一種用于調節反射鏡的導軌式調焦機構的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于航天光學遙感器技術領域，涉及一種用于調節反射鏡的導軌式調焦機構。
【背景技術】
[0002]空間相機的離焦由發射環境、地面與空間環境差異及在軌各因素造成，對其進行有效的補償是獲取良好成像質量的關鍵。相對直接移動焦面的方法，調節反射鏡相對負載較小，能實現輕小型高精度要求的調焦裝置設計。但移動反射鏡調焦與移動焦面調焦相比，精度要求高，光學系統對反射鏡調焦機構的要求是:調焦過程反射鏡繞X軸、Y軸傾角允差值 10" O
[0003]另外，由于調焦機構要求調焦精度較高，活動部件之間配合間隙控制嚴格，以往設計中滑動軸作為調焦機構的導向裝置對設計圖紙尺寸和形位公差要求很高，載物臺是與滑動軸配合的重要結構，為了控制與滑動軸之間的間隙載物臺孔尺寸容易超差，工藝解決辦法是載物臺孔尺寸留一定研磨加工余量，根據滑動軸的實測尺寸和間隙量對孔進行研磨配做。雖然屬于成熟工藝，但廢品率高、工序繁瑣、生產周期較長的問題很突出。
【發明內容】
[0004]本發明解決的技術問題是:克服現有技術的不足，提供一種用于調節反射鏡的導軌式調焦機構，該機構不僅能提供高精度、平滑穩定的直線運動，滿足光學系統對調焦機構的直線性精度要求，還能顯著的降低重要零件的加工難度，提高裝調效率，大大增加調焦機構的工藝可靠性和力學穩定性。
[0005]本發明的技術方案是:一種用于調節反射鏡的導軌式調焦機構，包括固定支架、電機、電位計、滾珠絲杠副、大齒輪、小齒輪、載物臺、直線導軌、滑塊、壓條、電機支架、限位螺釘、限位螺母、支撐軸承；大齒輪的直徑大于小齒輪；
[0006]所述限位螺釘上段為螺紋，中段為柱體，下段為直徑大于中段的柱體；所述限位螺母為橫向有一斷口，斷口側有一小螺紋孔的特制螺母；所述滾柱絲杠副螺母為托架式，兩側各有一個腰形孔；
[0007]滾珠絲杠副通過支撐軸承安裝在固定支架上；小齒輪通過銷釘與電機伸出軸連接；電位計軸與滾珠絲杠副配合連接，并通過銷釘鎖死；大齒輪通過銷釘與滾柱絲杠副絲杠固定連接；電機、電位計安裝在電機支架上，電機支架安裝在固定支架上；
[0008]兩件直線導軌通過側面壓條和螺釘定位安裝在固定支架上，一件直線導軌上安裝兩件滑塊，載物臺通過螺釘安裝在四個滑塊上；限位螺釘下段與滾珠絲杠副螺母腰形孔配合、中段與載物臺孔配合、上端與限位螺母連接擰緊，限位螺母通過螺釘壓緊缺口使其變形自鎖，載物臺與滾珠絲杠副螺母實現調焦方向限位，反射鏡部件安裝在載物臺上；
[0009]調焦電路控制電機軸旋轉，電機軸的旋轉運動通過大齒輪、小齒輪減速并帶動滾珠絲杠副絲杠轉動將旋轉運動轉化為滾珠絲杠副螺母和載物臺前后移動，載物臺前后移動時通過滑塊與直線導軌之間滾珠實現高精度滾動滑動。
[0010]本發明與現有技術相比的優點在于:
[0011]1.載物臺通過專用螺釘與滾柱絲杠副螺母在移動方向定位，其它兩個垂直方向釋放自由度，側面調節螺釘壓緊滑塊緊貼載物臺靠面時，載物臺無過約束；垂直方面擰緊專用螺母時，也不對載物臺造成過約束。因此載物臺裝配過程中不產生預壓變形，在力學振動環境和熱環境下能確保反射鏡面型的穩定。
[0012]2.固定支架兩側設計高精度導軌基準靠面，直線導軌安裝前通過壓條預壓消除間隙，保證兩根導軌平行度和行走直線性要求，大大提高了調焦機構的結構剛度和可靠性，提高了調焦機構導向裝置運動的直線精度，導軌直線性精度設計值為3.4"。
[0013]3.調焦機構采用高精度直線導軌代替滑動軸做為導向裝置，固定支架、載物臺等配合結構的加工精度要求大大降低，導軌平面安裝節省了原來軸孔配做、研磨加工孔的裝配時間，提高了生產效率。通過預算調焦機構主要結構件加工成本下降25%?30%，調焦機構生產、裝配周期縮短40 %。
【附圖說明】
[0014]圖la、圖1b為本發明傳動裝置安裝示意圖；
[0015]圖2為本發明直線導軌安裝示意圖；
[0016]圖3為本發明載物臺安裝示意圖；
[0017]圖4為限位螺釘和限位螺母安裝示意圖。
【具體實施方式】
[0018]下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步詳細的描述:
[0019]一種用于調節反射鏡的導軌式調焦機構，包括固定支架1、電機2、電位計3、滾珠絲杠副4、大齒輪5、小齒輪6、載物臺7、直線導軌8、滑塊9、壓條10、電機支架11、限位螺釘12、限位螺母13、支撐軸承15 ;大齒輪5的直徑大于小齒輪6 ;
[0020]所述限位螺釘12上段為螺紋，中段為柱體，下段為直徑大于中段的柱體；所述限位螺母13為橫向有一斷口，斷口側有一小螺紋孔的特制螺母；所述滾柱絲杠副4螺母為托架式，兩側各有一個腰形孔；
[0021]導軌8成對平行安裝在固定支架I兩側，通過固定支架I上加工出來的基準靠面保證兩根導軌8的平行度要求，單根導軌上安裝兩個滑塊9，在允許空間里滑塊間距設計為最大，增大導軌的抗彎能力。導軌的安裝過程為:將導軌放置固定支架I安裝面，安裝螺釘不鎖緊狀態下與固定支架I的基準面靠緊；安裝壓條10，按順序將直線導軌8的調節螺釘16擰緊，使軌道與基準面靠緊，將直線導軌8的安裝螺釘按要求力矩擰緊，另一側導軌相同安裝方法，見附圖2。
[0022]載物臺7放置在四個滑塊9上，按照對角線原則將載物臺7的安裝螺釘擰緊；專用螺釘12從滾珠絲杠副4腰形孔插入載物臺7孔，用限位螺母13擰緊，螺釘14擰緊使限位螺母13變形自鎖，從而實現滾珠絲杠副4螺母與載物臺7在前后移動方向限位，如附圖3、附圖4所示。
[0023]電機加電帶動小齒輪6、大齒輪5、滾柱絲杠副4絲杠轉動，滾柱絲杠副4螺母通過螺旋副前后移動，通過限位螺釘12和限位螺母13帶動載物臺7前后移動，電位計3輸出信號反應調焦量的大小和方向，如圖la、圖1b所示。
[0024]以上所述，僅為本發明最佳的【具體實施方式】，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。
[0025]本發明說明書中未作詳細描述的內容屬于本領域專業技術人員的公知技術。
【主權項】
1.一種用于調節反射鏡的導軌式調焦機構，其特征在于:包括固定支架(1)、電機(2)、電位計(3)、滾珠絲杠副(4)、大齒輪(5)、小齒輪(6)、載物臺(7)、直線導軌(8)、滑塊(9)、壓條(10)、電機支架(11)、限位螺釘(12)、限位螺母(13)、支撐軸承(15);大齒輪(5)的直徑大于小齒輪(6); 所述限位螺釘(12)上段為螺紋，中段為柱體，下段為直徑大于中段的柱體；所述限位螺母(13)為橫向有一斷口，斷口側有一小螺紋孔的特制螺母；所述滾柱絲杠副(4)螺母為托架式，兩側各有一個腰形孔； 滾珠絲杠副⑷通過支撐軸承(15)安裝在固定支架⑴上；小齒輪(6)通過銷釘與電機(2)伸出軸連接；電位計(3)軸與滾珠絲杠副(4)配合連接，并通過銷釘鎖死；大齒輪(5)通過銷釘與滾柱絲杠副(4)絲杠固定連接；電機(2)、電位計(3)安裝在電機支架(11)上，電機支架(11)安裝在固定支架⑴上； 兩件直線導軌⑶通過側面壓條(10)和螺釘(16)定位安裝在固定支架⑴上，一件直線導軌(8)上安裝兩件滑塊(9)，載物臺(7)通過螺釘安裝在四個滑塊(9)上；限位螺釘(12)下段與滾珠絲杠副(4)螺母腰形孔配合、中段與載物臺(7)孔配合、上端與限位螺母(13)連接擰緊，限位螺母(13)通過螺釘(14)壓緊缺口使其變形自鎖，載物臺(7)與滾珠絲杠副(4)螺母實現調焦方向限位，反射鏡部件安裝在載物臺(7)上； 調焦電路控制電機(2)軸旋轉，電機(2)軸的旋轉運動通過大齒輪(5)、小齒輪(6)減速并帶動滾珠絲杠副(4)絲杠轉動將旋轉運動轉化為滾珠絲杠副(4)螺母和載物臺(7)前后移動，載物臺(7)前后移動時通過滑塊(9)與直線導軌(8)之間滾珠實現高精度滾動滑動。
【專利摘要】一種用于調節反射鏡的導軌式調焦機構，包括固定支架、電機、電位計、滾珠絲杠副、大齒輪、小齒輪、載物臺、直線導軌、滑塊等零部件。工作中通過控制電路驅動電機轉動，滾柱絲杠副將電機旋轉運動轉化為直線運動，發明采用高精度直線導軌做為調焦機構移動導向裝置，進行了調焦機構直線性精度保證設計；為確保反射鏡面型的力學環境穩定性，設計了調焦機構載物臺無過約束裝配結構。該新型導軌式調焦機構不僅能滿足調節反射鏡時光學系統對調焦機構的直線性精度要求，具有高剛度特點，還能避免由于載物臺安裝過約束導致反射鏡面型不穩定的因素，該發明能滿足空間相機反射鏡調焦或其它形式調焦對調焦機構高精度、高穩定性、大載荷的要求。
【IPC分類】G02B7-182
【公開號】CN104730680
【申請號】CN201510107029
【發明人】張麗, 史馨民, 楊居奎, 楊大偉
【申請人】北京空間機電研究所
【公開日】2015年6月24日
【申請日】2015年3月11日