CN114326013B - 一种用于倾斜测量相机的主镜组件 - Google Patents

Abstract

本申请属于光机结构设计技术领域，特别是涉及一种用于倾斜测量相机的主镜组件，包括主镜、主镜柔节、主镜背板，所述主镜与所述主镜柔节粘结，所述主镜背板与所述主镜柔节固定连接；所述主镜柔节内孔柱面上设有三处周向均匀分布向内凸起的粘结面，所述主镜的外柱面通过所述粘结面与所述主镜柔节粘结。本申请的主镜组件面形精度高，能够保证主镜的位置与姿态在可控范围内，确保了相机成像质量。

Description

一种用于倾斜测量相机的主镜组件

技术领域

本申请涉及光机结构设计技术领域，特别是涉及一种用于倾斜测量相机的主镜组件。

背景技术

航空相机主镜面形精度对整机光学传递函数影响很大，进而影响相机成像质量。然而航空相机所经历的复杂力/热环境，如：自身重力、宽范围的温度变化，都会对主镜面形精度产生影响。另外，光学设计为确保加工/装调完成后的光学系统传递函数，对各光学元件曲面顶点间的距离精度及曲面相对光轴的倾斜角精度都提出了严格的约束限制条件，即对主镜镜面的位姿精度也提出了较高要求。因此，需要设计出一种在航空相机任务环境剖面内，能同时保证主镜面形精度与位姿精度的主镜组件。

发明内容

基于此，本申请提供一种用于倾斜测量相机的主镜组件，解决如何在典型航空相机任务环境下保证主镜镜面面形及其位姿精度的问题。

为解决上述技术问题，本申请提供一种用于倾斜测量相机的主镜组件，包括主镜、主镜柔节、主镜背板，所述主镜与所述主镜柔节粘结，所述主镜背板与所述主镜柔节固定连接；所述主镜柔节内孔柱面上设有三处周向均匀分布向内凸起的粘结面，所述主镜的外柱面通过所述粘结面与所述主镜柔节粘结。

优选的，所述主镜背板通过螺钉、螺母与粘结在一起的主镜、主镜柔节固定连接。

优选的，所述主镜背板与所述主镜柔节的连接口为光孔，通过背母的方式进行固连。

优选的，所述主镜柔节的外围设有三处均匀分布的柔性环节，柔性环节上设有与所述主镜背板连接的接口。

优选的，所述柔性环节与所述粘结面周向均匀交错布置。

优选的，所述主镜柔节的每个粘结面上设有等间距纵横交错的容胶槽。

优选的，所述主镜柔节每处柔性环节包括径向柔性和轴向柔性环节，所述径向柔性环节呈“S”形，所述轴向柔性环节呈“一”字形。

优选的，所述主镜柔节每处柔性环节的径向柔性环节参数包括柔性槽的宽度w、深度h及穿丝孔直径d。

优选的，所述主镜柔节每处柔性环节的轴向柔性环节参数包括柔性槽的宽度W、厚度H、长度L。

优选的，所述主镜柔节的材料膨胀系数低且与所述主镜材料的膨胀系数匹配。

本申请的有益效果：

1)本申请通过主镜柔节的柔性设计，保证主镜的位置与姿态在可控范围内，确保了相机成像质量，具有工程实用价值，柔性设计是需要平衡位姿精度与面形精度的一个优化设计；

2)通过胶粘剂将所述主镜与所述主镜柔节粘结在一起，所述粘结仅发生在所述主镜柔节周向处所述粘结面处，防止胶粘剂固化过程中产生过大的粘结应力以影响所述主镜的面形精度；

3)本申请由于主镜柔节设有径向柔性，当环境温度变化时因主镜背板与主镜柔节、主镜的热膨胀系数不匹配造成的热应力会减小，进而减小对主镜面形的影响。由于主镜柔节设有轴向柔性，当主镜及主镜柔节与主镜背板通过螺钉与螺母固连后，可以减小惯性力在轴向上引起主镜的结构应力，进而减小对主镜面形的影响。

4)由于主镜柔节与主镜背板的连接接口是光孔而不是螺纹孔，螺钉穿过此孔后背母将主镜、主镜柔节与主镜背板压紧在一起，可以避免因紧固引入复杂的扭转应力，进而减小对主镜面形的影响。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种用于倾斜测量相机的主镜组件示意图；

图2为本申请实施例提供的一种用于倾斜测量相机的主镜组件中主镜柔节结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种用于倾斜测量相机的主镜组件中主镜柔节粘结面结构示意图；

图4为本申请实施例提供的一种用于倾斜测量相机的主镜组件中主镜柔节柔性环节结构示意图。

附图中各标号的含义为：

1、主镜，2、主镜柔节，3、主镜背板，4、螺钉，5、螺母；201、粘结面，202、接口，203、柔性环节；301、横向容胶槽，302、纵向容胶槽；401、径向柔性环节，402、轴向柔性环节。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的较佳实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。

实施例1：

参见附图1，本发明的一种用于倾斜测量相机的主镜组件包括主镜1、主镜柔节2、主镜背板3、螺母4、螺钉5。

所述主镜1通过胶粘剂与主镜柔节2粘结在一起；所述主镜背板3通过螺钉4、螺母5与粘结在一起的主镜1、主镜柔节2固连在一起。

参见附图2，所述主镜柔节2上设有：周向呈120°分布的粘结面201，粘结面201向内凸起；三处呈周向120°分布的柔性环节203，主镜1的外柱面通过所述粘结面201与所述主镜柔节2粘结，柔性环节203外部设有与主镜背板3连接用的接口202；所述三处粘结面201与三处柔性环节203在周向交错分布，即每一处粘结面201与其相邻柔性环节203/接口202周向间隔60°。

参见附图3，所述主镜柔节2上的粘结面201设有空间间隔相等的横向容胶槽301、纵向容胶槽302。

参见附图4，所述主镜柔节2上的柔性环节203设有径向柔性环节401、轴向柔性环节402。其中径向柔性环节401呈“S”形，轴向柔性环节402设计呈“一”字形。径向柔性环节401每条柔性槽的宽度w、深度h及穿丝孔直径d可以作为优化变量进行优化设计以满足柔性需求；每处轴向柔性环节402宽度W、厚度H、长度L可以作为优化变量进行优化设计以满足柔性需求。所述主镜柔节2与主镜背板3的连接口202为光孔(非螺纹孔)，通过背母的方式进行固连。

所述主镜柔节2的材料膨胀系数低且与所述主镜1材料的膨胀系数匹配。

本申请实施例提供的一种用于倾斜测量相机的主镜组件组装过程如下：

首先使用酒精棉球擦净所述主镜1与所述主镜柔节2的粘结位置。其次通过胶粘剂将所述主镜1与所述主镜柔节2粘结在一起。所述粘结仅发生在所述主镜柔节2周向3处所述粘结面201处，所述胶粘剂用量应充满所述粘结面201的所述横向容胶槽301与所述纵向容胶槽302，且不宜过多，防止胶粘剂固化过程中产生过大的粘结应力以影响所述主镜1的面形精度。最后等待胶粘剂固化完成后，通过所述螺钉4、所述螺母5以背母的方式将粘结在一起的所述主镜1及所述主镜柔节2与所述主镜背板3紧固在一起，形成所述主镜组件。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本申请的优选的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种用于倾斜测量相机的主镜组件，其特征在于，包括主镜、主镜柔节、主镜背板，所述主镜与所述主镜柔节粘结，所述主镜背板与所述主镜柔节固定连接；所述主镜柔节内孔柱面上设有三处周向均匀分布向内凸起的粘结面，所述主镜的外柱面通过所述粘结面与所述主镜柔节粘结；所述主镜柔节的外围设有三处均匀分布的柔性环节，柔性环节上设有与所述主镜背板连接的接口。

2.根据权利要求1所述的一种用于倾斜测量相机的主镜组件，其特征在于，所述主镜背板通过螺钉、螺母与粘结在一起的主镜、主镜柔节固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种用于倾斜测量相机的主镜组件，其特征在于，所述主镜背板与所述主镜柔节的连接口为光孔，通过背母的方式进行固连。

4.根据权利要求1所述的一种用于倾斜测量相机的主镜组件，其特征在于，所述柔性环节与所述粘结面周向均匀交错布置。

5.根据权利要求1所述的一种用于倾斜测量相机的主镜组件，其特征在于，所述主镜柔节的每个粘结面上设有等间距纵横交错的容胶槽。

6.根据权利要求1所述的一种用于倾斜测量相机的主镜组件，其特征在于，所述主镜柔节每处柔性环节包括径向柔性环节和轴向柔性环节，所述径向柔性环节呈“S”形，所述轴向柔性环节呈“一”字形。

7.根据权利要求6所述的一种用于倾斜测量相机的主镜组件，其特征在于，所述主镜柔节每处柔性环节的径向柔性环节参数包括柔性槽的宽度w、深度h及穿丝孔直径d。

8.根据权利要求6所述的一种用于倾斜测量相机的主镜组件，其特征在于，所述主镜柔节每处柔性环节的轴向柔性环节参数包括柔性槽的宽度W、厚度H、长度L。

9.根据权利要求1所述的一种用于倾斜测量相机的主镜组件，其特征在于，所述主镜柔节的材料膨胀系数低且与所述主镜材料的膨胀系数匹配。

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