一种轻量化的望远镜系统的制作方法_2

文档序号:9929065阅读:来源:国知局
附图14为本发明所述望远镜系统的整体安装结构图;
附图15为作为本发明实施例的望远镜系统中主镜的尺寸结构图;
附图16为作为本发明实施例的望远镜系统中次镜的尺寸结构图;
附图17为作为本发明实施例的望远镜系统中反射镜的尺寸结构图;
附图18为作为本发明实施例的望远镜系统的整体安装结构图;
附图19为作为本发明实施例的望远镜系统的样机实物图;
图中各附图标记的含义如下:
1-主镜,2-次镜,3-反射镜,4-主镜固定底座,5-主镜固定连接件,6-主镜固定盖,7-垫圈,8-中心座,9-外延侧板,I O-螺孔,11-贯穿孔,12-减重凹槽,13-螺孔,14-凸缘,15-螺孔,16-螺孔,17-次镜固定座,18-次镜支撑架,19-次镜镜架,20-连接端子,21-镂空结构,22-反射镜固定座,23-反射镜支撑架,24-反射镜镜架,25-连接端子,26-镂空结构,27-底端固定环,28-顶端固定环,29-反射镜上固定环,30-反射镜下固定环,31-紧固件,32-连接套筒,33-反射镜固定侧板,34-出光孔,35-上连接杆,36-下连接杆,37-底座支撑件,38-连接螺孔。
【具体实施方式】
[0018]以下结合附图详细说明本发明所述望远镜系统的具体结构,以使本领域技术人员能够更加清楚的理解本发明的方案,但并不因此限制本发明的保护范围。
[0019]首先简要说明本发明所述望远镜系统,尤其是Mersenne-Schmidt望远镜系统的结构原理。这种望远镜系统通常由光学元件、光学元件固定部件和系统支撑框架三部分组成,其中光学元件包括主镜、次镜和反射镜,如附图1所示。Mersenne-Schmidt望远镜系统的主镜通常为抛物面反射镜,次镜为双曲面反射镜并处于主镜的焦点前,反射镜为平面镜,处于主镜和次镜之间且反射面与光轴成45度角设置。望远镜系统在工作过程中,入射平行光束经主镜反射后,汇聚至其焦点位置,然后被处于主镜焦点处的次镜反射至反射镜,经反射镜45°倾斜设置的反射面反射作用后完成缩束输出。光学元件固定部件和系统支撑框架用于固定光学元件,并确保主镜、次镜和反射镜具有附图1所示的光学位置关系。本发明针对轻量化的发明目的创新设计了这种望远镜系统中光学元件、光学元件固定部件和系统支撑框架的结构,使得所提供的望远镜系统在保留望远镜光学功能的同时,大大降低了系统整体的重量,并简化了结构,实现了一种轻量化的望远镜系统,能够很好的满足车载/机载/星载平台的应用要求。
[°02°]因此本发明所提出的轻量化Mersenne-Schmidt望远镜系统设计方案包括望远镜主镜轻量化设计方案、光学元件固定部件轻量化设计方案和机械固定框架轻量化设计方案,下面对各个部门的结构设计进行详细描述。
[0021](— )望远镜主镜光学元件的轻量化设计
主镜的轻量化设计方案如附图2所示,主镜I的正面光学设计为抛物反射面,主镜的中央形成通孔结构,以减轻重量,主镜的背面为平面结构,且在保证镜片固定牢固性和稳定性需求的基础上,主镜的镜片厚度由中央向边缘逐步降低,通过研磨去除镜坯背面的多余部分,达到轻量化设计目的,使得主镜片的重量得到大幅度降低。
[0022](二)光学元件固定部件轻量化设计
望远镜的主镜固定部件的轻量化设计方案如附图3所示,这种主镜固定部件包括主镜固定底座4、主镜固定连接件5和主镜固定盖6。所述的主镜固定底座4整体具有十字型结构,包括中心座8和自中心座8向外延伸的四个外延侧板9,所述中心座8的中心掏空,形成贯穿孔11,并围绕贯穿孔开设若干螺孔10,用以连接主镜固定连接件5,所述的四个外延侧板9均匀设置于中心座的外周,相互之间成90°夹角,如附图4所示,每个外延侧板9上开设有减重凹槽12,所述减重凹槽12沿外延侧板的长度方向延伸至外延侧板的外端部,并在外延侧板的外端部开设有螺孔10,用以将主镜固定底座4与系统支撑框架进行固定连接。所述的主镜固定连接件5整体具有中空套筒结构,在套筒的下部外壁面上形成有凸缘14,在所述凸缘14上开设有螺孔13,同时在套筒的顶面向内开设有连接孔15,进一步优选的如附图5和附图6所示,所述主镜固定连接件5的顶面在其中间通孔边缘上形成有凸棱结构。所述主镜固定盖6如附图7和附图8所示,整体具有圆形盖板结构,并在中央部分开设通孔,围绕通孔开设若干螺孔16,且所述螺孔16与主镜固定连接件5上的连接孔15对应,进一步优选的如附图8所思,所述主镜固定盖6的中央通孔内壁形成有凸台结构,所述凸台结构与所述主镜固定连接件5顶面的凸棱结构相匹配,在主镜固定盖6盖设于主镜固定连接件5上时,所述主镜固定连接件5上的凸棱结构卡接在所述主镜固定盖6中央通孔的凸台结构上。附图2给出利用主镜固定部件进行主镜固定的具体结构,如附图2所示的,首先主镜固定连接件5连接于主镜固定底座4,具体的主镜固定连接件5的套筒下端插入主镜固定底座4的贯穿孔11内,主镜固定连接件5的凸缘抵接在主镜固定底座4的中心座上表面,并通过螺栓穿过凸缘14上的螺孔13和中心座上的螺孔10而将主镜固定连接件5固定于主镜固定底座4上;然后将主镜I套设于主镜固定连接件5上,主镜的中央通孔直径与主镜固定连接件5的套筒外径相等,使得主镜I能够牢固的套设主镜固定连接件5的套筒外壁;最后将主镜固定盖6盖设于主镜固定连接件5上,具体的先将主镜固定连接件5顶面上的凸棱结构插入主镜固定盖6的中央通孔内并卡接在其凸台结构上,使主镜固定盖6抵接于主镜固定连接件5的顶面,然后将固定螺栓穿过主镜固定盖6的螺孔后拧入主镜固定连接件5顶面上开设的连接孔15内,从而将主镜固定盖6牢固的固定于主镜固定连接件5上,并将主镜I限制在所述主镜固定盖6和主镜固定底座4之间。进一步优选的可在所述主镜I和主镜固定盖6以及主镜固定底座4之间设置垫圈7,以保证主镜的固定稳定性。所述主镜固定盖6整体的直径至少应大于所述主镜I中央通孔的直径,以保证将所述主镜限制在所述主镜固定连接件5上,进一步优选的所述主镜固定盖6的外直径等于所述主镜的外直径,且所述主镜固定盖6具有折叠结构,从而在望远镜不使用时通过所述主镜固定盖6保护所述主镜I。所述主镜固定连接件可根据上下连接固定需要设置不同口径,整体中心掏空以降低重量。
[0023]望远镜的次镜固定部件的轻量化设计方案如附图9所示。所述次镜固定部件包括次镜固定座17、次镜支撑架18和次镜镜架19,所述次镜固定座17具有中空柱状结构,所述次镜镜架19连接于次镜固定座17的端面,次镜2安装于次镜镜架19,通过次镜镜架19可调整次镜的安装角度,所述的次镜支撑架18包括有四个,相邻两个次镜支撑架18之间相互垂直的安装于次镜固定座17的外壁面,由所述次镜固定座17和次镜支撑架18形成十字托架结构以减轻整体重量。优选的所述次镜固定座17的柱状外表面上均匀设置有四个安装台面,所述安装台面上开设有螺孔,所述次镜支撑架18的内端通过螺栓固定连接于次镜固定座17的安装台面上,所述次镜支撑架18的外端固定有连接端子20,所述连接端子20上开设有螺孔,通过所述连接端子20将所述次镜支撑架18固定连接于系统支撑框架上,为进一步减轻质量,每个次镜支撑架18上均开设有镂空部分。
[0024]望远镜的反射镜固定部件的轻量化设计方案如附图10所示。所述反射镜固定部件包括反射镜固定座22、反射镜支撑架23和反射镜镜架24,所述反射镜固定座22具有柱状结构,所述反射镜镜架24连接于反射镜固定座22的端面,反射镜3安装于反射镜镜架24上,通过反射镜镜架24可调整反射镜的安装角度,使其反射面与光轴成45°角,所述的反射镜支撑架23包括有四个,相邻两个反射镜支撑架23之间相互垂直的安装于反射镜固定座22的外壁面,由所述反射镜固定座22和反射镜支撑架23形成十字托架结构以减轻整体重量。优选的所述反射镜固定座22的柱状外表面上均匀设置有四个安装台面,所述安装台面上开设有螺孔,所述反射镜支撑架23的内端通过螺栓固定连接于反射镜固定座22的安装台面上,所述反射镜支撑架23的外端固定有连接端子25,所述连接端子25上开设有螺孔,通过所述连接端子25将所述反射镜支撑架23固定连接于系统支撑框架上,为进一步减轻质量,每个反射镜支撑架23上均开设有镂空部分26。
[0025](三)系统支撑框架轻量化设计望远镜系统的系统支撑框架的轻量化设计方案如附图11至附图13所示,所述的系统支撑框架包括底端固定环27、顶端固定环28、反射镜上固定环29、反射镜下固定环30、紧固件31、连接套筒32、反射镜固定侧板33、上连接杆35、下连接杆36和底座支撑件37,所述的底端固定环27、顶端固定环28、反射镜上固定环29和反射镜下固定环30均采用金属材料制作为金属环结构,优选的为金属铝材(航空铝材料A
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