CN215064564U - 一种星点靶调节装置及便携式多视场星模拟器 - Google Patents

Abstract

一种星点靶调节装置及便携式多视场星模拟器，包括主体，主体为直柱体结构，且主体的底面为圆或正N边形，N为大于等于4的偶数；主体上设有至少两个通孔，各通孔沿主体径向相交，通孔内腔为模拟光通过的空间，通孔的端口与星点靶的结构相匹配；还包括动力机构，动力机构包括与主体同轴连设的旋转轴,旋转轴一端与主体一底面连接。通过对部件结构的合理设置，当需要生成不同的模拟星光时，仅需绕主体的轴线旋转主体，模拟光可通过各通孔，即可选择通过不同的星点靶，可生成不同规格的模拟星光；整体结构小巧便携，方便实现在轨标定和外场标定，仅需调节转动星点靶调节装置即可实现不同视场的快速切换。

Description

一种星点靶调节装置及便携式多视场星模拟器

技术领域

本实用新型属于航天光学遥感领域，具体涉及一种星点靶调节装置及便携式多视场星模拟器。

背景技术

在航天姿态敏感器中，星敏感器因其测试精度高受到备受关注，星模拟器能够模拟无限远星光，从而对星敏感器进行准确定标及功能检测。目前的星模拟器一般是单视场星模拟。星敏感器主要用于接收恒星发出的光，星是航天飞行器空间姿态敏感器的一种，以恒星为参考点设置坐标系，具有高精度、高灵敏度等特点。星敏感器中非常关键的一项技术就是对恒星发射光的接收，因此需要对星敏感器的光信号接收设备进行标定，光信号接收设备的标定可分为在轨标定和地面标定。在轨标定不但危险性高，而且费用异常昂贵，因此研制高精度、性能优良地面定标设备势在必行，各类星模拟器应运而生。

目前，常规的星模拟器一般采用光学积分球以及驱动装置、光学准直镜、滤光片等组成，体积大，使用不便，所以主要在实验室内使用，无法实现在轨标定和外场标定。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种星点靶调节装置及便携式多视场星模拟器，通过对部件结构的合理设置，当需要生成不同的模拟星光时，仅需绕主体的轴线旋转主体，模拟光可通过各通孔，即可选择通过不同的星点靶，可生成不同规格的模拟星光；整体结构小巧便携，方便实现在轨标定和外场标定，仅需调节转动星点靶调节装置即可实现不同视场的快速切换。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案包括：

一种星点靶调节装置，包括主体，主体为直柱体结构，且主体的底面为圆或正N边形，N为大于等于4的偶数；主体上设有至少两个通孔，各通孔沿主体径向相交，通孔内腔为模拟光通过的空间，通孔的端口与星点靶的结构相匹配；还包括动力机构，动力机构包括与主体同轴连设的旋转轴,旋转轴一端与主体一底面连接。

优选的，动力机构还包括在旋转轴另一端连设的旋转控制键。

优选的，通孔外端口周向设有环形卡槽，环形卡槽与星点靶的结构相匹配。

一种便携式多视场星模拟器，包括光源模块，还包括本实用新型公开的星点靶调节装置，各通孔的一端口设置星点靶，星点靶位于光源模块与星点靶调节装置之间，且主体在沿轴向旋转过程中，光源模块发出的模拟光经过星点靶和任一径向通孔。

进一步的，还包括壳体，壳体为两端开口且内部中空的圆柱结构，光源模块设在壳体一端内腔，壳体内腔一端到另一端为模拟光通过的空间；还包括设在壳体另一端内腔且与光轴同轴的准直调节模块；星点靶调节装置设在光源模块和准直调节模块之间，旋转轴穿设在壳体侧壁且旋转轴自由端位于壳体外侧。

优选的，星点靶调节装置还包括定位机构，定位机构包括周向设在主体至少一个底面且与主体同轴的环形滑槽，环形滑槽周向均匀设有多个第一定位孔，第一定位孔的数量为通孔数量的两倍、且各第一定位孔与各通孔端部的位置对应；定位机构还包括设在环形滑槽与壳体内壁间的第一定位轴，第一定位轴与壳体相对静止，第一定位轴与环形滑槽的接触端设有滑珠。

优选的，主体的两个底面上设有相互对称的环形滑槽，任一个环形滑槽与壳体内壁间设有多个沿环形滑槽周向均匀分布的第一定位轴，第一定位轴的数量等于通孔的数量；定位机构还包括设在主体另一底面中心的第二定位孔，还包括设在第二定位孔与壳体内壁间的第二定位轴，第二定位轴的结构和第一定位轴的结构一致。

优选的，各通孔的另一端口设置匀光片，匀光片的结构与通孔端口的结构相匹配；还包括设在星点靶调节装置和准直调节模块间的消杂光模块，消杂光模块与壳体同轴且位于准直调节模块的焦面位置。

优选的，光源模块包括设在壳体一端内腔的光源支座，还包括设在光源支座且位于壳体的轴线上的光源。

优选的，准直调节模块包括在壳体靠近另一端内壁周向设置的定位凸部，定位凸部靠近壳体另一端的一侧设有压圈，压圈与壳体另一端内壁的结构相匹配；定位凸部和压圈间设有准直镜。

与现有技术相比，本发明的优点为：

(1)本实用新型的星点靶调节装置，通过对部件结构的合理设置，当需要生成不同的模拟星光时，仅需绕主体的轴线旋转主体，模拟光可通过各通孔，即可选择通过不同的星点靶，可生成不同规格的模拟星光，整体结构设计巧妙、操作方便。

(2)本实用新型的便携式多视场星模拟器，通过对部件结构的合理设置，整体结构小巧便携，方便实现在轨标定和外场标定，仅需调节转动星点靶调节装置即可实现不同视场的快速切换。

(3)本实用新型的便携式多视场星模拟器，通过对部件结构的合理设置，在主体与定位机构的配合下完成星点靶的精准切换，操作简便，精度高。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本实用新型的便携式多视场星模拟器的结构示意图；

图2为图1的光学示意图；

图3为图1的立体图；

图4为图1中星点靶调节装置的结构示意图；

图5为星点靶的结构示意图

图标号：

1壳体；1-1光源段；1-2过渡段；1-3延伸段；2光源模块；2-1光源支座；2-2光源；3消杂光模块；4星点靶调节装置；4-1主体；4-11 通孔；4-110环形卡槽；4-12环形滑槽；4-121第一定位孔；4-122第二定位孔；4-2动力机构；4-21旋转轴；4-22旋转控制键；4-3第一定位轴；4-30滑珠；4-4第二定位轴；5准直调节模块；5-1准直镜；5-2定位凸部； 5-3压圈。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，是对本发明的解释而不是限定。在本公开中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”通常是指以相应附图的图面为基准定义的，“内、外”是指相应部件轮廓的内和外。

一种星点靶调节装置，包括主体4-1，主体4-1为直柱体结构，且主体4-1的底面为圆或正N边形，N为大于等于4的偶数；主体4-1上设有至少两个通孔4-11，各通孔4-11沿主体4-1径向相交，通孔4-11内腔为模拟光通过的空间，通孔4-11的端口与星点靶的结构相匹配；还包括动力机构4-2，动力机构4-2包括与主体4-1同轴连设的旋转轴4-21，旋转轴4-21一端与主体4-1一底面连接；

其作用为：主体4-1用于承载整个星点靶调节装置，主体4-1为直柱体且底面为圆或正N边形，以保证其侧面互为对称面；动力机构4-2的旋转轴4-21用于带动主体4-1绕其轴线旋转，同时通孔4-11位置的设置，保证在模拟光方向一定的情况下，仅需绕主体4-1的轴线旋转主体4-1，模拟光可通过各通孔4-11；通孔4-11的端口与星点靶的结构相匹配用于卡设星点靶；

具体在使用时，仅需在各通孔4-11的任一端口设置不同星点直径的星点靶，转动旋转轴4-21并带动主体4-1绕其轴线旋转，模拟光可通过各通孔4-11，即可选择通过不同的星点靶，生成不同视场的模拟星光，整体结构设计巧妙、操作方便。

进一步的，动力机构4-2还包括在旋转轴4-21另一端连设的旋转控制键4-22；

其作用为：通过控制旋转控制键4-22旋转，带动旋转轴4-21绕其轴线旋转，同时联动主体4-1绕其轴线旋转，模拟光可通过各通孔4-11，即可选择通过不同的星点靶，生成不同规格的模拟星光，整体结构设计巧妙、操作方便。

其中，旋转控制键4-22优选为手动调节轮。

具体的，通孔4-11外端口周向设有环形卡槽4-110，环形卡槽4-110 与星点靶的结构相匹配；

其作用为：环形卡槽4-110用于卡设星点靶。

一种便携式多视场星模拟器，包括光源模块2，还包括如权利要求本实用新型公开的星点靶调节装置4，各通孔4-11的一端口设置星点靶，星点靶位于光源模块2与星点靶调节装置4之间，且主体4-1在沿轴向旋转过程中，光源模块2发出的模拟光经过星点靶和任一径向通孔4-11；

其作用为：光源模块2用于产生模拟光，星点靶位于光源模块2与星点靶调节装置4之间，且主体4-1在沿轴向旋转过程中，光源模块2发出的模拟光经过星点靶和任一径向通孔4-11，即通过转动旋转轴4-21并带动主体4-1绕其轴线旋转来选择不同星点直径的星点靶，以改变模拟星光的视场。

进一步的，还包括壳体1，壳体1为两端开口且内部中空的圆柱结构，光源模块2设在壳体1一端内腔，壳体1内腔一端到另一端为模拟光通过的空间；还包括设在壳体1另一端内腔且与光轴同轴的准直调节模块5；星点靶调节装置4设在光源模块2和准直调节模块5间，旋转轴4-21穿设在壳体1侧壁且旋转轴4-21自由端位于壳体1外侧；

其作用为：壳体1用于承载整个便携式多视场星模拟器，且壳体1 的结构设置用于保证模拟光可沿壳体1内腔轴向射出；光源模块2设在壳体1一端内腔用于实现光源模块2产生的模拟光沿壳体1内腔一端穿射到另一端；星点靶调节装置4使得模拟光的光轴径向穿过通孔4-11运动路线的中心点用于选择通过不同的星点靶，即通过转动旋转轴4-21并带动主体4-1绕其轴线旋转来选择不同星点直径的星点靶，以改变模拟星光的视场；准直调节模块5设在壳体1另一端内腔且与光轴同轴，用于使得星点靶调节装置4产生的模拟星光通过准直调节模块5，产生平行模拟星光，以模拟无穷远处的星光光源；整体结构小巧便携、方便实现在轨标定和外场标定，仅需调节转动星点靶调节装置即可实现不同视场的快速切换。

其中，星点靶优选石英材料，基底直径Φ3mm，厚度1mm。

其中，壳体1优选尺寸为Φ36mmX120mm。

其中，壳体1优选三段式同轴连接，依次包括光源段1-1、过渡段 1-2和延伸段1-3，光源段1-1用于承载光源模块2，过渡段1-2用于承载星点靶调节装置4，延伸段1-3用于承载准直调节模块5。

优选的，星点靶的星点直径可选0.01mm、0.05、0.1mm、0.5mm和1mm。

进一步的，星点靶调节装置4还包括定位机构，定位机构包括周向设在主体4-1至少一个底面且与主体4-1同轴的环形滑槽4-12，环形滑槽 4-12周向均匀设有多个第一定位孔4-121，第一定位孔4-121的数量为通孔4-11数量的两倍、且各第一定位孔4-121与各通孔4-11端部的位置对应；定位机构还包括设在环形滑槽4-12与壳体1内壁间的第一定位轴4-3，第一定位轴4-3与壳体1相对静止，第一定位轴4-3与环形滑槽4-12的接触端设有滑珠4-30；

其作用为：当主体4-1沿轴线转动时，第一定位轴4-3上的滑珠4-30 沿环形滑槽4-12滑动，当滑珠4-30落入任一第一定位孔4-121时，相对对应的通孔4-11与模拟光光轴同轴，即可产生相应视场的模拟星光；当需要切换模拟星光的视场时，再次转动主体4-1，滑珠4-30划出所在的第一定位孔4-121并沿环形滑槽4-12滑动、并再次落入相邻的第一定位孔4-121，以完成星点靶的切换并产生不同视场的模拟星光；整体操作简便，在主体4-1与定位机构的配合下完成星点靶的精准切换。

具体的，主体4-1的两个底面上设有相互对称的环形滑槽4-12，任一个环形滑槽4-12与壳体1内壁间设有多个沿环形滑槽4-12周向均匀分布的第一定位轴4-3，第一定位轴4-3的数量等于通孔4-11的数量；

其作用为：多个周向均匀分布的第一定位轴4-3，在实现星点靶精准切换的同时，保证主体4-1沿其轴线转动的稳定；

定位机构还包括设在主体4-1另一底面中心的第二定位孔4-122，还包括设在第二定位孔4-122与壳体1内壁间的第二定位轴4-4，第二定位轴4-4的结构和第一定位轴4-3的结构一致；

其作用为：第二定位孔4-122和第二定位轴4-4用于保证主体4-1 沿其轴线转动的稳定。

具体的，各通孔4-11的另一端口设置匀光片，匀光片的结构与通孔 4-11端口的结构相匹配；

其作用为：用于产生均匀的漫射光，保证星模拟器最终所产生平行模拟星光的精度；

其中，匀光片优选口径设计为Φ6mm、厚度2mm的乳白玻璃。

需要说明的是，模拟光在通过主体4-1时，先后通过星点靶和均光片对最后产生平行模拟星光的精度并无影响。

还包括设在星点靶调节装置4和准直调节模块5间的消杂光模块3，消杂光模块3与壳体1同轴且位于准直调节模块5的焦面位置；

其作用为：消杂光模块3用于过滤模拟星光中的杂光。

其中，消杂光模块3优选孔径为Φ10mm光阑。

具体的，光源模块2包括设在壳体1一端内腔的光源支座2-1，还包括设在光源支座2-1且位于壳体1的轴线上的光源2-2。

其中，光源2-2外连供电接口。

其中，光源2-2优选瓦数10W、功率6V的卤素灯珠。

具体的，准直调节模块5包括在壳体1靠近另一端内壁周向设置的定位凸部5-2，定位凸部5-2靠近壳体1另一端的一侧设有压圈5-3，压圈5-3与壳体1另一端内壁的结构相匹配；定位凸部5-2和压圈5-3间设有准直镜5-1。

其中，准直镜5-1优选材料为K9玻璃，优选口径32mm、焦距60mm 及面型精度小于λ/4(λ：632.8nm)。

优选的，模拟光可选为红外光，即光源2-2优选功率不超过24W、电压不超过24V的陶瓷加热片，相对应的准直镜5-1优选材料为锗(Ge)单晶。

本实用新型星模拟器的工作原理如下：

首先，在各通孔4-11的任一端口安装星点靶；其次，光源模块2接通电源，产生光轴与壳体1轴线重合的模拟光；再次，转动旋转控制键4-22 带动旋转轴4-21绕其轴线旋转，同时联动主体4-1绕其轴线旋转，各通孔4-11依次与壳体1轴线重合，模拟光可通过各通孔4-11和相应的星点靶，即通过转动旋转控制键4-22选择某个星点靶，以实现星模拟器的多视场模拟，模拟光通过星点靶后生成不同视场的模拟星光；最后，星点靶调节装置4产生的模拟星光经过准直调节模块5，产生平行模拟星光，以模拟无穷远处的星光光源。本实用新型的星模拟器，整体结构小巧便携、方便实现在轨标定和外场标定，仅需调节转动星点靶调节装置即可实现不同视场的快速切换。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式和实施例，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所发明的内容。

Claims (10)

1.一种星点靶调节装置，其特征在于，包括主体(4-1)，所述主体(4-1)为直柱体结构，且主体(4-1)的底面为圆或正N边形，N为大于等于4的偶数；

主体(4-1)上设有至少两个通孔(4-11)，各通孔(4-11)沿主体(4-1)径向相交，所述通孔(4-11)内腔为模拟光通过的空间，通孔(4-11)的端口与星点靶的结构相匹配；

还包括动力机构(4-2)，所述动力机构(4-2)包括与主体(4-1)同轴连设的旋转轴(4-21),旋转轴(4-21)一端与主体(4-1)一底面连接。

2.如权利要求1所述的星点靶调节装置，其特征在于，所述动力机构(4-2)还包括在旋转轴(4-21)另一端连设的旋转控制键(4-22)。

3.如权利要求1或2任一所述的星点靶调节装置，其特征在于，所述通孔(4-11)外端口周向设有环形卡槽(4-110)，所述环形卡槽(4-110)与星点靶的结构相匹配。

4.一种便携式多视场星模拟器，包括光源模块(2)，其特征在于，还包括如权利要求1-3任一所述的星点靶调节装置(4)，各通孔(4-11)的一端口设置星点靶，所述星点靶位于光源模块(2)与星点靶调节装置(4)之间，且主体(4-1)在沿轴向旋转过程中，光源模块(2)发出的模拟光经过星点靶和任一通孔(4-11)。

5.如权利要求4所述的便携式多视场星模拟器，其特征在于，还包括壳体(1)，壳体(1)为两端开口且内部中空的圆柱结构，所述光源模块(2)设在壳体(1)一端内腔，壳体(1)内腔一端到另一端为模拟光通过的空间；

还包括设在壳体(1)另一端内腔且与光轴同轴的准直调节模块(5)；

所述星点靶调节装置(4)设在光源模块(2)和准直调节模块(5) 之间，所述旋转轴(4-21)穿设在壳体(1)侧壁且旋转轴(4-21)自由端位于壳体(1)外侧。

6.如权利要求5所述的便携式多视场星模拟器，其特征在于，星点靶调节装置(4)还包括定位机构，所述定位机构包括周向设在主体(4-1)至少一个底面且与主体(4-1)同轴的环形滑槽(4-12)，环形滑槽(4-12)周向均匀设有多个第一定位孔(4-121)，第一定位孔(4-121)的数量为所述通孔(4-11)数量的两倍、且各第一定位孔(4-121)与各通孔(4-11)端部的位置对应；

所述定位机构还包括设在环形滑槽(4-12)与壳体(1)内壁间的第一定位轴(4-3)，所述第一定位轴(4-3)与壳体(1)相对静止，第一定位轴(4-3)与环形滑槽(4-12)的接触端设有滑珠(4-30)。

7.如权利要求6所述的便携式多视场星模拟器，其特征在于，所述主体(4-1)的两个底面上设有相互对称的环形滑槽(4-12)，所述任一个环形滑槽(4-12)与壳体(1)内壁间设有多个沿环形滑槽(4-12)周向均匀分布的第一定位轴(4-3)，第一定位轴(4-3)的数量等于通孔(4-11)的数量；

所述定位机构还包括设在主体(4-1)另一底面中心的第二定位孔(4-122)，还包括设在第二定位孔(4-122)与壳体(1)内壁间的第二定位轴(4-4)，所述第二定位轴(4-4)的结构和第一定位轴(4-3)的结构一致。

8.如权利要求4-7任一所述的便携式多视场星模拟器，其特征在于，所述各通孔(4-11)的另一端口设置匀光片，匀光片的结构与通孔(4-11)端口的结构相匹配；

还包括设在星点靶调节装置(4)和准直调节模块(5)间的消杂光模块(3)，所述消杂光模块(3)与壳体(1)同轴且位于准直调节模块(5)的焦面位置。

9.如权利要求8所述的便携式多视场星模拟器，其特征在于，所述光源模块(2)包括设在壳体(1)一端内腔的光源支座(2-1)，还包括设在光源支座(2-1)且位于壳体(1)的轴线上的光源(2-2)。

10.如权利要求8所述的便携式多视场星模拟器，其特征在于，所述准直调节模块(5)包括在壳体(1)靠近另一端内壁周向设置的定位凸部(5-2)，定位凸部(5-2)靠近壳体(1)另一端的一侧设有压圈(5-3)，所述压圈(5-3)与壳体(1)另一端内壁的结构相匹配；

定位凸部(5-2)和压圈(5-3)间设有准直镜(5-1)。

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