高光学与结构零件间的连接刚度；通过设置径向调整垫块的结构形式，进一步提高了振动环境下的光轴稳定性及成像效果；通过使用第一大物镜压圈、第二大物镜压圈，使第一大物镜压板、第二大物镜压板对第一大物镜、第二大物镜工作面的压力更为均匀，进一步避免了由于局部压力过大造成的透镜面型变化，进一步保证了产品的成像性能指标。
附图说明
图1为机载观瞄具用大物镜定心部件示意图.
图2为机载观瞄具用大物镜定心部件的正视图(去掉序号12)。
图3、图4为本发明最优实施例的剖视图。
图5为本发明最优实施例的侧视图。
图6为本发明最优实施例的仰视图。
图7、图8为本发明最优实施例的装配效果图。
图中：1、第一大物镜，2、第二大物镜，3、第一大物镜定心镜筒，4、第二大物镜定心镜筒，5、大物镜轴向调整垫片，6、第二大物镜压板，7、第二大物镜压板调整垫片，8、第二大物镜压圈，9、第二大物镜径向调整垫块，10、第一大物镜压板，11、第一大物镜压板调整垫片，12、第一大物镜压圈，13、第一大物镜径向调整垫块，14、螺钉，15、销钉，16、硅橡胶，17、光学环氧树脂胶，18、观瞄具基座。
具体实施方式
现结合实施例、附图对本发明作进一步描述：
如图2至图8所示，本发明提供了一种机载观瞄具用大物镜定心部件，包括第一大物镜1、第二大物镜2、第一大物镜定心镜筒3、第二大物镜定心镜筒4、大物镜轴向调整垫片5、第二大物镜压板6、第二大物镜压板调整垫片7、第二大物镜压圈8、第二大物镜径向调整垫块9、第一大物镜压板10、第一大物镜压板调整垫片11、第一大物镜压圈12、第一大物镜径向调整垫块13、螺钉14、销钉15、硅橡胶16、光学环氧树脂胶17、观瞄具基座18等。
所述第二大物镜定心镜筒4为整个大物镜定心部件的安装平台，第二大物镜定心镜筒4的上侧内圆柱孔与第一大物镜定心镜筒3的外圆柱面为精密配合。第二大物镜2通过硅橡胶16、光学环氧树脂胶17与第二大物镜定心镜筒4进行粘接，第二大物镜径向调整垫块9通过螺钉14安装固定于第二大物镜定心镜筒4内，对第二大物镜2起到限制径向位移的作用。特别的，硅橡胶16通过第二大物镜定心镜筒4的径向八个注胶孔进行分段灌注，使其填充第二大物镜2与第二大物镜定心镜筒4的径向间隙；所述光学环氧树脂胶17在第二大物镜2与第二大物镜定心镜筒4的边缘四点处滴注，使其对第二大物镜2的四个点起到固定作用。
所述第二大物镜定心镜筒4内部预留一圈注胶槽，便于硅橡胶16灌注于第二大物镜2与第二大物镜定心镜筒4之间。第二大物镜压圈8通过第二大物镜压板6压靠在第二大物镜2的工作面上，对第二大物镜2起到限制径向位移的作用。
同样的，第一大物镜1通过硅橡胶16、光学环氧树脂胶17与第一大物镜定心镜筒3进行粘接，第一大物镜径向调整垫块13通过螺钉14安装固定于第一大物镜定心镜筒3内，对第一大物镜1起到限制径向位移的作用。硅橡胶16通过第一大物镜定心镜筒3的径向八个注胶孔进行分段灌注，使其填充第一大物镜1与第一大物镜定心镜筒3的径向间隙；所述光学环氧树脂胶17在第一大物镜1与第一大物镜定心镜筒3的边缘四点处滴注，使其对第一大物镜1的四个点起到固定作用。
所述第一大物镜定心镜筒3内部预留一圈注胶槽，便于硅橡胶16灌注于第一大物镜1与第一大物镜定心镜筒3之间。第一大物镜压圈12通过第一大物镜压板10压靠在第一大物镜1的工作面上，对第一大物镜起到限制径向位移的作用。
所述第一大物镜1、第二大物镜2之间的轴向间隙通过大物镜轴向调整垫片5进行调节，通过螺钉14将大物镜轴向调整垫片5压紧在第一大物镜定心镜筒3、第二大物镜定心镜筒4之间。
所述第二大物镜定心镜筒4的外圆柱面A、外圆柱面B、法兰面C为精度较高的安装基准面，与观瞄具基座18上的圆柱孔、平台面进行精度配合。以外圆柱面A、外圆柱面B为轴基准，通过延伸圆柱面的长度，能够较为精确的传递第一大物镜1、第二大物镜2的光轴位置，提高第一大物镜1、第二大物镜2装配后与连续变焦光学系统光轴的同轴度。此外，第二大物镜定心镜筒4通过外圈的四个吊耳型螺钉安装孔及上侧三个沉孔型螺钉安装孔与观瞄具基座18进行连接固定，通过多点连接能够进一步提升大物镜定心部件的连接刚度。
此外，第一大物镜压板10通过第一大物镜压圈12将压力传递到第一大物镜1工作面边缘，第二大物镜压板6通过第二大物镜压圈8将压力传递到第二大物镜2工作面边缘，这便于第一大物镜1、第二大物镜2的工作面受力均匀，不会对其面型产生较大影响。
为了保证第一大物镜1、第二大物镜2之间的相对同轴和角偏，同时保证第一大物镜定心镜筒3的外圆柱面机械轴能够与第一大物镜1、第二大物镜2光轴满足较好的同轴度要求，对于大物镜定心部件的装调方法提出要求。具体的，首先将第一大物镜定心镜筒3、第二大物镜定心镜筒4通过螺钉14进行安装固定，利用销钉15将两者的相对位置进行定位。然后，以第二大物镜定心镜筒4的外圆柱面A、外圆柱面B为复合轴基准，以第二大物镜定心镜筒4的法兰面C为面基准，将第一大物镜1定心安装于第一大物镜定心镜筒3中，定心时通过第一大物镜定心镜筒3的径向螺钉孔微调第一大物镜1与第一大物镜定心镜筒3的径向间隙，使第一大物镜1的光轴与复合基准轴A-B的同轴度满足光学指标要求。
然后通过选配及修磨第一大物镜径向垫块，使其充分填充第一大物镜1与第一大物镜定心镜筒3四个圆柱形缺口处的径向间隙，对第一大物镜1起到径向固定的作用，并通过螺钉14将第一大物镜径向垫块安装固定于第一大物镜定心镜筒3中。随后在径向分段灌注硅橡胶16，并在第一大物镜1上部工作面边缘滴注光学环氧树脂胶17，静置使其固化。
最后将第一大物镜压圈12、第一大物镜压板10安装固定于第一大物镜定心镜筒3上，在装配时监测第一大物镜1的面型变化，通过在第一大物镜压圈12、第一大物镜压板10中间加减第一大物镜压板调整垫片11，使第一大物镜压圈12、第一大物镜压板10起到对第一大物镜1压紧的作用，但又不会对第一大物镜1面型产生明显影响。
接下来对第二大物镜2定心装配于第二大物镜定心镜筒4中。具体的，将第二大物镜定心镜筒4与第一大物镜定心镜筒3之间的螺钉14拆除，再次以第二大物镜定心镜筒4的外圆柱面A、外圆柱面B为复合轴基准，以第二大物镜定心镜筒4的法兰面C为面基准，将第二大物镜定心安装于第二大物镜定心镜筒4中。定心时通过第二大物镜定心镜筒4的径向螺钉孔微调第二大物镜2与第二大物镜定心镜筒4的径向间隙，使第二大物镜2的光轴与复合基准轴A-B的同轴度满足光学指标要求。
然后通过选配及修磨第二大物镜径向垫块，使其充分填充第二大物镜2与第二大物镜定心镜筒4四个圆柱形缺口处的径向间隙，对第二大物镜2起到径向固定的作用，并通过螺钉14将第二大物镜径向垫块安装固定于第二大物镜定心镜筒4中。随后在径向分段灌注硅橡胶16，并在第二大物镜2上部工作面边缘滴注光学环氧树脂胶17，静置使其固化。
将第二大物镜压圈8、第二大物镜压板6安装固定于第二大物镜定心镜筒4上，在装配时监测第二大物镜2的面型变化，通过在第二大物镜压圈8、第二大物镜压板6中间加减第二大物镜压板调整垫片7，使第二大物镜压圈8、第二大物镜压板6起到对第二大物镜2压紧的作用，但又不会对第二大物镜2面型产生明显影响。
最后，将完成定心装配的第一大物镜定心镜筒3安装固定于第二大物镜定心镜筒4中，通过大物镜轴向调整垫片5调节第一大物镜1、第二大物镜2之间的轴向间隙，使其满足光学轴向间隔要求。

Claims (6)

1.一种机载观瞄具用大物镜定心结构，其特征在于包括第一大物镜定心镜筒(3)、第二大物镜定心镜筒(4)、大物镜轴向调整垫片(5)、第二大物镜压板(6)、第二大物镜压板调整垫片(7)、第二大物镜压圈(8)、第二大物镜径向调整垫块(9)、第一大物镜压板(10)、第一大物镜压板调整垫片(11)、第一大物镜压圈(12)和第一大物镜径向调整垫块(13)；第一大物镜定心镜筒(3)内设有注胶槽，第一大物镜(1)与第一大物镜定心镜筒(3)胶之间粘接固定，第一大物镜径向调整垫块(13)通过螺钉固定于第一大物镜定心镜筒(3)内，第一大物镜压圈(12)通过第一大物镜压板(10)压靠在第一大物镜(1)的工作面上；第二大物镜定心镜筒(4)内设有注胶槽，第二大物镜(2)与第二大物镜定心镜筒(4)之间胶粘接固定，第二大物镜径向调整垫块(9)通过螺钉固定于第二大物镜定心镜筒(4)内，第二大物镜压圈(8)通过第二大物镜压板(6)压靠在第二大物镜(2)的工作面上；第二大物镜定心镜筒(4)的上侧内圆柱孔与第一大物镜定心镜筒(3)的外圆柱面为精密配合；大物镜轴向调整垫片(5)通过螺钉压紧在第一大物镜定心镜筒(3)与第二大物镜定心镜筒(4)之间，通过大物镜轴向调整垫片(5)调节第一大物镜(1)与第二大物镜(2)的轴向间隙。
2.根据权利要求1所述机载观瞄具用大物镜定心结构，其特征在于：所述第二大物镜(2)与第二大物镜定心镜筒(4)之间的粘接采用硅橡胶和光学环氧树脂胶，硅橡胶通过第二大物镜定心镜筒(4)的径向多个注胶孔灌注，使其填充第二大物镜(2)与所述第二大物镜定心镜筒(4)的径向间隙；光学环氧树脂胶在第二大物镜(2)与第二大物镜定心镜筒(4)的边缘四点处滴注，使其对所述第二大物镜(2)的四个点起到固定作用。
3.根据权利要求1所述机载观瞄具用大物镜定心结构，其特征在于：所述第一大物镜(1)与第一大物镜定心镜筒(3)之间的粘接采用硅橡胶和光学环氧树脂胶，硅橡胶通过第一大物镜定心镜筒(3)的径向多个注胶孔灌注，使其填充第一大物镜(1)与第一大物镜定心镜筒(3)的径向间隙；光学环氧树脂胶在第一大物镜(1)与第一大物镜定心镜筒(3)的边缘四点处滴注，使其对所述第一大物镜(1)的四个点起到固定作用。
4.根据权利要求1所述机载观瞄具用大物镜定心结构，其特征在于：所述第二大物镜定心镜筒(4)的外圆柱面A、外圆柱面B、法兰面C为高精度的安装基准面，与观瞄具基座(18)上的圆柱孔、平台面进行精度配合。
5.根据权利要求1所述机载观瞄具用大物镜定心结构，其特征在于：所述第二大物镜定心镜筒(4)的外圈设有四个吊耳型螺钉安装孔及上侧三个沉孔型螺钉安装孔，与观瞄具基座(18)进行连接固定。
6.一种采用权利要求1～5任一项所述机载观瞄具用大物镜定心结构安装机载观瞄具用大物镜的方法，其特征在于步骤如下：
步骤1：将第一大物镜定心镜筒(3)、第二大物镜定心镜筒(4)通过螺钉进行安装固定，利用销钉(15)将两者的相对位置进行定位；
步骤2：以第二大物镜定心镜筒(4)的外圆柱面A、外圆柱面B为复合轴基准，以第二大物镜定心镜筒(4)的法兰面C为面基准，将第一大物镜(1)定心安装于第一大物镜定心镜筒(3)中，定心时通过第一大物镜定心镜筒(3)的径向螺钉孔微调第一大物镜(1)与第一大物镜定心镜筒(3)的径向间隙，使第一大物镜(1)的光轴与复合基准轴A-B的同轴度满足光学指标要求；
步骤3：通过螺钉将第一大物镜径向垫块安装固定于第一大物镜定心镜筒(3)中，随后在径向分段灌注硅橡胶，并在第一大物镜(1)上部工作面边缘滴注光学环氧树脂胶，静置使其固化；
步骤4：将第一大物镜压圈(12)、第一大物镜压板(10)安装固定于第一大物镜定心镜筒(3)上，在装配时监测第一大物镜(1)的面型变化；在第一大物镜压圈(12)、第一大物镜压板(10)中间加减第一大物镜压板调整垫片(11)，使第一大物镜压圈(12)、第一大物镜压板(10)起到对第一大物镜(1)压紧的作用；
步骤5：将第二大物镜定心镜筒(4)与第一大物镜定心镜筒3之间的螺:拆除，以第二大物镜定心镜筒(4)的外圆柱面A、外圆柱面B为复合轴基准，以第二大物镜定心镜筒(4)的法兰面C为面基准，将第二大物镜定心安装于第二大物镜定心镜筒(4)中；定心时通过第二大物镜定心镜筒(4)的径向螺钉孔微调第二大物镜(2)与第二大物镜定心镜筒(4)的径向间隙，使第二大物镜(2)的光轴与复合基准轴A-B的同轴度满足光学指标要求；
步骤6：通过螺钉将第二大物镜径向垫块安装固定于第二大物镜定心镜筒(4)中，随后在径向分段灌注硅橡胶，并在第二大物镜(2)上部工作面边缘滴注光学环氧树脂胶，静置使其固化；
步骤7：将第二大物镜压圈(8)、第二大物镜压板(6)安装固定于第二大物镜定心镜筒(4)上，在装配时监测第二大物镜(2)的面型变化，通过在第二大物镜压圈(8)、第二大物镜压板(6)中间加减第二大物镜压板调整垫片(7)，使第二大物镜压圈(8)、第二大物镜压板(6)起到对第二大物镜(2)压紧的作用；
步骤8：将完成定心装配的第一大物镜定心镜筒(3)安装固定于第二大物镜定心镜筒(4)中，通过大物镜轴向调整垫片(5)调节第一大物镜(1)、第二大物镜(2)之间的轴向间隙，使其满足光学轴向间隔要求。
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