[发明专利]一种光学部件精密调焦装置

说明书

本发明涉及一种光学部件精密调焦装置，该发明打破传统调焦装置与负载之间的明确装配界面，负载支撑背板在提供被调整光学部件高稳定支撑的同时，其上分布的接口同时与高精度的调焦装置连接，调焦装置与被调节的光学部件都围绕负载支撑背板进行设计布局，负载支撑背板既是被调节光学部件的支撑结构，又是调焦装置和负载的公共接口，通过一体化设计和安装，既确保了反射镜高精度的面型精度(1g重力作用下的反射镜面型RMS影响小于1/100)，又避免了现有技术采用的调焦装置和负载分别设计、分别提供安装界面导致的重量和尺寸增加。

技术领域

本发明属于航天光学遥感器技术领域，涉及一种应用于空间相机的轻小型大负载精密调焦装置。

背景技术

空间相机在发射过程中的力学振动以及入轨后的温度环境、重力环境发生变化往往会造成光学系统离焦，影响成像质量。通过调焦装置进行在轨补偿成为当前最常用的技术手段。随着对空间相机地面分辨率需求的不断提高，空间相机的口径以及各光学部件重量不可避免的逐渐增大。因此设计一款轻小而且具有较大承载能力的调焦装置对于实现空间相机整体最优化设计具有重要意义。

目前国内外空间相机普遍配备有调焦装置，常用的调焦方式包括焦面调焦、反射镜调焦以及镜头调焦。但是当前空间相机调焦装置普遍存在以下问题：将调焦装置与负载作为两个部组件分开进行设计和研制，部组件分别追求各自性能的局部最优，造成负载和调焦装置整体的重量大、尺寸大、抗力学性能差。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种光学部件精密调焦装置，在实现高精度、平滑、稳定的直线调整功能，满足光学系统对调焦精度要求的同时，有效降低了调焦装置的尺寸和重量。

本发明解决技术的方案是：一种光学部件精密调焦装置，该装置包括调焦装置对外转接板、第一直线导轨组件、第二直线导轨组件、负载支撑背板、调焦机构支座、滚珠丝杠副组件；滚珠丝杠副组件包括由丝杠、丝杠螺母组成；第一直线导轨组件、第二直线导轨组件结构相同，均由导轨滑块、直线导轨组成和直线导轨转接组成；

调焦装置对外转接板中间设有一通孔，调焦机构支座正面中部，沿着垂直于调焦机构支座方向一体化加工有一个支撑轴，该支撑轴穿过调焦装置对外转接板中间的通孔与被调整光学部件固定连接；在调焦机构支座的背面支撑轴相对的位置上方，调焦机构支座分别与第一直线导轨组件、第二直线导轨组件的直线导轨固定连接，第一直线导轨组件、第二直线导轨组件的导轨滑块通过直线导轨转接与调焦装置对外转接板固定连接；在调焦机构支座的背面支撑轴相对的位置下方，丝杠螺母固定安装在调焦机构支座，丝杠穿过杠螺母和调焦机构支座，丝杠的两端通过角接触轴承安装上调焦机构支座，调焦机构支座固定安装调焦装置对外转接板上；第一直线导轨组件的轴线、第二直线导轨组件的轴线、滚珠丝杠副组件的轴线三轴相互平行；

丝杠在外力的驱动下作连续旋转运动，滚珠丝杠副组件实现运动形式转换，将旋转运动转换为丝杠螺母和负载支撑背板的水平移动，第一直线导轨组件、第二直线导轨组件用于约束负载支撑背板运动中的倾斜和俯仰偏差，负载支撑背板上的一体化支撑轴带动被调节光学部件与之共同沿着直线导轨轴线方向高精度移动。

所述第一直线导轨组件的轴线、第二直线导轨组件的轴线、滚珠丝杠副组件的轴线三轴的平行度优于0.01。

所述丝杠由电机组件驱动，电机组件包括电机、电机-电位计支架、电机-电位计支架垫片、大齿轮、小齿轮；

电机-电位计支架垫片固定安装在调焦机构支座上；电机-电位计支架固定安装在电机-电位计支架垫片上；电机通过螺钉安装于电机-电位计支架上；小齿轮通过销钉与电机的伸出轴固定；小齿轮与大齿轮啮合连接；大齿轮通过销钉与丝杠固定；电机轴实现旋转运动，电机轴旋转并带动小齿轮旋转、小齿轮驱动大齿轮旋转，大齿轮带动丝杠转动。

所述电机组件还包括电位计和电位计压块；

电位计通过电位计压块安装于电机-电位计支架上，电位计的伸出轴与丝杠同轴并通过销钉连接。