CN209433117U - 天文望远镜用调焦消旋器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种天文望远镜用调焦消旋器，属于天文观测设备技术领域，包括观测筒，观测筒一端与天文望远镜的目镜对正，另一端连接相机镜头；消旋机构，消旋机构包括与观测筒转动连接的筒座、设于观测筒上的斜齿轮、与斜齿轮啮合的第一驱动齿轮，第一驱动齿轮为两个且分别借助于第一驱动电机转动；调焦机构，调焦机构包括设于筒座外壁上的齿条、与齿条啮合的第二驱动齿轮、驱动第二驱动齿轮的第二驱动电机，齿条长度方向与观测筒轴向平行；外壳，第二驱动电机固设于外壳内，外壳用于连接天文望远镜目镜。本实用新型提供的天文望远镜用调焦消旋器，解决了望远镜消旋回程空转和运行不平稳以及因附加调焦装置而使附件过多的问题。
Description
技术领域
本实用新型属于天文观测设备技术领域，更具体地说，是涉及一种天文望远镜用调焦消旋器。
背景技术
在天文观测领域，由于在观测过程中天球旋转与经纬仪不同步，会出现“场旋”现象，“场旋”会造成了拍摄画面中出现星点圆弧拖线的问题，俗称“星轨”，严重影响拍摄效果。目前消除场旋的各类方法中，使用机械结构进行消旋由于具有高速、方便安装使用和实时传输图像等优点而得到广泛的应用，其消旋原理是通过控制系统的调节，使安装于机械结构上的成像装置相对于扫描装置进行旋转，补偿“场旋”。当前进行消旋的机械机构主要采用单对直齿轮机构传动或者采用柔性钢丝绳传动等方案，单对直齿轮机构由于存在加工和安装误差及磨损等原因会产生“空程回差”现象，即存在回程空转，无法保证精确传动，且直齿轮传动不够平稳振动较大，影响观测效果。而柔性钢丝绳传动由于钢丝绳的弹性、松弛及传动时的振动现象，无法实现高精度的传动。
且目前在天文观测时为了获得较好的拍摄效果，在消旋的同时也会进行调焦，即在天文望远镜一端增加单独的调焦装置，这使得天文望远镜的附件结构复杂，重量过大。当前天文望远镜的调焦装置也存在回程空转的缺点，影响观测效果。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种天文望远镜用调焦消旋器，旨在解决现有技术中机械消旋因存在回程空转和运行不平稳而导致无法实现精确稳定传动，以及天文望远镜因需要单独附加调焦装置而产生的附件过于复杂的问题。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种天文望远镜用调焦消旋器，包括：观测筒，所述观测筒一端与天文望远镜的目镜对正，另一端连接相机镜头；
消旋机构，所述消旋机构包括与观测筒转动连接的筒座、设于观测筒外壁上的斜齿轮、与所述斜齿轮啮合的第一驱动齿轮，所述第一驱动齿轮为两个且分别借助于第一驱动电机转动；
调焦机构，所述调焦机构包括设于筒座外壁上的齿条、与所述齿条啮合的第二驱动齿轮、驱动所述第二驱动齿轮的第二驱动电机，所述齿条的长度方向与所述观测筒的轴向平行；
外壳，所述第二驱动电机固设于所述外壳内，所述外壳用于连接天文望远镜的目镜端。
进一步地，所述斜齿轮为两个，沿所述观测筒长度方向布设，两个斜齿轮旋向相反。
进一步地，所述第一驱动电机固设于筒座内。
进一步地，所述外壳设有中心孔，所述筒座滑动设于所述中心孔内。
进一步地，所述调焦机构为两套且分别设于筒座的上下侧。
进一步地，所述齿条为斜齿条。
进一步地，所述齿条螺旋角均为19.3142°，压力角均为20°，法向模数均为0.5mm。
进一步地，所述斜齿轮螺旋角均为19.3142°，压力角均为20°，法向模数均为0.1mm，齿数均为1800，所述第一驱动齿轮齿数为240，所述第一驱动电机步进减速比均为1:64，步距角均为7.5°。
进一步地，所述观测筒内径为2.1英寸。
进一步地，所述观测筒与筒座通过轴承转动连接。
本实用新型提供的天文望远镜用调焦消旋器的有益效果在于：与现有技术相比，本实用新型天文望远镜用调焦消旋器1.本实用新型使用了两个驱动齿轮驱动同一个从动齿轮的结构且均给从动齿轮施加预紧力，可以消除齿轮传动的侧隙，从而避免了回程空转，且采用斜齿轮传动比直齿轮传动更加平稳；2.本实用新型设置有轴向移动机构，当望远镜和相机与本实用新型连接使用时具备调焦功能，避免了望远镜因设置单独的调焦装置而导致的附件过于复杂的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例提供的使用位置示意图；
图2为本实用新型实施例提供的总装配剖切示意图；
图3为本实用新型实施例提供的消旋结构装配示意图；
图4为本实用新型实施例提供的调焦结构示意图；
图5为本实用新型实施例提供的消旋结构消除侧隙原理示意图；
图6为本实用新型实施例提供的调焦结构消除侧隙原理示意图。
图中：1、相机；2、调焦消旋器；3、天文望远镜；4、外壳；5、筒座；6、观测筒；7、斜齿轮；8、第一驱动齿轮；9、第一驱动电机；10、齿条；11、第二驱动齿轮；12、第二驱动电机；13、轴承。
具体实施方式
为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
请一并参阅图1至图5，现对本实用新型提供的天文望远镜用调焦消旋器进行说明。所述天文望远镜用调焦消旋器，包括观测筒6，所述观测筒6一端与天文望远镜3的目镜对正，另一端连接相机1镜头；消旋机构，所述消旋机构包括与观测筒6转动连接的筒座5、设于观测筒6外壁上的斜齿轮7、与所述斜齿轮7啮合的第一驱动齿轮8，所述第一驱动齿轮8为两个且分别借助于第一驱动电机9转动；调焦机构，所述调焦机构包括设于筒座5外壁上的齿条10、与所述齿条10啮合的第二驱动齿轮11、驱动所述第二驱动齿轮11的第二驱动电机12，所述齿条10的长度方向与所述观测筒6的轴向平行；外壳4，所述第二驱动电机12固设于所述外壳4内，所述外壳4用于连接天文望远镜3的目镜端。
天文望远镜用调焦消旋器用在天文望远镜3和相机1之间，观测筒6一端与天文望远镜3的目镜对正，观测筒6另一端连接相机1镜头，使得天文望远镜3采集的光线可以通过观测筒6进入相机1镜头，相机1为成像端。观测筒6外侧设置有斜齿轮7，第一驱动电机9带动第一驱动齿轮8，第一驱动齿轮8驱动观测筒6转动，因此具备消除像旋的功能。筒座5外壁上设置有齿条10，第二驱动电机12带动第二驱动齿轮11，第二驱动齿轮11驱动筒座5沿其轴线方向运动，因此具备调焦功能。相机1的旋转运动和直线运动均由电机驱动，电机由控制系统进行控制，根据天文观测现场的实际地理位置和被观测的天体等因素进行控制系统参数的设置和调节。外壳4和天文望远镜3固定连接，位于其目镜端，固定连接的方式为常见的螺栓连接、螺钉连接、铆接或者粘接等方式中的一种或几种，只需将外壳4与天文望远镜3固定即可，需要注意使观测筒6的中心轴线与天文望远镜3的中心轴线重合，以便于成像。该外壳4还具有保护调焦消旋器2防止撞击或跌落等功能。观测筒6与相机1镜头为固定连接，需要使相机1镜头中心线与观测筒6中心线同轴，两者的固定连接方式为常见的螺纹连接或者螺栓连接等等，实现两者的固定连接即可，使天文望远镜3中采集的光线传入相机1镜头。
斜齿轮7相比直齿轮运行平稳，振动小，更加适合在天文观测等需要平稳运行的场合。
如图5所示，因为制造和安装误差等原因，以上啮合连接的齿轮组难免会出现齿轮侧向间隙，该间隙会导致驱动齿轮反向运动时出现空转运动。图5中共有上下两个第一驱动轮均与斜齿轮7啮合，上面的第一驱动齿轮8驱动图中斜齿轮7顺时针转动，下面的第一驱动齿轮8驱动图中斜齿轮7逆时针转动，初始位置两个第一驱动电机9为斜齿轮7施加转向相反的预紧力，此时两个第一驱动齿轮8与斜齿轮7的侧向间隙均被消除，相互啮合的齿面紧密贴合，当使用上面的第一驱动电机9驱动时，增大其驱动力矩，下面的第一驱动电机9保持初始的预紧力，则在上面的第一驱动电机9驱动斜齿轮7的过程中，下面的第一驱动齿轮8与斜齿轮7始终没有侧向间隙产生，当需要上面的第一驱动电机9反向旋转时，上面的第一驱动电机9减小驱动力至初始的预紧力，而下面的第一驱动电机9则增大驱动力，此过程也不会有后一个第一驱动齿轮8空转现象的产生，因此，消旋过程中的回程空转被消除。
本实用新型提供的天文望远镜用调焦消旋器，与现有技术相比，1.本实用新型使用了两个驱动齿轮驱动同一个从动齿轮的结构且均给从动齿轮施加预紧力，可以消除齿轮传动的侧隙，从而避免了回程空转，且采用斜齿轮7传动比直齿轮传动更加平稳；2.本实用新型设置有轴向移动机构，当望远镜和相机1与本实用新型连接使用时具备调焦功能，避免了望远镜因设置单独的调焦装置而导致的附件过于复杂的问题。
作为本实用新型提供的天文望远镜用调焦消旋器的一种具体实施方式，请参阅图2和图3，所述斜齿轮7为两个，沿所述观测筒6长度方向布设，两个斜齿轮7旋向相反，使用两组电机驱动两个斜齿轮7转动，斜齿轮7在运行过程中会产生附加的轴向力，该轴向力会对相关轴系零件的使用寿命产生影响，使用旋向相反的两个斜齿轮7可以抵消轴向力，增加设备的使用寿命，消旋机构采用电机驱动，当一组电机出现故障，另一组电机也可保证设备正常运行，增加了设备的可靠性。当使用两组电机驱动两个斜齿轮7转动时，位于观测筒6同一侧的两个第一驱动电机9共同驱动观测筒6，其动作保持同步，另一侧的两个第一驱动电机9动作保持同步。
作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，请参阅图2和图3，所述第一驱动电机9固设于筒座5内，固定连接方式为螺钉连接或者螺栓连接等。
作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，参阅图4，所述外壳4设有中心孔，所述筒座5滑动设于所述中心孔内，筒座5沿中心孔的中心轴线方向滑动。
作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，请参阅图4和图6，所述调焦机构为两套且分别设于筒座5的上下侧，调焦机构同样采用了齿轮传动的方式，因此也会存在回程空转的现象，因此采用两套调焦机构进行消除齿轮侧隙，其消除侧隙的原理与消旋时消除侧隙相同，图6为齿条10消除侧隙的原理图，上面的第二驱动齿轮11和下面的第二驱动齿轮11分别为齿条10施加的预紧力向右和方向向左，无论向哪个方向运动，因为预紧力的存在，不会存在回程空转。
作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，请参阅图4，所述齿条10为斜齿条10，使用斜齿条10可以得到效果更加平稳的调焦，从而得到效果更好的观测结果。
作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，请参阅图4，所述齿条10螺旋角均为19.3142°，压力角均为20°，法向模数均为0.5mm，为了满足加工及性能要求，采用以上参数。
作为本实用新型提供的空调器的一种具体实施方式，参阅图2及图3，所述斜齿轮7螺旋角均为19.3142°，压力角均为20°，法向模数均为0.1mm，齿数均为1800，所述第一驱动齿轮8齿数为240，所述第一驱动电机9步进减速比均为1:64，步距角均为7.5°，为了满足加工及性能要求，采用以上参数。
作为本实用新型提供的空调器的一种具体实施方式，参阅图2及图3，所述观测筒6内径为2.1英寸，该尺寸使得观测筒6便于直接或者通过转接和相机1连接。
作为本实用新型提供的空调器的一种具体实施方式，参阅图2及图3，所述观测筒6与筒座5通过轴承13转动连接，为了减小摩擦和便于加工制造及安装，通过轴承13进行转动连接。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.天文望远镜用调焦消旋器，其特征在于，包括：
观测筒，所述观测筒一端与天文望远镜的目镜对正，另一端连接相机镜头；
消旋机构，所述消旋机构包括与观测筒转动连接的筒座、设于观测筒外壁上的斜齿轮、与所述斜齿轮啮合的第一驱动齿轮，所述第一驱动齿轮为两个且分别借助于第一驱动电机转动；
调焦机构，所述调焦机构包括设于筒座外壁上的齿条、与所述齿条啮合的第二驱动齿轮、驱动所述第二驱动齿轮的第二驱动电机，所述齿条的长度方向与所述观测筒的轴向平行；
外壳，所述第二驱动电机固设于所述外壳内，所述外壳用于连接天文望远镜的目镜端。
2.如权利要求1所述的天文望远镜用调焦消旋器，其特征在于，所述斜齿轮为两个，沿所述观测筒长度方向布设，两个斜齿轮旋向相反。
3.如权利要求1所述的天文望远镜用调焦消旋器，其特征在于，所述第一驱动电机固设于筒座内。
4.如权利要求1所述的天文望远镜用调焦消旋器，其特征在于，所述外壳设有中心孔，所述筒座滑动设于所述中心孔内。
5.如权利要求1所述的天文望远镜用调焦消旋器，其特征在于，所述调焦机构为两套且分别设于筒座的上下侧。
6.如权利要求1所述的天文望远镜用调焦消旋器，其特征在于，所述齿条为斜齿条。
7.如权利要求6所述的天文望远镜用调焦消旋器，其特征在于，所述齿条螺旋角均为19.3142°，压力角均为20°，法向模数均为0.5mm。
8.如权利要求1所述的天文望远镜用调焦消旋器，其特征在于，所述斜齿轮螺旋角均为19.3142°，压力角均为20°，法向模数均为0.1mm，齿数均为1800，所述第一驱动齿轮齿数为240，所述第一驱动电机步进减速比均为1:64，步距角均为7.5°。
9.如权利要求1所述的天文望远镜用调焦消旋器，其特征在于，所述观测筒内径为2.1英寸。
10.如权利要求1所述的天文望远镜用调焦消旋器，其特征在于，所述观测筒与筒座通过轴承转动连接。
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