CN114460714A - 一种光电吊舱主镜安装结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光电吊舱主镜安装结构，包括主镜座、镜筒和主镜环，所述主镜座安装于主镜的下端面，所述镜筒安装于所述主镜中心的内圆孔，并且与主镜座连接；所述主镜环，固定连接于所述主镜外围，通过柔性件限位于所述主镜座上端，所述柔性件通过螺钉与主镜座连接；本发明设计合理，用于安装光电吊舱主镜的结构，通过该结构安装的光电吊舱主镜在工作温度变化时面形精度不会降低，可保证光学系统的成像质量；同时本发明通过中心支撑加圆周支撑的方式保证主镜的安装刚度高，在重力作用下变形小。
Description
技术领域
本发明涉及光电吊舱领域，具体讲是一种光电吊舱主镜安装结构。
背景技术
在光电吊舱光机系统中，主镜的面形精度直接决定了整个系统成像质量的优劣。主镜座的材料为一般为铝合金，其热膨胀系数与主镜的热膨胀系数相差较大，若直接将主镜与主镜座固定，当温度变化时，主镜与主镜座在径向的变形不一致，它们之间必然产生内应力，导致主镜面形精度变差，降低整个系统的成像质量，所以在设计光电吊舱的光机系统时，必须考虑主镜的安装结构，尽量降低力热耦合作用对主镜面形精度的影响。
为了消除安装基础的热变形对主镜的影响，目前主镜一般需要柔性安装，而且现有技术普遍具有主镜连接刚度低，自重作用下变形大，结构复杂、成本高等缺点。
经检索发现公开号为CN102540403B的专利利用弹簧和螺杆连接主镜座和支撑座，再用柔性装置连接支撑座和安装基础，可以调节主镜的六个自由度，且安装基础的变形不会对主镜造成影响，缺点是结构复杂，成本高，主镜的安装刚度不足，无法用在有剧烈振动的光电吊舱中。
经检索发现公开号为CN106383397B的专利利用柔性膜片、调整组件、锁紧组件实现主镜的安装、调节，缺点是主镜仅通过三个凸台和支承座 粘接，连接强度有限，主镜在自身重力作用下变形较大，结构复杂，成本高。CN103399389A 利用定位薄膜的变形吸收外部的热应力，使主镜面形不受温度变化的影响。缺点是主镜仅通过中心的芯轴粘接固定，主镜在振动和自重作用下变形较大，定位薄膜尺寸大，成本高。
发明内容
因此，为了解决上述不足，本发明在此提供一种设计合理，用于安装光电吊舱主镜的结构，通过该结构安装的光电吊舱主镜在工作温度变化时面形精度不会降低，主镜安装刚度高，在重力作用下变形小，可保证光学系统的成像质量。
本发明是这样实现的，构造一种光电吊舱主镜安装结构，包括
主镜座，安装于主镜的下端面，
镜筒，安装于所述主镜中心的内圆孔，并且与主镜座连接；以及
主镜环，固定连接于所述主镜外围，通过柔性件限位于所述主镜座上端，所述柔性件通过螺钉与主镜座连接。
优选的，所述主镜环与所述主镜为粘接固定。
优选的，所述主镜环的下端面与主镜座的上端面配合，实现主镜的轴向定位。
优选的，所述主镜中心的内孔圆柱面与镜筒的外圆柱面配合实现主镜径向定位，所述镜筒与主镜座通过螺钉固定。
所述镜筒实现主镜的径向定位，所述主镜环、柔性件实现主镜的轴向定位，同时释放主镜在径向的变形自由度。所述镜筒、主镜环的材料选用热膨胀系数与主镜匹配的铟钢材料，所述柔性件材料选用韧性好的钛合金，所述主镜座可用一般的铝合金材料。所述主镜没有过约束，因而在温度变化时不会产生额外的温度应力，面形精度不受温度变化影响；本发明通过中心支撑加圆周支撑的方式保证主镜的安装刚度高，在重力作用下变形小。
本发明具有如下优点：
本发明设计合理，结构巧妙，是一种用于安装光电吊舱的结构，通过该结构安装的光电吊舱主镜在工作温度变化时面形精度不会降低，主镜安装刚度高，在重力作用下变形小，可保证光学系统的成像质量；并且结构简单，加工成本低，安装工艺简单，效率高，同时主镜座可用铝合金材料，重量轻。
同时本发明所述主镜中心的内孔圆柱面与镜筒的外圆柱面配合实现径向定位，所述镜筒与主镜座通过螺钉固定。所述主镜与主镜环通过胶粘接固定，所述主镜环的下端面与所述主镜座的上端面配合，实现主镜的轴向定位，再用所述柔性件连接主镜环与主镜座，防止主镜有轴向窜动；所述镜筒、主镜环和柔性件共同作用实现主镜的轴向、径向精确定位。
附图说明
图1是本发明的立体示意图；
图2是本发明的主视示意图；
图3是图2中B-B的剖视示意图；
图4是本发明所述主镜的立体示意图；
图5是本发明所述镜筒的立体示意图；
图6是本发明所述镜筒的主视示意图；
图7是图6中A-A的剖视示意图；
图8是本发明所述主镜环的立体示意图；
图9是本发明所述柔性件的立体示意图；
图10是本发明所述主镜座的立体示意图。
具体实施方式
下面将结合附图1-图10对本发明进行详细说明，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。
如图1-图3所示，一种光电吊舱主镜安装结构，包括
主镜座5，安装于主镜1的下端面，
镜筒2，安装于所述主镜1中心的内圆孔，并且与主镜座5连接；以及
主镜环3，固定连接于所述主镜1外围，通过柔性件4限位于所述主镜座5上端，所述柔性件4通过螺钉与主镜座5连接。
在该实施中，所述主镜环3与所述主镜1为粘接固定。
在该实施中，所述主镜环3的下端面与主镜座5的上端面配合，实现主镜1的轴向定位。
在该实施中，所述主镜1中心的内孔圆柱面与镜筒2的外圆柱面配合实现主镜1径向定位，所述镜筒2与主镜座5通过螺钉固定。
如图4所述，所述主镜1的中心开设有径向定位孔101，用于给主镜安装提供径向定位，并且外壁开设有用于辅助安装的圆柱面102，为主镜安装提供轴向定位。
如图5-图7所示，在该实施中，所述镜筒2上端面布有轴向的第一注胶孔202，侧面为第一柱面201，在该第一柱面201中部均匀布有径向的第二注胶孔203，所述第一注胶孔202与所述第二注胶孔203贯通；
所述第一柱面201中部开设有圆环形灌胶槽204，该圆环形灌胶槽204与第二注胶孔203贯通；
所述第一柱面的下端面为与主镜座5贴合的法兰面206，并在该法兰面206上开设有数个镜筒螺纹孔205。
在该实施中，所述镜筒2的侧面还包括位于第一柱面201下方的第二柱面207，所述第二柱面207直径小于第一柱面201的直径，并且两个柱面同轴。
如图8所示，在该实施中，所述主镜环3为圆环状，包括内柱面301，该内柱面301直径大于主镜1的圆柱面102；
所述主镜环3上端面布有数个柔性件安装螺纹孔302，优选的，柔性件安装螺纹孔302两个一组，均匀布有八组；
主镜环3的侧面开设有数个主镜环注胶孔303，优选的，均匀布有八个主镜环注胶孔303；
所述主镜环3下端面均匀布有数个主镜环凸台304，所述主镜环凸台304与柔性件安装螺纹孔302对齐；优选的，均匀布有八个主镜环凸台304，八个主镜环凸台304与八组柔性件安装螺纹孔302对齐。
优选的，所述内柱面301与圆柱面102的间隙为0.1毫米~0.2毫米。
如图9所示，在该实施中，所述柔性件4包括第一凸台401，第一凸台401上有第一安装孔402，与主镜环3上端面的柔性件安装螺纹孔302对应，用螺钉连接第一凸台401与主镜环3。还包括柔性板403，柔性板403的厚度远低于第一凸台401。还包括第二凸台404，第二凸台404上有第二安装孔405，用螺钉连接第二凸台404于主镜座5。
如图10所示，在该实施中，所述主镜座5开设有镜筒定位孔501，位于镜筒定位孔501外围的镜筒安装凸台502、开设于镜筒安装凸台502的数个镜筒安装孔503、开设于靠近主镜座边缘的数个主镜环安装凸台504、以及开设于主镜环安装凸台504外侧的柔性件安装螺纹孔505；所述柔性件安装螺纹孔505的位置与柔性件4上的第二安装孔405对应，用螺钉连接柔性件4的第二凸台404。
所述镜筒定位孔501的直径与镜筒2的第二柱面207外径一致，为镜筒2的安装提供径向定位；所述镜筒安装凸台502与筒定位孔501的轴线垂直，安装时镜筒2的法兰面206靠在镜筒安装凸台502上，为镜筒2提供轴向定位。优选的，在所述镜筒安装凸台502上布有六个镜筒安装孔503，与镜筒2的镜筒螺纹孔205对应，用螺钉连接镜筒2与主镜座5。
优选的，所述主镜环安装凸台504共八个，它们高度一致，位置与主镜环3上的主镜环凸台304对应，装配时主镜环3上的主镜环凸台304靠在主镜环安装凸台504，为主镜提供轴向定位。
本发明在装配时，将主镜1套在主镜环3内放置在水平台上，微调它们的位置使它们之间的径向间隙均匀，通过主镜环注胶孔303向内灌注硅橡胶，静置24小时使胶固化。将镜筒2套在主镜座5上，用螺钉将它们固定，将固化好的主镜1与主镜环3套在镜筒2上，再用柔性件4连接主镜环3与主镜座5，再通过镜筒2上的第一注胶孔202往灌胶槽204内灌注硅橡胶，静置24小时，完成主镜1的安装。
当温度变化时，主镜1和主镜座5的径向变形不一致，柔性件4可沿径向弯曲变形，补偿主镜1和主镜座5和尺寸差，不会产生内应力。主镜轴向可以自由变形，不会产生内应力，主镜1的面形精度不会降低。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种光电吊舱主镜安装结构，其特征在于：包括
主镜座（5），安装于主镜（1）的下端面，
镜筒（2），安装于所述主镜（1）中心的内圆孔，并且与主镜座（5）连接；以及
主镜环（3），固定连接于所述主镜（1）外围，通过柔性件（4）限位于所述主镜座（5）上端，所述柔性件（4）通过螺钉与主镜座（5）连接。
2.根据权利要求1所述一种光电吊舱主镜安装结构，其特征在于：所述主镜环（3）与所述主镜（1）为粘接固定。
3.根据权利要求1所述一种光电吊舱主镜安装结构，其特征在于：所述主镜环（3）的下端面与主镜座（5）的上端面配合，实现主镜（1）的轴向定位。
4.根据权利要求1所述一种光电吊舱主镜安装结构，其特征在于：所述主镜（1）中心的内孔圆柱面与镜筒（2）的外圆柱面配合实现主镜（1）径向定位，所述镜筒（2）与主镜座（5）通过螺钉固定。
5.根据权利要求1所述一种光电吊舱主镜安装结构，其特征在于：所述镜筒（2）上端面布有轴向的第一注胶孔（202），侧面为第一柱面（201），在该第一柱面（201）中部均匀布有径向的第二注胶孔（203），所述第一注胶孔（202）与所述第二注胶孔（203）贯通；
所述第一柱面（201）中部开设有圆环形灌胶槽（204），该圆环形灌胶槽（204）与第二注胶孔（203）贯通；
所述第一柱面的下端面为与主镜座（5）贴合的法兰面（206），并在该法兰面（206）上开设有数个镜筒螺纹孔（205）。
6.根据权利要求5所述一种光电吊舱主镜安装结构，其特征在于：所述镜筒（2）的侧面还包括位于第一柱面（201）下方的第二柱面（207），所述第二柱面（207）直径小于第一柱面（201）的直径，并且两个柱面同轴。
7.根据权利要求1所述一种光电吊舱主镜安装结构，其特征在于：所述主镜环（3）为圆环状，包括内柱面（301），该内柱面（301）直径大于主镜（1）的圆柱面（102）；
所述主镜环（3）上端面布有数个柔性件安装螺纹孔（302）；
主镜环（3）的侧面开设有数个主镜环注胶孔（303）；
所述主镜环（3）下端面均匀布有数个主镜环凸台（304），所述主镜环凸台（304）与柔性件安装螺纹孔（302）对齐。
8.根据权利要求1所述一种光电吊舱主镜安装结构，其特征在于：所述内柱面（301）与圆柱面（102）的间隙为0.1毫米~0.2毫米。
9.根据权利要求1所述一种光电吊舱主镜安装结构，其特征在于：所述柔性件（4）包括第一凸台（401）、柔性板（403）和第二凸台（404），所述第一凸台（401）和第二凸台（404）分别位于柔性板（403）的两端，所述第一凸台（401）上有第一安装孔（402），所述第二凸台（404）上有第二安装孔（405）。
10.根据权利要求1所述一种光电吊舱主镜安装结构，其特征在于：所述主镜座（5）开设有镜筒定位孔（501），位于镜筒定位孔（501）外围的镜筒安装凸台（502）、开设于镜筒安装凸台（502）的数个镜筒安装孔（503）、开设于靠近主镜座边缘的数个主镜环安装凸台（504）、以及开设于主镜环安装凸台（504）外侧的柔性件安装螺纹孔（505）。
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