[实用新型]一种用于空间遥感相机的线性半螺旋曲面壁调焦凸轮

说明书

本实用新型公开了一种用于空间遥感相机的线性半螺旋曲面壁调焦凸轮，包括由左至右同轴连接的步进电机和盘式调焦凸轮座，盘式调焦凸轮座的右侧为一体水平同轴突出的圆柱形结构，圆柱形结构的右侧一体设有线性半螺旋曲面壁，且线性半螺旋曲面壁为与圆柱形结构的竖直圆断面倾斜的平面，线性半螺旋曲面壁上开设有环形的限位凹槽，限位凹槽的右侧水平设有调焦轴杆，且调焦轴杆左端的接触头滑动并啮合抵靠于限位凹槽内，调焦轴杆的右侧依次同轴连接有调焦杆套、编码器和调焦镜，调焦轴杆左端的接触头与调焦杆套之间套设有压缩弹簧。本实用新型，结构简单，曲面壁变化为线性，具有精度易控、编码器读取调焦位置简单并且调焦行程较大等优点。

技术领域

本实用新型涉及空间相机的调焦机构，具体涉及一种用于空间遥感相机的线性半螺旋曲面壁调焦凸轮。

背景技术

随着空间技术的快速发展，对空间相机捕获的图像要求越来越高。因发射条件及工作环境的影响，成像系统的焦面常会产生离焦现象，从而要求设计相应的调焦机构来补偿焦面的离焦量。针对空间相机的特殊使用环境，要求调焦机构具有低速平稳、体积小、重量轻、传动精度高等特点。

目前，在轨应用的空间光学相机离焦补偿方式主要有透镜移动补偿、反射镜移动补偿和像面移动补偿三种方式。在轨应用的调焦机构核心结构主要为滚珠丝杠机构、滚珠丝杠与蜗轮蜗杆的复合机构以及圆柱凸轮或筒状凸轮机构。其中滚珠丝杠机构应用较为广泛，但在一些有安装空间限制的场合难以适用。圆柱凸轮或筒状凸轮机构有利于在有空间限制的场合下使用，特别是适用于被调节件为尺寸偏小的圆柱形透镜组或尺寸适宜的焦面组件。

现有常用的盘状调焦凸轮为非线性曲面，通过凸轮曲面的不同厚度来推动调焦组件往复运动，实现调焦。由于是非线性的曲面，因此调焦距离也是非线性的，这对调焦的控制造成一定的计算难度，尤其是很难控制精度。

另外，传统的凸轮调焦是通过改变轴向的距离控制焦距实现调焦，这种方法会受到空间限制，调焦距离幅度受限并不能实现较大的调焦行程。

现有的调焦装置主要存在以下缺陷：

1、由于调焦凸轮为非线性曲面，加工困难，精度难以控制；

2、由于调焦凸轮为非线性曲面，调焦过程推动的调焦杆位移为非线性函数，增加了编码器调焦反馈难度；

3、非线性的位移控制很难保证调焦精度；

4、非线性曲面的凹面与凸面差距很难做大，使得调焦行程较小；

5、非线性曲面凸轮为一个面，调焦杆在凸轮曲面上运动不受控，容易受重力，整机振动等影响，进而影响调焦精度。

综上所述，目前需要一种精度易控、曲面壁变化为线性、编码器读取调焦位置简单并且调焦行程较大的空间遥感相机的调焦结构。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是现有的空间遥感相机调焦装置存在加工困难、精度难以控制、编码器调焦反馈难度较大、调焦行程较小的问题。

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用于空间遥感相机的线性半螺旋曲面壁调焦凸轮，包括由左至右同轴连接的步进电机和盘式调焦凸轮座，所述盘式调焦凸轮座的右侧为一体水平同轴突出的圆柱形结构，所述圆柱形结构的右侧一体设有线性半螺旋曲面壁，且所述线性半螺旋曲面壁为与所述圆柱形结构的竖直圆断面倾斜的平面，所述线性半螺旋曲面壁上开设有环形的限位凹槽，所述限位凹槽的右侧水平设有调焦轴杆，且所述调焦轴杆左端的接触头滑动并啮合抵靠于所述限位凹槽内，所述调焦轴杆的右侧依次同轴连接有调焦杆套、编码器和调焦镜，所述调焦轴杆左端的接触头与所述调焦杆套之间套设有压缩弹簧。

在上述方案中，所述限位凹槽在竖直剖面内为与所述圆柱形结构的竖直圆断面同心的圆形。

在上述方案中，所述步进电机与盘式调焦凸轮座之间刚性连接。