CN208270833U - 一种动靶面调焦机构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种动靶面调焦机构，解决现有调焦方式存在成本增加，会带来光轴的跳动等问题。该机构包括镜头转接支架、移动支架、导向组件、驱动与位置反馈组件；导向组件包括导向单元；导向单元包括导轨和导向块；导轨固定设置在镜头转接支架上，导向块在导轨上移动，导向块与移动支架固定连接；驱动与位置反馈组件中，电机与电机齿轮连接；电位计与电位计齿轮连接；电位计齿轮、电机齿轮分别与传动丝杆齿轮啮合；传动丝杆齿轮通过转接轴与滚珠丝杆连接，滚珠丝杆与滚珠滑块连接，滚珠滑块通过滑块固连支架与移动支架固定连接。
Description
技术领域
本实用新型涉及航空航天光电载荷调焦领域，具体涉及一种动靶面调焦机构。
背景技术
现有变焦摄像机、定焦摄像机的调焦方式多为镜头凸轮调焦、压电陶瓷式调焦和镜头直线电机调焦。
凸轮调焦通过移动镜头中某个镜组来实现调焦，用于补偿由于物距温度等变化带来的离焦量，可实现连续调焦。其调焦方式采用凸轮驱动，驱动形式的运动组与主镜筒之间存在运动间隙，目前通过增加导轨轴承实现镜组的导向移动，从而减小运动间隙，但此种形式的结构件加工难度大，成本增加，不易于实现。此外，这种调焦方式会带来光轴的跳动，这种跳动尤其对长焦镜头更敏感。
压电陶瓷式调焦方式的调焦行程有限，适用于离焦量很小的镜头。
镜头直线电机调焦方式中，直线电机直接驱动移动镜组实现调焦，若选用单电机驱动，移动镜组会产生倾斜带来光轴偏移，且由于安装在镜头内部，很难进行调整优化；若选用双电机驱动，能有效限制镜组倾斜，但是电机同步控制较难，容易出现卡死现象，且直线电机步长要尽可能小，小于等于调焦要求的最小步长为最佳，这样会使得电机成本增加。
实用新型内容
为解决本实用新型背景技术调焦方式存在的问题，本实用新型提供一种动靶面调焦机构。
本实用新型的技术方案是：
一种动靶面调焦机构，包括镜头转接支架、移动支架、导向组件、驱动与位置反馈组件；所述导向组件包括设置在镜头转接支架上的多组导向单元；所述导向单元包括导轨和导向块；所述导轨固定设置在镜头转接支架上，所述导向块安装在导轨上，并在导轨上移动，所述导向块与移动支架固定连接；所述驱动与位置反馈组件包括电机、电机齿轮、电位计、电位计齿轮、传动丝杆齿轮、转接轴、滚珠丝杆、滚珠滑块、驱动安装支架和滑块固连支架；所述电机与电机齿轮连接，用于驱动电机齿轮转动；所述电位计与电位计齿轮连接，用于测量电位计齿轮的转动量；所述电位计齿轮、电机齿轮分别与传动丝杆齿轮啮合；所述传动丝杆齿轮通过转接轴与滚珠丝杆连接，实现滚珠丝杆的转动，所述滚珠丝杆与滚珠滑块连接，实现滚珠滑块的移动，所述滚珠滑块通过滑块固连支架与移动支架固定连接，实现移动支架的移动。
进一步地，所述电位计齿轮与传动丝杆齿轮采用双齿轮啮合方式传动，所述电位计齿轮包括均与传动丝杆齿轮啮合的第一电位计齿轮和第二电位计齿轮，所述第一电位计齿轮和第二电位计齿轮同轴安装，且第一电位计齿轮和第二电位计齿轮的轮齿在周向错位。
进一步地，所述镜头转接支架上设置有限位螺钉，所述限位螺钉用于限定导向块的位移量，为调焦机构提供机械限位。
进一步地，还包括前固定支架和后固定支架，所述转接轴通过设置在两端的角接触轴承安装在前固定支架、后固定支架上，所述前固定支架与后固定支架固定连接，所述后固定支架与驱动安装支架固定连接。
进一步地，所述镜头转接支架上设置有多个安装座和多个压板，所述导轨穿过安装座的中心孔并通过两端的压板固定。
进一步地，所述导向单元为三组，两组设置在镜头转接支架的上端，一组设置在镜头转接支架的侧面。
进一步地，所述导向块和移动支架之间还设置有修切垫片。
进一步地，所述导向块为铜块，所述导向块与移动支架之间设有0.1mm间隙。
进一步地，所述移动支架上安装有电视组件，所述电视组件包括成像板、接口板、处理板、电机控制板和电视组件电路板安装框架。
同时，本实用新型还提供一种上述动靶面调焦机构的靶面倾斜量检测方法，包括以下步骤：
1)将动靶面调焦机构安装在升降台上，并在安装探测器靶面的位置设置平面反射镜，将动靶面调焦机构调至初始位置；
2)将自准直经纬仪放置于平面反射镜前端，并调整自准直经纬仪的基座与大地水平面平行；
3)将自准直经纬仪调节至自准直状态，调节动靶面调焦机构的位置，使自准直经纬仪能够观测到平面镜反射回的自准像，微调自准直经纬仪的俯仰角与方位角，使自准像与自准直经纬仪内部的十字分化线重合，记录此时自准直经纬仪的俯仰角θ与方位角σ；
4)动靶面调焦机构向探测器靶面一侧移动一定距离，微调自准直经纬仪的俯仰角与方位角，使自准像与自准直经纬仪内部的十字分化线重合，记录动靶面调焦机构的移动量li、自准直经纬仪的俯仰角θi与方位角σi；
5)重复步骤4)，直至动靶面调焦机构移动到极限位置，记录动靶面调焦机构的各移动量li、自准直经纬仪的俯仰角θi与方位角σi；
6)将动靶面调焦机构恢复至初始位置，调节自准直经纬仪的俯仰角与方位角，使自准像与自准直经纬仪内部的十字分化线重合，记录此时自准直经纬仪的俯仰角θ与方位角σ；
7)重复步骤4)、5)，将动靶面调焦机构向镜头方向移动，记录动靶面调焦机构的移动量mi、自准直经纬仪的俯仰角θi与方位角σi，由于调焦机构初始位置时，靶面的倾斜可以通过对像面进行调整，因此以初始位置状态为基准，通过计算Δθi＝θ-θi，Δσi＝σ-σi，即得到动靶面调焦机构的靶面倾斜量，Δθi为俯仰倾斜，Δσi为方位倾斜。
此外，本实用新型还提供一种上述动靶面调焦机构的视轴跳动检测方法，包括以下步骤：
1)将动靶面调焦机构安装在升降台上，并在安装探测器靶面的位置设置平面反射镜，将动靶面调焦机构调至初始位置；
2)将自准直经纬仪放置于平面反射镜前端，并调整自准直经纬仪的基座与大地水平面平行；
3)将自准直经纬仪调节至自准直状态，调节动靶面调焦机构的位置，使自准直经纬仪能够观测到平面镜反射回的自准像，微调自准直经纬仪的俯仰角与方位角，使自准像与自准直经纬仪内部的十字分化线重合，记录此时自准直经纬仪的俯仰角θ与方位角σ；
4)动靶面调焦机构向探测器靶面一侧移动一定距离，微调自准直经纬仪的俯仰角与方位角，使自准像与自准直经纬仪内部的十字分化线重合，记录动靶面调焦机构的移动量li、自准直经纬仪的俯仰角θi与方位角σi；
5)重复步骤4)，直至动靶面调焦机构移动到极限位置，记录动靶面调焦机构的各移动量li、自准直经纬仪的俯仰角θi与方位角σi；
6)将动靶面调焦机构恢复至初始位置，调节自准直经纬仪的俯仰角与方位角，使自准像与自准直经纬仪内部的十字分化线重合，记录此时自准直经纬仪的俯仰角θ与方位角σ；
7)重复步骤4)、5)，将动靶面调焦机构向镜头方向移动，记录动靶面调焦机构的移动量mi、自准直经纬仪的俯仰角θi与方位角σi；
8)通过计算得出动靶面调焦机构向探测器靶面方向移动时的视轴晃动量N；
Δh1＝L×sin(θ-θi)，Δh2＝L×sin(σ-σi)，
则总视轴晃动量
其中：Δh1为水平方向晃动长度大小；
Δh2为垂直方向晃动长度大小；
L为探测器靶面中心距离导轨支点的最大距离；
N1为水平方向视轴晃动像元个数；
N2为垂直方向视轴晃动像元个数；
P为像元大小。
本实用新型与现有技术相比，具有以下技术效果：
1.本实用新型调焦机构结构简单，相比于调焦凸轮等零件，该结构形式加工成本较低，相比于压电陶瓷式调焦形式，调焦行程可以设计足够大；相比于直线调焦，该种结构形式操控简单，易于装调实现，装配测试简单，生产周期较短。
2.本实用新型调焦机构易操作、控制简单、定位精度高，与镜头安装时，通过设计不同的安装接口(即镜头转接支架)，可以广泛应用于各类航空航天光电载荷中，且该调焦方式带来光轴的跳动小，调焦精度高。
3.本实用新型将驱动与位置反馈组件进行模块化设计，对该模块的驱动载荷与控制精度进行标定，后期根据需求可以直接选用该模块，该模块可驱动1kg载荷，且控制精度能达到0.012mm，调焦行程为±1.8mm。
4.本实用新型机构中不用考虑电机轴向受力，避免轴向力对电机输出力矩的限制，优化电机齿轮与丝杆齿轮的传动比，可提高电机输出力矩。
5.本实用新型机构中铜块导轨相比高精度的直线导轨价格低廉，且配合间隙比直线导轨更小，但考虑铜块与导轨之间的磨损，本机构适用于低速运行的装置。
6.本实用新型中检测出的运动倾角量可以交由光学设计复核，不影响清晰成像。
7.本实用新型给出了动靶面调焦机构运动过程中靶面倾斜量以及其带来的视轴跳动检测方法，该方法可以不用安装镜头，可直接对调焦机构调焦过程中靶面的倾斜以及倾斜所带来的视轴跳动量进行检测。
8.在没有安装镜头的前提下，本实用新型测得调焦过程中靶面的倾斜量，光学镜头设计者通过仿真分析确定该倾斜量是否会对成像产生影响，从而确定是否需要对调焦机构进行调整与改动。
附图说明
图1为本实用新型中动靶面调焦机构的结构图；
图2为本实用新型导向组件结构图；
图3为本实用新型中驱动与位置反馈组件爆炸图；
图4为本实用新型中驱动与位置反馈组件安装示意图；
图5为本实用新型中电视组件结构示意图；
图6为实现本实用新型视轴跳动检测方法所使用装置的示意图；
图7为本实用新型电位计齿轮与传动丝杆齿轮传动示意图；
图8为本实用新型调焦机构自动调焦工作方式流程图；
图9为本实用新型动靶面调焦机构向探测器靶面方向移动时的靶面倾角变化量示意图；
图10为本实用新型动靶面调焦机构向镜头方向移动时的靶面倾角变化量示意图。
附图标记：1‐镜头转接支架，2‐导向组件，3‐驱动与位置反馈组件，4‐电视组件，5‐移动支架，6‐自准直经纬仪，7‐动靶面调焦机构，8‐平面反射镜，9‐升降台；21‐导向块，22‐导轨，23‐限位螺钉，24‐安装座，25‐压板，26‐修切垫片，301‐电机，302‐电位计，303‐前固定支架，304‐角接触轴承，305‐滚珠滑块，306‐滚珠丝杆，307‐滑块固连支架，308‐转接轴，309‐后固定支架，310‐驱动安装支架，311‐传动丝杆齿轮，312‐电机齿轮，313‐电位计齿轮，3131‐第一电位计齿轮，3132‐第二电位计齿轮，41‐成像板，42‐接口板，43‐处理板，44‐电机控制板，45‐电视组件电路板安装框架。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型的内容作进一步详细描述：
本实用新型提供了一种动靶面调焦机构，该机构用电机驱动，用电位计提供位置反馈，通过导轨与其配做的铜块提供导向。该机构安装在定焦镜头后端，能够补偿镜头由于物距、温差等带来的离焦量，从而使镜头能够清晰成像，该机构具有调焦过程高精度、高稳定性等特点。此外，本实用新型同时给出检测方法检测该调焦机构在调焦过程中靶面倾斜量与其带来的视轴跳动量。
如图1所示，一种动靶面调焦机构，包括镜头转接支架1、移动支架5、确保调焦运动方向的导向组件2、为调焦机构提供动力以及反馈的驱动与位置反馈组件3、用于提供成像功能的电视组件4。
如图2所示，导向组件2包括设置在镜头转接支架1上的三组导向单元，其中两组设置在镜头转接支架1的上端，一组设置在镜头转接支架1的侧面；导向单元包括导轨22和导向块21；导轨22固定设置在镜头转接支架1上，具体设置方式为镜头转接支架1上设置有六个安装座24和六个压板25，导轨22穿过安装座24的中心孔并通过两端的压板25固定。导向块21安装在导轨22上，并在导轨22上移动，导向块21与移动支架5固定连接，使移动支架5相对于镜头转接支架1可沿导轨22方向滑动。导向单元分别设置在镜头转接支架1的上面和侧面，此种安装可保证移动支架5运动的稳定性，避免由于安装偏差而带来的误差。
镜头转接支架1上设置有限位螺钉23，限位螺钉23具体安装在压板25上，限位螺钉23用于限定导向块21的位移量，通过修改限位螺钉23的长度，为铜块运动提供机械限位，限位螺钉23的设置可保护由于过大的位移量导致电位计302的损坏。
导向块21为铜块，在铜块与移动支架5之间留0.1mm间隙，间隙中设置有修切垫片26，后期可以通过调整该间隙来调整镜头与电视组件4靶面的垂直度。铜块与导轨22之间配合间隙优选为单边0.005mm，且导轨22轴两端以及铜块孔两端注意倒角去毛刺，这样方便安装且确保运动平滑。
如图3、图4所示，驱动与位置反馈组件3包括电机301、电机齿轮312、电位计302、电位计齿轮313、传动丝杆齿轮311、转接轴308、滚珠丝杆306、滚珠滑块305、驱动安装支架310、滑块固连支架307、角接触轴承304、前固定支架303、后固定支架309等零部件。
电机301与电机齿轮312连接，用于驱动电机齿轮312转动；电位计302与电位计齿轮313连接，用于测量电位计齿轮313的转动量，从而反馈移动支架5的移动量；电位计齿轮313、电机齿轮312分别与传动丝杆齿轮311啮合；转接轴308安装在滚珠丝杆306与后固定支架309之间，转接轴308安装方式如下，转接轴308一端通过螺钉与滚珠丝杆306固连，另一端通过角接触轴承304与后固定支架309连接，前固定支架303、后固定支架309上通过螺钉固定连接，后固定支架309与驱动安装支架310通过螺钉固定连接。传动丝杆齿轮311通过转接轴308与滚珠丝杆306连接，实现滚珠丝杆306的转动，滚珠丝杆306与滚珠滑块305连接，实现滚珠滑块305的移动，滚珠滑块305通过滑块固连支架307与移动支架5固定连接，实现移动支架5的移动。
如图7所示，上述电位计齿轮313与传动丝杆齿轮311可采用双齿轮啮合方式传动，电位计齿轮313包括第一电位计齿轮3131和第二电位计齿轮3132，第一电位计齿轮3131和第二电位计齿轮3132均与传动丝杆齿轮311啮合，同轴安装，且第一电位计齿轮3131和第二电位计齿轮3132的轮齿在径向错位，最大错位角度不超过1.2度，错位角度与电位计齿轮313与传动丝杆齿轮311的中心距有关，视装调具体情况而定。采用双齿轮啮合的方式对传动机构进行消齿隙处理，将传动齿隙控制在0.18°内，同时考虑千分之三的反馈精度及控制误差，即360×5×0.003＝5.4°，且考虑电机齿轮312与电位计齿轮313传动比最大化原则，将电机301与电位计齿轮313传动比设计为空间允许的最大值3.4375，电机301齿数为110，电位计302齿数为32，模数为0.25，则换算到电机301端为1.6°，则总的控制精度为1.78°，电机301转动一圈，滑块移动2.5mm，则控制精度约为0.012mm，满足调焦精度不大于0.03mm的要求。
将上述驱动与位置反馈组件3进行模块化设计，对该模块的驱动载荷与控制精度，调焦精度进行标定，后期根据需求可以直接选用该模块，位置反馈控制系统采用电位计302测量角度位移信息反馈至电机控制板44形成对电机301的反馈控制。
如图5所示，移动支架5上固定设置有电视组件4，电视组件4包括成像板41、接口板42、处理板43、电机控制板44和电视组件电路板安装框架45。该电视组件可以根据实际需求选用不同类型。电视组件为现有的器件，市面上任何一款成像组件外加一块电机控制板都可以作为电视组件。
本实用新型的工作方式有两种：
1、手动进行调焦：调焦机构通电，上位机发调焦+‐指令，调焦+时电机齿轮312正向转动，电机齿轮312带动与其啮合的传动丝杆齿轮311转动，传动丝杆齿轮311通过转接轴308使滚珠丝杆306转动，滚珠丝杆306和滚珠滑块305配合，将滚珠丝杆306的转动运动转化为滚珠滑块305的直线运动，滚珠滑块305带动通过滑块固连支架307与其固连的移动支架5移动，移动支架5上设置有电视组件4，通过电视组件4的移动，从而实现镜头与探测器的相对位置移动，从而实现调焦；调焦‐时实现反向调焦。
工作方式2如图8所示，自动调焦：上位机给电机控制板44发图像清晰度函数，控制板解析后，得到靶面需要移动的位移，由丝杆螺距和传动比折算所需的转动角度，控制电机301带动丝杆转动，达到转动角度，从而使靶面移动到相应位置，电位计302对转动角度进行检测与反馈，控制板根据反馈结果确定是否到达指定角度。
本实用新型动靶面调焦机构的装配具体按照以下步骤进行：
1、装配步骤：
(1)通过4个M3X6圆柱头螺钉将滚珠滑块305与滑块固连支架307连接，滚珠丝杆306一端(滑块固连支架307侧)与转接轴308固连，滚珠滑块305与滚珠丝杆306配合连接，螺钉带胶；
(2)将角接触轴承304安装到前固定支架303相应位置，确保轴承压紧无窜动；
(3)将步骤(2)完成的组件安装到步骤(1)完成组件的相应位置(滚珠滑块305侧)，将角接触轴承304安装到转接轴308上压紧，确保无窜动；
(4)通过3个M3X6将丝杆后支架安装到步骤(3)完成的组件相应位置，确保转接轴308上的轴承穿过后固定支架309上的安装孔，确保安装到位，螺钉带胶；
(5)通过6个M3X6圆柱头螺钉将步骤(4)完成的组件安装到驱动安装支架310相应位置后安装传动丝杆齿轮311，螺钉带胶安装；
(6)将电机301、电机齿轮312、电位计302、双啮合电位计齿轮313安装到步骤5完成的组件相应位置，确保齿轮运行流畅，至此驱动与位置反馈组件3装配完成；
(7)依次将导轨22、铜块安装在镜头转接支架1的相应位置，导轨22与铜块的配合间隙单边不大于0.005mm，需要配做，在安装前应该对各导轨22以及与其配做的滑块做好标记，安装时按照标记装配。导轨22、铜块安装前确保端面无毛刺，铜块孔壁，导轨22外壁无明显划痕，否则会影响运行的平滑性；
(8)将压板25，限位螺钉23安装在步骤(7)所完成的组件上，确保导轨22在镜头转接支架1安装孔内无轴向运动，螺钉带胶安装，导轨22外周涂抹低温润滑脂；
(9)将电视组件4移动支架5安装到步骤(8)所完成的组件上，各铜块与支架安装面之间都需要安装厚度为0.1mm的修切垫，螺钉带胶，至此导向组件2安装完成；
(10)通过3个M3X8螺钉将步骤(6)完成的组件安装到导向组件2相应位置，拧紧螺钉后，通过4个M4X8螺钉将驱动安装支架310与镜头转接支架1固连，螺钉带胶；
(11)松开电位计齿轮313，使其与传动丝杆齿轮311不啮合，旋转传动丝杆齿轮311，将铜块运行到导轨22的中间位置，确保铜块左右行程基本相同，旋转电位计302轴到2.5圈位置，安装电位计齿轮313，确保啮合正常；此步的作用是调整反馈起始位置为电位计302中间位置，且确保该位置为电视组件4的安装零位；
(12)正向旋转传动丝杆齿轮311到旋转不动时(此时电位计302到头)，反向旋转半圈，确定此时铜块位置，通过将压板25的限位螺钉23换成相应长度来对铜块进行机械限位，同样方法，反方向旋转传动丝杆齿轮311到旋转不动时，正向旋转半圈确定另一端限位螺钉23的长度；正反向旋转半圈即为对电位计302留一点余量，确保触碰机械限位时，电位计302未走到头，实现对电位计302的保护；
(13)安装电视组件4各部件，至此动靶面调焦机构7装配完成。
动靶面调焦机构7的铜块与导轨22之间存在0.005mm的间隙，此间隙的存在导致电视组件4在沿光轴做前后移动时电视组件4移动支架5产生倾斜，从而导致电视组件4中的探测器靶面在水平、竖直方向的位置发生偏移，反映在图像上即为系统调焦过程中产生视轴跳动。
由于电视组件4移动支架5产生一定的倾斜量，引起探测器靶面的俯仰角与方位角发生变化，因此可通过测量探测器靶面俯仰角与方位角的变化量，计算得到探测器靶面中心的偏离量，本实用新型给出了上述动靶面调焦机构运动过程中靶面倾斜量以及其带来的视轴跳动检测方法，该方法可以不用安装镜头，可直接对调焦机构调焦过程中靶面的倾斜以及倾斜所带来的视轴跳动量进行检测。
本实用新型还提供一种上述动靶面调焦机构的靶面倾斜量检测方法，具体包括以下步骤：
1)如图6所示，将动靶面调焦机构7固定在升降台9上，并在安装探测器靶面的位置粘贴一块平面反射镜，将动靶面调焦机构7调至初始位置；
2)将自准直经纬仪6放置于平面反射镜前端，并调整自准直经纬仪6的基座与大地的水平面平行；
3)将自准直经纬仪6调节至自准直状态，调节动靶面调焦机构7的位置，使自准直经纬仪6能够观测到平面镜反射回的自准像，微调自准直经纬仪6俯仰与方位角度，使自准像与自准直经纬仪6内部的十字分化线重合，记录此时自准直经纬仪6的俯仰角θ与方位角σ；
4)驱动组件通电，动靶面调焦机构7向探测器靶面一侧移动一定距离，微调自准直经纬仪6俯仰角与方位角，使自准像与自准直经纬仪6内部的十字分化线重合，由于机构运动会带来平面镜的移动和倾斜，从而与自准直经纬仪6起始位置产生一定夹角，记录动靶面调焦机构7的移动量li、自准直经纬仪6的俯仰角θi与方位角σi；
5)重复步骤4)，直至动靶面调焦机构7移动到极限位置，记录动靶面调焦机构7的各移动量li、自准直经纬仪6的俯仰角θi与方位角σi；
6)将动靶面调焦机构7恢复到初始位置，调节自准直经纬仪6俯仰角与方位角使自准像与自准直经纬仪6内部的十字分化线重合，记录此时自准直经纬仪6的俯仰角θ与方位角σ；
7)重复步骤4)、5)，将动靶面调焦机构7向镜头方向移动，记录动靶面调焦机构7的移动量mi、自准直经纬仪6的俯仰角θi与方位角σi，可通过计算得到探测器靶面中心的倾斜量，由于调焦机构初始位置时，靶面的倾斜可以通过对像面进行调整，因此以初始位置状态为基准，计算调焦过程中的靶面的倾斜量，即Δθi＝θ-θi，Δσi＝σ-σi，即得到动靶面调焦机构的靶面倾斜量，Δθi是指俯仰倾斜，Δσi是指方位倾斜。
在没有安装镜头的前提下，本实用新型测得调焦过程中靶面的倾斜量，光学镜头设计者通过仿真分析确定该倾斜量是否会对成像产生影响，从而确定是否需要对调焦机构进行调整与改动。
此外，本实用新型还提供一种上述动靶面调焦机构的视轴跳动检测方法，该方法包括靶面倾斜量检测方法的步骤1)至7)，还包括步骤8)
8)经过上述步骤测量后，得出动靶面调焦机构7移动时探测器靶面产生的倾角如图9与图10所示，靶面中心距离导轨22支点最远距离L为45mm，利用公式
Δh1＝L×sin(θ-θi)，Δh2＝L×sin(σ-σi)，
则总视轴晃动量
其中：Δh1为水平方向晃动长度大小；
Δh2为垂直方向晃动长度大小；
L为探测器靶面中心距离导轨22支点的最大距离；
N1为水平方向视轴晃动像元个数；
N2为垂直方向视轴晃动像元个数；
P为像元大小，5.5um。
计算得到动靶面调焦机构移动时像面偏移量如表1、表2所示，由检测数据可知，该动靶面调焦机构移动引起的视轴跳动量很小，具有精度高、稳定可靠的特点。
表1动靶面调焦机构向探测器靶面方向移动引起的视轴跳动量
表2动靶面调焦机构向镜头方向移动引起的视轴跳动量
Claims (9)
1.一种动靶面调焦机构，其特征在于：包括镜头转接支架(1)、移动支架(5)、导向组件(2)、驱动与位置反馈组件(3)；
所述导向组件(2)包括设置在镜头转接支架(1)上的多组导向单元；所述导向单元包括导轨(22)和导向块(21)；所述导轨(22)固定设置在镜头转接支架(1)上，所述导向块(21)安装在导轨(22)上，并在导轨(22)上移动，所述导向块(21)与移动支架(5)固定连接；
所述驱动与位置反馈组件(3)包括电机(301)、电机齿轮(312)、电位计(302)、电位计齿轮(313)、传动丝杆齿轮(311)、转接轴(308)、滚珠丝杆(306)、滚珠滑块(305)、驱动安装支架(310)和滑块固连支架(307)；
所述电机(301)与电机齿轮(312)连接，用于驱动电机齿轮(312)转动；所述电位计(302)与电位计齿轮(313)连接，用于测量电位计齿轮(313)的转动量；所述电位计齿轮(313)、电机齿轮(312)分别与传动丝杆齿轮(311)啮合；
所述传动丝杆齿轮(311)通过转接轴(308)与滚珠丝杆(306)连接，实现滚珠丝杆(306)的转动，所述滚珠丝杆(306)与滚珠滑块(305)连接，实现滚珠滑块(305)的移动，所述滚珠滑块(305)通过滑块固连支架(307)与移动支架(5)固定连接，实现移动支架(5)的移动。
2.根据权利要求1所述的动靶面调焦机构，其特征在于：所述电位计齿轮(313)与传动丝杆齿轮(311)采用双齿轮啮合方式传动，所述电位计齿轮(313)包括均与传动丝杆齿轮(311)啮合的第一电位计齿轮(3131)和第二电位计齿轮(3132)，所述第一电位计齿轮(3131)和第二电位计齿轮(3132)同轴安装，且第一电位计齿轮(3131)和第二电位计齿轮(3132)的轮齿在周向错位。
3.根据权利要求2所述的动靶面调焦机构，其特征在于：所述镜头转接支架(1)上设置有限位螺钉(23)，所述限位螺钉(23)用于限定导向块(21)的位移量，为调焦机构提供机械限位。
4.根据权利要求1或2或3所述的动靶面调焦机构，其特征在于：驱动与位置反馈组件(3)还包括前固定支架(303)和后固定支架(309)，所述转接轴(308)通过设置在两端的角接触轴承(304)安装在前固定支架(303)、后固定支架(309)上，所述前固定支架(303)与后固定支架(309)固定连接，所述后固定支架(309)与驱动安装支架(310)固定连接。
5.根据权利要求4所述的动靶面调焦机构，其特征在于：所述镜头转接支架(1)上设置有多个安装座(24)和多个压板(25)，所述导轨(22)穿过安装座(24)的中心孔并通过两端的压板(25)固定。
6.根据权利要求5所述的动靶面调焦机构，其特征在于：所述导向单元为三组，两组设置在镜头转接支架(1)的上端，一组设置在镜头转接支架(1)的侧面。
7.根据权利要求6所述的动靶面调焦机构，其特征在于：所述导向块(21)和移动支架(5)之间还设置有修切垫片(26)。
8.根据权利要求7所述的动靶面调焦机构，其特征在于：所述导向块(21)为铜块，所述导向块(21)与移动支架(5)之间设有0.1mm间隙。
9.根据权利要求8所述的动靶面调焦机构，其特征在于：所述移动支架(5)上安装有电视组件(4)，所述电视组件(4)包括成像板(41)、接口板(42)、处理板(43)、电机控制板(44)和电视组件电路板安装框架(45)。
Priority Applications (1)
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| CN201820888073.2U CN208270833U (zh) | 2018-06-08 | 2018-06-08 | 一种动靶面调焦机构 |
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- 2018-06-08 CN CN201820888073.2U patent/CN208270833U/zh not_active Withdrawn - After Issue
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