[发明专利]一种适用于大跨度、大负载的调焦机构

说明书

本发明提出一种适用于大跨度、大负载的调焦机构，该机构采用双路电机同时驱动，包括两套调焦组件，基座，第一导轨及第三导轨。每套调焦机构包括调焦基座，滑动平台，第二导轨，齿轮组，电机，滚珠丝杠，编码器，轴承。通过滑动平台把电机水平直线运动转化为基座的垂直直线运动，通过过约束的第三导轨保证机构的力学性能，通过闭环控制保证两个电机驱动同步性，避免结构因不同步而卡死，进而保证基座的平稳移动。

技术领域

本发明涉及空间光学遥感器技术领域，涉及一种调焦机构。

背景技术

目前，研制高分辨率大宽幅光学遥感器系统成为一种迫切需求。在商业及民用领域，高分辨率大宽幅的光学遥感图像数据可以完成对目标的精确定位，为我国国防和军队信息化建设、国民经济发展提供稳定、及时、可靠的基础地理信息。

传统的调焦机构通常由丝杠丝母或凸轮机构将电机的回转运动转换为直线运动，然后再通过一系列的减速机构实现精确调焦。凸轮机构的结构比较简单，抗冲击能力强，适宜用作重载机构的运动方向转换，但凸轮曲线的加工要求较高，且凸轮机构和其减速机构的空间要求也较大。丝杠螺母机构的结构简单，运动灵活，但是其驱动力矩不足，抗冲击能力差。

相比传统的短线阵焦面，随着线阵的增加，焦面重量和体积会增加1～2倍，同时调焦可利用的空间相比原来减少很多，而其自身空间占用大，优化比较困难。因此传统的调焦系统在驱动力和空间方面都无法满足现有的长跨度、大负载调焦机构设计需求。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，本发明提供了一种适用于大跨度、大负载的调焦机构，驱动力大，调焦精度高，而且占用空间和结构重量大幅减小。

本发明的技术解决方案是：一种适用于大跨度、大负载的调焦机构，包括：两套调焦组件，基座，第一导轨及第三导轨；两套调焦组件分别通过斜置的第一导轨与基座连接，竖直安装的第三导轨安装在调焦组件与基座之间；基座通过调焦组件的驱动，沿第一导轨、第三导轨实现上下运动。

每套调焦组件包括调焦基座，滑动平台，第二导轨，齿轮组，电机，滚珠丝杠，编码器，轴承；第二导轨对称安装在调焦基座两侧，滑动平台安装在第二导轨上，滑动平台通过底面两侧的第二导轨做直线运动，第一导轨安装在滑动平台上；电机安装在调焦基座的内腔，滚珠丝杠两端通过安装在调焦基座上的轴承安装在调焦基座内腔，滚珠丝杠的耳片与滑动平台相连；齿轮组安装在电机伸出轴及滚珠丝杠一端，电机通过齿轮组驱动滚珠丝杠转动，带动滑动平台；编码器通过编码器上的抱死装置安装在滚珠丝杠的另一端。

所述的滑动平台为一体结构，包括底部平台、楔形支撑块，楔形支撑块位于底部平台两侧，楔形支撑块的倾斜角度为°，第一导轨分别安装在楔形支撑块上，将基座的水平运动转化为垂直运动。

所述的齿轮组包括第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮，第一齿轮安装在电机伸出轴端部，与安装在调焦基座上的第二齿轮啮合；第三齿轮安装在滚珠丝杠端部，与第二齿轮啮合。

所述的电机为步进电机。

所述第三导轨竖直安装在基座和调焦基座之间，基座沿第三导轨上下运动。

本发明与现有技术相比有益效果为：

(1)本发明调焦机构采用了两组调焦组件，克服了传统调焦机构驱动力不足的问题，驱动能力大，能在地面装调阶段推动大跨度，重焦面、保证发射段可靠的锁紧力矩。

(2)本发明调焦机构采用了两组滑动平台的结构形式，滑动平台采用一定角度的楔形结构，通过计算公式推导得出，楔形角度越大，需要的驱动力矩越大，楔形角度越小，丝杠需要的行程越长，因此居中取楔形角度为30度。通过两侧的楔形结构可以实现电机的回转转化为基座的垂直直线运动，克服了传动调焦机构占用空间大的问题；