[发明专利]一种超轻量化的望远镜系统

说明书

一种超轻量化的望远镜系统，涉及望远镜结构设计技术领域，解决面对可便携使用、快速部署的超轻量化望远镜系统极致的轻量化设计问题，本发明利用碳纤维材料轻质、高强的特性，辅以镁铝合金金属件重量较轻、可机械加工螺纹连接孔来弥补碳纤维材料在连接方面只能加工光孔的缺点，二者结合再通过合理优化的设计，并考虑装调，最终形成一种新材料创新应用的框架式望远镜结构，极大的减轻了系统重量，完成了望远镜系统极致的轻量化应用，采用本发明框架式主体结构的相同望远镜，重量不大于7kg。本发明已经投入样机的制造使用，经过了实际的实验测试与使用效果评估，实现超轻量化设计。

技术领域

本发明涉及望远镜结构设计技术领域，具体涉及一种超轻量化的望远镜系统。

背景技术

随着地基望远镜技术的发展，望远镜的口径越来越大，系统重量也随之增大，越大的光学口径带来更佳的集光能力，系统的探测能力也更优。但是庞大的系统体积以及重量，却并不便于系统的转移、机动以及快速响应应用。在这些应用场景中，满足光学指标以及系统能力的前提下，轻量化、集成化设计以达到系统重量轻、体积紧凑进而可以便携式应用的需求应运而生。近年来，超轻量化望远镜技术受到越来越多的关注，技术发展较快。其旨在于通过运用轻型反射镜材料以及创新的轻量化结构设计，通过有针对性设计的光学系统，来打造可便携、可快速响应、快速部署的超轻量化望远镜系统。例如采用碳纤维作为望远镜的结构组件以及反射镜的材料所打造的全碳纤维望远镜，极大的减轻系统的重量；同时随着碳化硅反射镜加工工艺的进步，精度更高、轻量化率更高的碳化硅反射镜及支撑结构一体化技术可应用于望远镜中，促进了轻量化望远镜技术的发展。目前光学反射镜的轻量化研究较为系统，也取得了一定的成绩。在望远镜系统中，光学材料所占的比重，往往远小于系统的机械结构，作为重量所占比重更大的望远镜主体结构，对其进行轻量化，甚至超轻量化设计，会更有意义。

现有的口径150mm-400mm的典型卡塞格林式同轴主次镜反射式望远镜，其主体结构设计通常采用金属薄壁式圆筒，一般为铸铝材质，主镜、次镜组件分别在镜筒两端进行连接。采用铸铝金属圆筒的经典望远镜，经过时间的检验以及用户的长期使用，可靠稳定，耐冲击性以及环境适应性良好。

目前，即使采用较轻的铝合金材料，如现有的望远镜采用金属薄壁圆柱镜筒的设计，虽然可靠性、环境适应性较好，但在面临便携式应用或者对机动性要求较高的应用场景时，其重量依然过重，即使经过一定的轻量化优化，通常150mm口径的望远镜镜筒，重量也在20-30kg左右，400mm口径的望远镜镜筒，重量甚至达到90-120kg左右，重量较大不利于转址、维修、快速响应部署。

因此，针对现有的望远镜主体结构较为笨重的缺点，本发明的目的是基于现有的材料、结构技术，并考虑装调，设计一种适用于超轻量化望远镜的框架式主体结构，以该主体结构为基础，适配不同的光学系统以及反射镜组件，即可完成轻型望远镜系统的快速设计。

发明内容

本发明为了解决面对可便携使用、快速部署的超轻量化望远镜系统极致的轻量化设计问题，提供一种超轻量化的望远镜系统。

一种超轻量化的望远镜系统，采用基于碳纤维板材以及镁铝合金金属件构成的拼接框架式结构，所述框架式结构包括主镜组件、次镜组件以及桁架组件；所述主镜组件与次镜组件通过桁架组件连接；

所述主镜组件包括第一主镜碳纤维板、第二主镜碳纤维板、主连接件、辅助连接件和主镜支撑组件；

所述第一主镜碳纤维板和第二主镜碳纤维板通过间隔布置的主连接件和辅助连接件连接，所述主连接件和辅助连接件之间布置蒙皮；

在所述第二主镜碳纤维板的一侧通过螺钉将桁架杆连接座穿过第二主镜碳纤维板上的相应孔位，与主连接件连接；

在第一主镜碳纤维板的一侧安装有主镜支撑组件，穿过所述第一碳纤维板上的光孔与分别与主连接件、辅助连接件上对应的螺纹孔连接。