一種用於動態星模擬器星圖顯示器件的焦面調整機構的製作方法

2023-05-16 15:46:26 3

本發明涉及太空飛行器地面測試與標定技術，尤其涉及一種用於動態星模擬器星圖顯示器件的焦面調整機構。

背景技術：

動態星模擬器作為星敏感器的地面標定設備，主要由準直光學系統、星圖顯示器件、光源和星圖模擬軟體組成。常用的星圖顯示器件包括液晶光閥、LCOS和DMD等，不同顯示器件的像素尺寸不同，配合準直光學系統的焦距，可實現不同星圖精度模擬。影響星圖模擬精度的因素包括準直光學系統的焦距、星圖顯示器件的像素尺寸和星圖顯示器件的焦面位置精度。其中，準直光學系統的焦距可利用高精度焦距儀或平行光管測得，通過搭建焦距測量裝置可進一步提高測量精度；星圖顯示器件的像素尺寸根據模擬器的視場要求，配合準直光學系統的焦距進行選定，受器件限制可選的尺寸不多；星圖顯示器件的焦面位置精度依靠設計調整機構控制，並根據功能與使用要求具有一定的調焦量。

傳統的動態星模擬器的星圖顯示器件的焦面調整機構包括外鏡筒、調焦環、外套筒、調整墊片等。其中，調焦環安裝在準直光學系統鏡筒與外鏡筒之間；外鏡筒的一端通過螺釘與外套筒連接，外鏡筒的另一端通過螺釘與調整墊片連接；調整墊片通過螺釘與星圖顯示器件連接。使用過程中，調整焦面位置或進行離焦分析試驗時，只能通過更換、修磨調焦環與調整墊片的方式實現，導致焦面調整與離焦的變化量不連續。同時，為了保證動態星模擬器的使用要求，調焦環與調整墊片的加工工藝複雜、加工周期長。另外，當星圖顯示器件在安裝時出現了徑向偏差，現有的焦面調整機構無法實現徑向調整。

為了滿足動態星模擬器的使用要求，需要一種用於動態星模擬器星圖顯示器件的焦面調整機構，既可以實現焦面調整量與離焦量的連續變化，又可以實現星圖顯示器件的徑向調整。

技術實現要素：

本發明專利是針對現有技術存在的問題，設計一種用於動態星模擬器星圖顯示器件的焦面調整機構。針對現有動態星模擬器星圖顯示器件的焦面調整機構，僅能通過更換、修磨調焦環與調整墊片的方式改變星圖顯示器件的軸向位置、無法實現星圖顯示器件的軸向位置連續調整且徑向位置無法調整等問題，提出了利用調焦手輪和連接螺杆作為主要零件，配合緊固螺釘、外套筒Ⅰ、壓簧Ⅰ、壓簧Ⅱ、壓簧Ⅲ、擋柱Ⅰ、擋柱Ⅱ、擋柱Ⅲ、導向螺釘、限位擋圈、徑向調整墊片Ⅰ、調整螺釘Ⅰ、調整螺釘Ⅱ、調整螺釘Ⅲ、調整螺釘Ⅳ、徑向調整墊片Ⅱ、調整螺釘Ⅴ、調整螺釘Ⅵ、調整螺釘Ⅶ、調整螺釘Ⅷ和外套筒Ⅱ等，組成可實現星圖顯示器件在焦面附近進行軸向與徑向位置連續改變的焦面調整機構。

本發明解決現有技術問題所採用的技術方案是：設計一種用於動態星模擬器星圖顯示器件的焦面調整機構，由緊固螺釘、外套筒Ⅰ、壓簧Ⅰ、壓簧Ⅱ、壓簧Ⅲ、擋柱Ⅰ、擋柱Ⅱ、擋柱Ⅲ、連接螺杆、導向螺釘、調焦手輪、限位擋圈、徑向調整墊片Ⅰ、調整螺釘Ⅰ、調整螺釘Ⅱ、調整螺釘Ⅲ、調整螺釘Ⅳ、徑向調整墊片Ⅱ、調整螺釘Ⅴ、調整螺釘Ⅵ、調整螺釘Ⅶ、調整螺釘Ⅷ和外套筒Ⅱ組成。緊固螺釘、外套筒Ⅰ、壓簧Ⅰ、壓簧Ⅱ、壓簧Ⅲ、擋柱Ⅰ、擋柱Ⅱ、擋柱Ⅲ、連接螺杆、導向螺釘、調焦手輪、限位擋圈、徑向調整墊片Ⅰ、調整螺釘Ⅰ、調整螺釘Ⅱ、調整螺釘Ⅲ、調整螺釘Ⅳ、徑向調整墊片Ⅱ、調整螺釘Ⅴ、調整螺釘Ⅵ、調整螺釘Ⅶ、調整螺釘Ⅷ和外套筒Ⅱ依次從左向右設置。

外套筒Ⅰ的左端通過緊固螺釘與動態星模擬器準直鏡筒凸臺連接，外套筒Ⅰ的右端與調焦手輪的左端緊密貼合；外套筒Ⅰ與緊固螺釘連接的一端，具有一定的軸向厚度和徑向厚度，並沿軸向均布深孔Ⅰ、深孔Ⅱ、深孔Ⅲ，用於放置壓簧Ⅰ、壓簧Ⅱ、壓簧Ⅲ；壓簧Ⅰ、壓簧Ⅱ、壓簧Ⅲ的最小作用高度均大於外套筒Ⅰ的深孔Ⅰ、深孔Ⅱ、深孔Ⅲ的深度，壓簧Ⅰ的一端固定在深孔Ⅰ的底端，壓簧Ⅰ的另一端與擋柱Ⅰ連接，擋柱Ⅰ在彈簧力的作用下與連接螺杆接觸；壓簧Ⅱ的一端固定在深孔Ⅱ的底端，壓簧Ⅱ的另一端與擋柱Ⅱ連接，擋柱Ⅱ在彈簧力的作用下與連接螺杆接觸；壓簧Ⅲ的一端固定在深孔Ⅲ的底端，壓簧Ⅲ的另一端與擋柱Ⅲ連接，擋柱Ⅲ在彈簧力的作用下與連接螺杆接觸，使連接螺杆始終受向右的作用力。

連接螺杆的內表面與動態星模擬器準直鏡筒外表面連接，採用基孔制間隙配合，連接螺杆的內表面與動態星模擬器準直鏡筒外表面的連接對連接螺杆的軸向運動起導向作用；連接螺杆的外表面與調焦手輪的內表面通過螺紋連接，連接螺杆的有效工作長度為動態星模擬器星圖顯示器件的調焦距離與調焦手輪的軸向厚度之和；連接螺杆的左端受壓簧Ⅰ、壓簧Ⅱ、壓簧Ⅲ的作用力，始終保持向右運動的趨勢，連接螺杆的右端具有基座與徑向調整墊片Ⅰ連接；同時，連接螺杆通過導向螺釘與動態星模擬器準直鏡筒外表面的凹槽配合，導向螺釘起防轉作用，保證連接螺杆只能沿軸做直線運動而不會旋轉。

調焦手輪的左端與外套筒Ⅰ的右端緊密貼合，調焦手輪的右端與限位擋圈連接，從而保證調焦手輪只能繞動態星模擬器光學系統軸線做旋轉運動而不會發生軸向移動；

限位擋圈的外表面與外套筒Ⅱ通過螺紋連接；

徑向調整墊片Ⅰ具有四個長條孔，徑向調整墊片Ⅰ的長條孔分別置於徑向調整墊片Ⅰ的邊緣位置，徑向調整墊片Ⅰ的四個長條孔的軸線相互平行，並垂直於動態星模擬器準直鏡筒軸線；徑向調整墊片Ⅰ的左端通過調整螺釘Ⅰ、調整螺釘Ⅱ、調整螺釘Ⅲ、調整螺釘Ⅳ與連接螺杆的右端連接，徑向調整墊片Ⅰ的右端與徑向調整墊片Ⅱ的左端連接，用於實現動態星模擬器星圖顯示器件的X軸方向位置調整（即垂直於光軸的左右方向調節）；

徑向調整墊片Ⅱ具有四個長條孔，徑向調整墊片Ⅱ的長條孔分別置於徑向調整墊片Ⅱ的邊緣位置，徑向調整墊片Ⅱ的四個長條孔的軸線相互平行，並垂直於動態星模擬器準直鏡筒軸線，同時垂直於徑向調整墊片Ⅰ的四個長條孔的軸線；徑向調整墊片Ⅱ的左端通過調整螺釘Ⅴ、調整螺釘Ⅵ、調整螺釘Ⅶ、調整螺釘Ⅷ與徑向調整墊片Ⅰ的右端連接，徑向調整墊片Ⅱ的右端具有端面，通過連接螺釘與動態星模擬器星圖顯示器件連接，用於實現動態星模擬器星圖顯示器件的Y軸方向位置調整（即垂直於光軸的上下方向調節）；

使用時，通過旋轉調焦手輪，使連接螺杆產生連續的軸向位移，從而帶動動態星模擬器的星圖顯示器件調整焦面位置。由於設計了導向螺釘、壓簧Ⅰ、壓簧Ⅱ、壓簧Ⅲ、擋柱Ⅰ、擋柱Ⅱ、擋柱Ⅲ、徑向調整墊片Ⅰ、徑向調整墊片Ⅱ、限位擋圈、外套筒和緊固螺釘，保證了星圖顯示器件在進行軸向位置調整時，不會發生旋轉，從而保證模擬星圖位置不變。另外，在進行星圖顯示器件的焦面位置軸向連續調整時，還可通過徑向調整墊片Ⅰ、徑向調整墊片Ⅱ對星圖顯示器件進行徑向連續調整，從而提高星圖模擬精度。

綜上所述，本發明一種用於動態星模擬器星圖顯示器件的焦面調整機構，主要由調焦手輪、連接螺杆、導向螺釘、壓簧Ⅰ、壓簧Ⅱ、壓簧Ⅲ、擋柱Ⅰ、擋柱Ⅱ、擋柱Ⅲ、徑向調整墊片Ⅰ、調整螺釘Ⅰ、調整螺釘Ⅱ、調整螺釘Ⅲ、調整螺釘Ⅳ、徑向調整墊片Ⅱ、調整螺釘Ⅴ、調整螺釘Ⅵ、調整螺釘Ⅶ、調整螺釘Ⅷ、限位擋圈、外套筒和緊固螺釘組成。本發明一種用於動態星模擬器星圖顯示器件的焦面調整機構，實現了既不旋轉準直光學系統，也不旋轉星圖顯示器件的焦面軸向位置連續調整方法，同時焦面調整機構可進行星圖顯示器件的徑向位置連續調整，使星圖顯示精度得到了大大提高。本發明一種用於動態星模擬器星圖顯示器件的焦面調整機構，具有結構簡單、操作方便的特點，實現了動態星模擬器星圖顯示器件的軸向位置與徑向位置的連續調整。

附圖說明

圖1為本發明實施例提供的一種用於動態星模擬器星圖顯示器件的焦面調整機構的組成和結構示意圖；

圖2為發明實施例提供的一種用於動態星模擬器星圖顯示器件的焦面調整機構的外套筒Ⅰ的結構示意圖；

圖3為發明實施例提供的一種用於動態星模擬器星圖顯示器件的焦面調整機構的壓簧Ⅰ、壓簧Ⅱ、壓簧Ⅲ、擋柱Ⅰ、擋柱Ⅱ、擋柱Ⅲ的結構示意圖；

圖4為發明實施例提供的一種用於動態星模擬器星圖顯示器件的焦面調整機構的徑向調整墊片Ⅰ的結構示意圖；

圖5為發明實施例提供的一種用於動態星模擬器星圖顯示器件的焦面調整機構的徑向調整墊片Ⅱ的結構示意圖。

附圖標記：1——緊固螺釘；2——外套筒Ⅰ；21——深孔Ⅰ；22——深孔Ⅱ；23——深孔Ⅲ；3——壓簧Ⅰ；31——壓簧Ⅱ；32——壓簧Ⅲ；4——擋柱Ⅰ；41——擋柱Ⅱ；42——擋柱Ⅲ；5——連接螺杆；6——導向螺釘；7——調焦手輪；8——限位擋圈；9——徑向調整墊片Ⅰ；91——調整螺釘Ⅰ；92——調整螺釘Ⅱ；93——調整螺釘Ⅲ；94——調整螺釘Ⅳ；10——徑向調整墊片Ⅱ；101——調整螺釘Ⅴ；102——調整螺釘Ⅵ；103——調整螺釘Ⅶ；104——調整螺釘Ⅷ；11——外套筒Ⅱ。

具體實施方式

為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。需要說明的是，在附圖或說明書中，相似或相同的元件皆使用相同的附圖標記。

圖1為本發明實施例提供的一種用於動態星模擬器星圖顯示器件的焦面調整機構的組成和結構示意圖。如圖1所示，該動態星模擬器星圖顯示器件的焦面調整機構主要由緊固螺釘1、外套筒Ⅰ2、壓簧Ⅰ3、壓簧Ⅱ31、壓簧Ⅲ32、擋柱Ⅰ4、擋柱Ⅱ41、擋柱Ⅲ42、連接螺杆5、導向螺釘6、調焦手輪7、限位擋圈8、徑向調整墊片Ⅰ9、調整螺釘Ⅰ91、調整螺釘Ⅱ92、調整螺釘Ⅲ93、調整螺釘Ⅳ94、徑向調整墊片Ⅱ10、調整螺釘Ⅴ101、調整螺釘Ⅵ102、調整螺釘Ⅶ103、調整螺釘Ⅷ104、外套筒Ⅱ11組成；

緊固螺釘1、外套筒Ⅰ2、壓簧Ⅰ3、壓簧Ⅱ31、壓簧Ⅲ32、擋柱Ⅰ4、擋柱Ⅱ41、擋柱Ⅲ42、連接螺杆5、導向螺釘6、調焦手輪7、限位擋圈8、徑向調整墊片Ⅰ9、調整螺釘Ⅰ91、調整螺釘Ⅱ92、調整螺釘Ⅲ93、調整螺釘Ⅳ94、徑向調整墊片Ⅱ10、調整螺釘Ⅴ101、調整螺釘Ⅵ102、調整螺釘Ⅶ103、調整螺釘Ⅷ104、外套筒Ⅱ11依次從左向右設置。

圖2為發明實施例提供的一種用於動態星模擬器星圖顯示器件的焦面調整機構的外套筒Ⅰ2的結構示意圖。如圖2所示，外套筒Ⅰ2的左端通過緊固螺釘1與動態星模擬器準直鏡筒凸臺連接，外套筒Ⅰ2的右端與調焦手輪7的左端緊密貼合；外套筒Ⅰ2與緊固螺釘1連接的一端，具有一定的軸向厚度和徑向厚度，並沿軸向均布深孔Ⅰ21、深孔Ⅱ22、深孔Ⅲ23，用於放置壓簧Ⅰ3、壓簧Ⅱ31、壓簧Ⅲ32；壓簧Ⅰ3、壓簧Ⅱ31、壓簧Ⅲ32的最小作用高度均大於外套筒Ⅰ2的深孔Ⅰ21、深孔Ⅱ22、深孔Ⅲ23的深度。

圖3為發明實施例提供的一種用於動態星模擬器星圖顯示器件的焦面調整機構的壓簧Ⅰ3、壓簧Ⅱ31、壓簧Ⅲ32、擋柱Ⅰ4、擋柱Ⅱ41、擋柱Ⅲ42的結構示意圖。如圖3所示，壓簧Ⅰ3的一端固定在深孔Ⅰ21的底端，壓簧Ⅰ3的另一端與擋柱Ⅰ4連接，擋柱Ⅰ4在彈簧力的作用下與連接螺杆5接觸，使連接螺杆5始終受向右的作用力；壓簧Ⅱ31的一端固定在深孔Ⅱ22的底端，壓簧Ⅱ31的另一端與擋柱Ⅱ41連接，擋柱Ⅱ41在彈簧力的作用下與連接螺杆5接觸，使連接螺杆5始終受向右的作用力；壓簧Ⅲ32的一端固定在深孔Ⅲ23的底端，壓簧Ⅲ32的另一端與擋柱Ⅲ42連接，擋柱Ⅲ42在彈簧力的作用下與連接螺杆5接觸，使連接螺杆5始終受向右的作用力；

連接螺杆5的內表面與動態星模擬器準直鏡筒外表面連接，採用基孔制間隙配合，連接螺杆5的內表面與動態星模擬器準直鏡筒外表面的連接對連接螺杆5的軸向運動起導向作用；連接螺杆5的外表面與調焦手輪7的內表面通過螺紋連接，連接螺杆5的有效工作長度為動態星模擬器星圖顯示器件的調焦距離與調焦手輪7的軸向厚度之和；連接螺杆5的左端受壓簧Ⅰ3、壓簧Ⅱ31、壓簧Ⅲ32的作用力，始終保持向右運動的趨勢，連接螺杆5的右端具有基座與徑向調整墊片Ⅰ9連接；同時，連接螺杆5通過導向螺釘6與動態星模擬器準直鏡筒外表面的凹槽配合，導向螺釘6起防轉作用，保證連接螺杆5隻能沿軸做直線運動而不會旋轉。

調焦手輪7的左端與外套筒Ⅰ2的右端緊密貼合，調焦手輪7的右端與限位擋圈8連接，從而保證調焦手輪7隻能繞動態星模擬器準直鏡筒軸線做旋轉運動而不會發生軸向移動；

限位擋圈8的外表面與外套筒Ⅱ11通過螺紋連接；

圖4為發明實施例提供的一種用於動態星模擬器星圖顯示器件的焦面調整機構的徑向調整墊片Ⅰ9的結構示意圖。如圖4所示，徑向調整墊片Ⅰ9具有四個長條孔，徑向調整墊片Ⅰ9的長條孔分別置於徑向調整墊片Ⅰ9的邊緣位置，徑向調整墊片Ⅰ9的四個長條孔的軸線相互平行，並垂直於動態星模擬器準直鏡筒軸線；徑向調整墊片Ⅰ9的左端通過調整螺釘Ⅰ91、調整螺釘Ⅱ92、調整螺釘Ⅲ93、調整螺釘Ⅳ94與連接螺杆5的右端連接，徑向調整墊片Ⅰ9的右端與徑向調整墊片Ⅱ10的左端連接，用於實現動態星模擬器星圖顯示器件的X軸方向位置調整（即垂直於光軸的左右方向調節）。

圖5為發明實施例提供的一種用於動態星模擬器星圖顯示器件的焦面調整機構的徑向調整墊片Ⅱ10的結構示意圖。如圖5所示，徑向調整墊片Ⅱ10具有四個長條孔，徑向調整墊片Ⅱ10的長條孔分別置於徑向調整墊片Ⅱ10的邊緣位置，徑向調整墊片Ⅱ10的四個長條孔的軸線相互平行，並垂直於動態星模擬器準直鏡筒軸線，同時垂直於徑向調整墊片Ⅰ9的四個長條孔的軸線；徑向調整墊片Ⅱ10的左端通過調整螺釘Ⅴ101、調整螺釘Ⅵ102、調整螺釘Ⅶ103、調整螺釘Ⅷ104與徑向調整墊片Ⅰ9的右端連接，徑向調整墊片Ⅱ10的右端具有端面，通過連接螺釘與動態星模擬器星圖顯示器件連接，用於實現動態星模擬器星圖顯示器件的Y軸方向位置調整（即垂直於光軸的上下方向調節）；

使用時，通過旋轉調焦手輪7，使連接螺杆5產生連續的軸向位移，從而帶動動態星模擬器的星圖顯示器件調整焦面位置。由於設計了導向螺釘6、壓簧Ⅰ3、壓簧Ⅱ31、壓簧Ⅲ32、擋柱Ⅰ4、擋柱Ⅱ41、擋柱Ⅲ42、徑向調整墊片Ⅰ9、調整螺釘Ⅰ91、調整螺釘Ⅱ92、調整螺釘Ⅲ93、調整螺釘Ⅳ94、徑向調整墊片Ⅱ10、調整螺釘Ⅴ101、調整螺釘Ⅵ102、調整螺釘Ⅶ103、調整螺釘Ⅷ104、限位擋圈8、外套筒和緊固螺釘1，保證了星圖顯示器件在進行軸向位置連續調整時，不會發生旋轉，從而保證模擬星圖位置不變。另外，在進行星圖顯示器件的焦面軸向位置連續調整時，還可通過徑向調整墊片Ⅰ9、徑向調整墊片Ⅱ10對星圖顯示器件進行徑向位置連續調整，從而提高星圖模擬精度。

最後應說明的是：以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；儘管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等同替換；而這些修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的精神和範圍。