本發(fā)明涉及航天調(diào)焦領(lǐng)域，具體涉及一種基于絕對(duì)式光柵尺的雙凸輪調(diào)焦機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù)：

目前，空間光學(xué)遙感器的調(diào)焦機(jī)構(gòu)廣泛采用凸輪調(diào)焦，凸輪調(diào)焦機(jī)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、精度高、運(yùn)動(dòng)過(guò)程中不易卡滯等特點(diǎn)。而其焦平面組件的傳統(tǒng)支撐方式通常采用單點(diǎn)懸臂支撐，機(jī)構(gòu)存在抗振動(dòng)沖擊能力差，運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性差等問(wèn)題。隨著空間相機(jī)的發(fā)展，焦平面組件的重量不斷提高，傳統(tǒng)的支撐方式已經(jīng)無(wú)法滿足要求。

再者，目前空間光學(xué)遙感器大多以多圈編碼器作為焦平面組件的位置檢測(cè)元件，無(wú)法消除機(jī)構(gòu)空回量對(duì)機(jī)構(gòu)的影響，這在一定程度上影響了調(diào)焦精度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明為了解決現(xiàn)有調(diào)焦機(jī)構(gòu)存在抗振動(dòng)出攻擊能力差，運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性差；同時(shí)焦面位置檢測(cè)元件無(wú)法消除空回誤差的問(wèn)題，提供了一種基于絕對(duì)式光柵尺的雙凸輪調(diào)焦機(jī)構(gòu)。

基于絕對(duì)式光柵尺的雙凸輪調(diào)焦機(jī)構(gòu)，包括焦平面組件、調(diào)焦滑座、調(diào)焦基座、直線導(dǎo)軌、調(diào)焦組件和絕對(duì)式光柵尺；焦平面組件安裝于調(diào)焦滑座上，調(diào)焦滑座通過(guò)直線導(dǎo)軌與調(diào)焦基座連接，在調(diào)焦基座與調(diào)焦滑座之間安裝絕對(duì)式光柵尺，調(diào)焦組件安裝于調(diào)焦基座的上部，通過(guò)兩個(gè)凸輪機(jī)構(gòu)與調(diào)焦滑座相連。

上述焦平面組件包括cmos及電路板、焦面電箱箱體；cmos及電路板固定在焦面電箱箱體內(nèi)。

上述調(diào)焦組件包括第一軸端支架、主傳動(dòng)軸、兩個(gè)凸輪、兩個(gè)凸輪滑座、調(diào)焦組件支座、蝸輪、蝸桿軸、蝸桿支座、第二軸端支架、聯(lián)軸器、電機(jī)；蝸桿軸通過(guò)蝸桿支座安裝在調(diào)焦組件支座上，電機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器與蝸桿軸連接，并安裝在蝸桿支座上，所述主傳動(dòng)軸通過(guò)調(diào)焦組件支座安裝在調(diào)焦基座上；所述蝸輪安裝在主傳動(dòng)軸的中間位置；所述兩個(gè)凸輪通過(guò)主傳動(dòng)軸安裝于調(diào)焦組件支座的兩側(cè)，兩個(gè)凸輪通過(guò)凸輪滑座與調(diào)焦滑座連接；所述第一軸端支架、第二軸端支架分別安裝于主傳動(dòng)軸的兩端。

本發(fā)明的有益效果：采用雙凸輪機(jī)構(gòu)作為調(diào)焦的執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了焦平面組件的等直支撐，提高了整個(gè)調(diào)焦機(jī)構(gòu)的受力均勻性，提高了調(diào)焦機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定性；同時(shí)采用絕對(duì)式光柵尺作為焦面位置的檢測(cè)元件，直接測(cè)量焦面位置，消除了機(jī)構(gòu)空回量所帶來(lái)的測(cè)量誤差，增強(qiáng)了調(diào)焦的實(shí)時(shí)性與可控性。

附圖說(shuō)明

圖1本發(fā)明基于絕對(duì)式光柵尺的雙凸輪調(diào)焦機(jī)構(gòu)的剖視圖；

圖2本發(fā)明基于絕對(duì)式光柵尺的雙凸輪調(diào)焦機(jī)構(gòu)的主視圖；

圖3本發(fā)明基于絕對(duì)式光柵尺的雙凸輪調(diào)焦機(jī)構(gòu)的側(cè)視圖。

圖中：1、焦平面組件，2、調(diào)焦滑座，3、調(diào)焦基座，4、直線導(dǎo)軌，5、調(diào)焦組件，6、第一軸端支架，7、主傳動(dòng)軸，8、凸輪，9、凸輪滑座，10、調(diào)焦組件支座，11、蝸輪，12、蝸桿軸，13、蝸桿支座，14、第二軸端支架，15、cmos及電路板，16、焦面電箱箱體，17、絕對(duì)式光柵尺，18、聯(lián)軸器，19、電機(jī)。

具體實(shí)施方式

具體實(shí)施方式一、結(jié)合圖1至圖3說(shuō)明本實(shí)施方式，基于絕對(duì)式光柵尺的雙凸輪調(diào)焦機(jī)構(gòu)，包括焦平面組件1、調(diào)焦滑座2、調(diào)焦基座3、直線導(dǎo)軌4、調(diào)焦組件5和絕對(duì)式光柵尺17；焦平面組件1安裝于調(diào)焦滑座2上，調(diào)焦滑座2通過(guò)三個(gè)直線導(dǎo)軌4與調(diào)焦基座3連接，在調(diào)焦基座3與調(diào)焦滑座2之間安裝絕對(duì)式光柵尺17，調(diào)焦組件5安裝于調(diào)焦基座3的上部，通過(guò)兩個(gè)凸輪機(jī)構(gòu)與調(diào)焦滑座2相連；焦平面組件1包括cmos及電路板15、焦面電箱箱體16；cmos及電路板15固定在焦面電箱箱體16內(nèi)。調(diào)焦組件5包括第一軸端支架6、主傳動(dòng)軸7、兩個(gè)凸輪8、兩個(gè)凸輪滑座9、調(diào)焦組件支座10、蝸輪11、蝸桿軸12、蝸桿支座13、第二軸端支架14、聯(lián)軸器18、電機(jī)19；蝸桿軸12通過(guò)蝸桿支座13安裝在調(diào)焦組件支座10上，電機(jī)19通過(guò)聯(lián)軸器18與蝸桿軸12連接，并安裝在蝸桿支座13上，主傳動(dòng)軸7通過(guò)調(diào)焦組件支座10安裝在調(diào)焦基座3上；蝸輪11安裝在主傳動(dòng)軸7的中間位置；兩個(gè)凸輪8通過(guò)主傳動(dòng)軸9安裝于調(diào)焦組件支座10的兩側(cè)，兩個(gè)凸輪8通過(guò)凸輪滑座9與調(diào)焦滑座2連接；第一軸端支架6、第二軸端支架14分別安裝于主傳動(dòng)軸7的兩端。

結(jié)合圖2說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式中所述的采用絕對(duì)式光柵尺的雙凸輪調(diào)焦機(jī)構(gòu)由電機(jī)19驅(qū)動(dòng)、絕對(duì)式光柵尺17構(gòu)成閉環(huán)反饋。電機(jī)19和絕對(duì)式光柵尺17由+12v的直流電源為其供電。電機(jī)19、主傳動(dòng)軸7和蝸桿軸12等旋轉(zhuǎn)部件通過(guò)各自的支座及軸承安裝在調(diào)焦基座3上，各個(gè)支座的安裝面都進(jìn)行精密的修配研磨，保證各旋轉(zhuǎn)部件的同軸度要求優(yōu)于0.003mm；兩個(gè)凸輪8的偏心量由調(diào)焦行程確定(偏心量為調(diào)焦行程的一半)，

本實(shí)施方式中取調(diào)焦行程為11mm，因此兩個(gè)凸輪8的偏心量為5.5mm；三個(gè)直線導(dǎo)軌4是保證機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)精度的重要部件，選用精密級(jí)滾珠導(dǎo)軌，保證三個(gè)導(dǎo)軌4的平行度優(yōu)于0.003mm。

進(jìn)行調(diào)焦時(shí)，電機(jī)19通電，通過(guò)聯(lián)軸器18帶動(dòng)蝸桿軸12轉(zhuǎn)動(dòng)，蝸桿軸12與蝸輪11嚙合運(yùn)動(dòng)，并帶動(dòng)主傳動(dòng)軸7、凸輪8轉(zhuǎn)動(dòng)，凸輪8通過(guò)凸輪滑座9推動(dòng)調(diào)焦滑座2沿直線導(dǎo)軌4滑動(dòng)方向作直線運(yùn)動(dòng)。調(diào)焦完成后，調(diào)焦機(jī)構(gòu)斷電。

本實(shí)施方式中，為了保證機(jī)構(gòu)良好的強(qiáng)度與剛度，兩個(gè)凸輪8采用高強(qiáng)度的合金鋼(40cr)制成，淬火并穩(wěn)定化處理，以保證足夠的耐磨性能；調(diào)焦滑座2、調(diào)焦基座3、第一軸端支架6、兩個(gè)凸輪滑座9、調(diào)焦組件支座10、蝸桿支座13、第二軸端支架14采用高強(qiáng)度低密度的鈦合金(tc4)制成，穩(wěn)定化處理，安裝連接表面都應(yīng)進(jìn)行修配研磨。

本實(shí)施方式采用絕對(duì)式光柵尺17作為傳動(dòng)末端的位移測(cè)量機(jī)構(gòu)，從原理上消除了機(jī)構(gòu)的回程誤差，提高了調(diào)焦精度，增強(qiáng)了調(diào)焦的可控制性，特別適用于大尺寸長(zhǎng)焦面、要求嚴(yán)格的空間光學(xué)遙感器的調(diào)焦機(jī)構(gòu)。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
基于絕對(duì)式光柵尺的雙凸輪調(diào)焦機(jī)構(gòu)，涉及航天調(diào)焦領(lǐng)域，解決現(xiàn)有調(diào)焦機(jī)構(gòu)存在抗振動(dòng)出攻擊能力差，運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性差；同時(shí)焦面位置檢測(cè)元件無(wú)法消除空回誤差的問(wèn)題，本發(fā)明包括焦平面組件、調(diào)焦滑座、調(diào)焦基座、調(diào)焦組件和絕對(duì)式光柵尺，焦平面組件安裝于調(diào)焦滑座上，調(diào)焦滑座通過(guò)直線導(dǎo)軌安裝在調(diào)焦基座上，在調(diào)焦基座與調(diào)焦滑座之間安裝絕對(duì)式光柵尺，調(diào)焦組件安裝于調(diào)教基座的上部。本發(fā)明采用絕對(duì)式光柵尺作為傳動(dòng)末端的位移測(cè)量機(jī)構(gòu)，從原理上消除了機(jī)構(gòu)的回程誤差，提高了調(diào)焦精度，增強(qiáng)了調(diào)焦的可控制性，特別適用于大尺寸長(zhǎng)焦面、要求嚴(yán)格的空間光學(xué)遙感器的調(diào)焦機(jī)構(gòu)。

技術(shù)研發(fā)人員：賈學(xué)志;李季;叢杉珊;劉鳴鹿;杜一民;柯善良
受保護(hù)的技術(shù)使用者：長(zhǎng)光衛(wèi)星技術(shù)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：2017.06.28
技術(shù)公布日：2017.08.22