CN215494287U - 一种应用于空间光学相机的丝杠螺母滑块式调焦机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种应用于空间光学相机的丝杠螺母滑块式调焦机构，包括相对布置的步进电机和编码器，电机和编码器之间同轴连接有一根丝杠，丝杠的中部设有丝杠螺纹，丝杠螺纹上分别转动套设有左旋丝杠螺母和右旋丝杠螺母，左旋丝杠螺母和右旋丝杠螺母的上部通过连接件分别固定连接有一个滑块，滑块的上部布置有支撑座，支撑座的顶部设有调焦镜，支撑座的底部分别开设有两条滑块导轨，两条滑块导轨的走向关于竖直方向相互对称，两个滑块的顶部分别一一对应内嵌并滑动设置于两条滑块导轨内。本实用新型，本实用新型针对丝杠螺母式调焦方式进行改进，滑块结构可靠性高、稳定性好，滑块导轨调焦机构步进连续，调焦精度可控。

Description

一种应用于空间光学相机的丝杠螺母滑块式调焦机构

技术领域

本实用新型涉及空间光学相机的调焦机构，具体涉及一种应用于空间光学相机的丝杠螺母滑块式调焦机构。

背景技术

空间光学遥感器是获取地面图像信息的重要手段之一，其核心任务是获取清晰目标区域的详查和普查图像。为达到此目的，在对目标区域进行摄像时，目标区域应准确地成像在传感器的感光面上。

但是，由于空间光学遥感器光学系统焦距较长，并且在卫星发射过程中产生的振动、冲击以及遥感器所处轨道高度的变化，温度、大气压力变化等因素会导致相机的CCD靶面偏离焦平面从而降低成像分辨率，直接影响相机的成像质量。

为了提高遥感器光学系统的适应性，同时也为了得到高质量的地面图像，需要在遥感器结构中设计调焦机构，以修正由环境变化引起的离焦问题，现有空间光学遥感器的调焦主要有两种：丝杠螺母调焦和凸轮调焦，其中丝杠螺母调焦方式结构简单、成本低，但在遥感器在轨工作环境中(真空、低温等)容易产生卡滞现象，抗振动冲击能力差，存在以下缺点：

1、由于连杆为细杆状结构，其刚度差，在经过振动或重力影响下容易产生形变；

2、连杆轴为活动机构，长时间的应用会出现磨损老化，可靠性差；

3、连杆与连杆轴的变形或老化直接导致调焦精度的改变和降低；

4、连杆轴属于圆周运动转换的垂直运动，是正弦曲线分布的非线性运动，因此其调焦步进也为非线性的，其调焦精度将是一个非确定的范围，不可控。

综上所述，目前需要一种结构可靠、稳定性好、调焦精度可控的调焦机构。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是现有空间光学相机的调焦机构易变形老化，调焦精度易变不可控的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是提供一种应用于空间光学相机的丝杠螺母滑块式调焦机构，包括相对布置的步进电机和编码器，所述电机和编码器之间同轴连接有一根丝杠，所述丝杠的中部设有丝杠螺纹，所述丝杠螺纹上分别转动套设有左旋丝杠螺母和右旋丝杠螺母，所述左旋丝杠螺母和右旋丝杠螺母的上部通过连接件分别固定连接有一个滑块，所述滑块的上部布置有支撑座，所述支撑座的顶部设有调焦镜，所述支撑座的底部分别开设有两条滑块导轨，两条所述滑块导轨的走向关于竖直方向相互对称，两个所述滑块的顶部分别一一对应内嵌并滑动设置于两条所述滑块导轨内。

在上述方案中，所述支撑座的两侧分别设有竖直布置的导轨，所述支撑座的两侧分别内置于所述导轨内滑动。

在上述方案中，两条所述滑块导轨呈八字形并分别倾斜于水平方向布置。

在上述方案中，所述步进电机和丝杠之间连接有联轴节。

在上述方案中，所述丝杠螺纹为分别与所述左旋丝杠螺母和右旋丝杠螺母匹配旋转连接的正、反螺纹。

本实用新型，本实用新型针对丝杠螺母式调焦方式进行改进，滑块结构可靠性高、稳定性好，滑块导轨调焦机构步进连续，调焦精度可控。

附图说明

图1为本实用新型的外形示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本实用新型做出详细的说明。

本实用新型公开了一种应用于空间光学相机的丝杠螺母滑块式调焦机构，本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。需要特别指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本实用新型，并且相关人员明显能在不脱离本实用新型内容、精神和范围的基础上对本文所述内容进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本实用新型技术。

在实用新型中，除非另有说明，否则本文中使用的科学和技术名词具有本领域技术人员所通常理解的含义。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于方便描述不同的部件，而不能理解为指示或暗示顺序关系、相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

如图1所示，本实用新型提供的一种应用于空间光学相机的丝杠螺母滑块式调焦机构，包括相对布置的步进电机1和编码器5，电机1和编码器5之间同轴连接有一根高精度丝杠2，步进电机1和丝杠2之间连接有联轴节，丝杠2的中部设有丝杠螺纹7，丝杠螺纹7上分别转动套设有左旋丝杠螺母3和右旋丝杠螺母4，丝杠螺纹7为正、反螺纹结构，并分别与左旋丝杠螺母3和右旋丝杠螺母4匹配旋转连接。

左旋丝杠螺母3和右旋丝杠螺母4的上部通过连接件分别固定连接有一个滑块8，滑块8的上部布置有支撑座11，支撑座11的顶部设有调焦镜6，支撑座11的底部分别开设有两条滑块导轨9，两条滑块导轨9呈八字形并分别倾斜于水平方向布置，并且两条滑块导轨9的走向关于竖直方向相互对称布置，两个滑块8的顶部分别一一对应内嵌并滑动设置于两条滑块导轨9内，支撑座11的两侧分别设有竖直布置的导轨10，支撑座11的两侧分别内置于导轨10内滑动。

本实用新型的工作原理为：通过步进电机1带动丝杠2转动，通过丝杠螺纹7依次推动螺母和滑块8水平运动，进而通过滑块8和滑块导轨9之间的倾斜相对滑动，推动调焦镜6竖直轴向运动，实现调焦。

本实用新型用滑块取代现有技术中的连杆结构，滑块刚度高，完全不存在形变影响，同时省去了连杆轴结构，可靠性非常高，不存在调焦精度易变的问题，同时滑块结构调焦是线性的，各个步进阶段调焦精度保持一致。

本实用新型的有益效果如下：

1、使用高精度、小螺距丝杠螺纹和左右旋丝杠螺母进行配合，使结构的空回量减少，分辨率提高，自锁性能提高；

2、滑块和滑块导轨的设计应保持较小的公差间隙，使调焦镜面保持水平稳定；

3、编码器与丝杠同轴连接，直接有效地反馈电机转动角度；

4、结构件加工中，严格要求加工、装配质量。丝杠、螺母利用配研的方式加工，并采用高精度、带预紧力的导轨，结构安装完成后，进行跑和试验，从而保证机构运动的舒适和稳定性。

本实用新型，本实用新型针对丝杠螺母式调焦方式进行改进，滑块结构可靠性高、稳定性好，滑块导轨调焦机构步进连续，调焦精度可控。

本实用新型不局限于上述最佳实施方式，任何人应该得知在本实用新型的启示下做出的结构变化，凡是与本实用新型具有相同或相近的技术方案，均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种应用于空间光学相机的丝杠螺母滑块式调焦机构，其特征在于，包括相对布置的步进电机和编码器，所述电机和编码器之间同轴连接有一根丝杠，所述丝杠的中部设有丝杠螺纹，所述丝杠螺纹上分别转动套设有左旋丝杠螺母和右旋丝杠螺母，所述左旋丝杠螺母和右旋丝杠螺母的上部通过连接件分别固定连接有一个滑块，所述滑块的上部布置有支撑座，所述支撑座的顶部设有调焦镜，所述支撑座的底部分别开设有两条滑块导轨，两条所述滑块导轨的走向关于竖直方向相互对称，两个所述滑块的顶部分别一一对应内嵌并滑动设置于两条所述滑块导轨内。

2.如权利要求1所述的应用于空间光学相机的丝杠螺母滑块式调焦机构，其特征在于，所述支撑座的两侧分别设有竖直布置的导轨，所述支撑座的两侧分别内置于所述导轨内滑动。

3.如权利要求1所述的应用于空间光学相机的丝杠螺母滑块式调焦机构，其特征在于，两条所述滑块导轨呈八字形并分别倾斜于水平方向布置。

4.如权利要求1所述的应用于空间光学相机的丝杠螺母滑块式调焦机构，其特征在于，所述步进电机和丝杠之间连接有联轴节。

5.如权利要求1所述的应用于空间光学相机的丝杠螺母滑块式调焦机构，其特征在于，所述丝杠螺纹为分别与所述左旋丝杠螺母和右旋丝杠螺母匹配旋转连接的正、反螺纹。

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