一種應用于空間光學相機焦面調整的一體化二維執行機構的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于空間光學遙感技術領域，具體涉及一種應用于空間光學相機焦面調整的一體化二維執行機構。
【背景技術】
[0002]空間光學相機在拍照時需要對焦面進行二維調整，即調焦和調偏流，主要作用是:在遙感器對目標區域進行拍攝時，通過焦面微量移動和轉動實現焦面離焦量補償和高精度像移補償，將目標區域準確地成像在CCD的感光面上，且占用空間小，質量輕，并具有足夠的強度、剛度、良好的自鎖性能及抗冷焊性能。
[0003]與本發明最為接近的已有技術是中國科學院長春光學精密機械與物理研究所柴方茂等人發表于《光電工程》期刊上的焦面二維精密調整機構研究，該調焦機構應用于大口徑、長焦距的高分辨力空間光學遙感器工程項目。如圖1，圖2和圖3所示，該機構主要由焦面垂直運動驅動、焦面旋轉運動驅動和焦面及其支撐結構三部分組成。其中焦面垂直運動驅動部分包括步進電機100、焦面支撐座200、導軌300、調焦基座400、偏心軸500、編碼器600;焦面旋轉運動驅動部分包括編碼器700、滾珠絲杠800、直線軸承900、步進電機1000、調偏流底座1100;焦面及其支撐結構部分包括焦面及其支撐機構1200。在焦面垂直運動的驅動部分，步進電機100與偏心軸500相連接，從而將步進電機1000的轉動轉化為偏心軸500徑向的直線運動，編碼器600安裝在偏心軸500的端部，用來檢測和控制運動的精度。結構整體安裝在調焦基座400上。偏心軸500通過導軌300帶動焦面支撐座200及焦面1200做垂直直線運動，從而實現調焦的目的。
[0004]在焦面旋轉運動的驅動部分，步進電機1000與滾珠絲杠800相連接，從而將步進電機1000的轉動轉化為沿滾珠絲杠800軸向的直線運動，編碼器700安裝在滾珠絲杠800的端部。整個驅動部分固定在調偏流底座1100上。滾珠絲杠800與直線軸承900配合，將直線運動轉化為繞光軸方向的轉動，從而實現偏流的目的。焦面支撐結構1200的核心是一套高精度、高剛度和高強度的滾珠花鍵，它自身能夠實現二維運動，從而將焦面垂直運動驅動結構和焦面旋轉運動驅動結構有機的結合為一個整體。
[0005]該調焦機構的缺點是:剛度不高，承載能力較差且只適合應用于小尺寸焦面的空間相機。

【發明內容】

[0006]為了克服已有技術存在的缺陷，本發明提出一種可以解決空間光學遙感器調焦偏流二維執行機構的高精度、能自鎖、低重量、高剛度、大負載問題的，應用于空間光學相機焦面調整的一體化二維執行機構。
[0007]為了解決上述技術問題，本發明的技術方案具體如下:
[0008]—種應用于空間光學相機焦面調整的一體化二維執行機構，包括:調焦單元和調偏流單元;其中，
[0009]調焦單元包括:偏心軸、步進電機、蝸桿、蝸輪、蝸桿箱支座、滑塊座、編碼器支座、調焦編碼器、調焦基座和機構外框；
[0010]調偏流單元包括:蝸桿、絲杠軸、蝸輪、基座、撥叉、調偏流編碼器、光軸、螺母和步進電機、撥叉座、焦面、調焦基座；
[0011]在調焦單元中，調焦編碼器安裝在偏心軸的端部;整個驅動部分通過蝸桿箱支座、滑塊座、編碼器支座固定在機構外框上，機構外框與調焦基座連接；
[0012]在調偏流單元中，調偏流編碼器安裝在絲杠軸的端部;絲杠軸通過螺紋傳動帶動螺母在絲杠軸上平移；螺母上平行與絲杠軸安裝一光軸；驅動結構的整體通過基座與調焦基座連接;螺母上安裝撥叉，螺母的平移帶動撥叉的移動，撥叉外連接撥叉座，撥叉座與焦面連接。
[0013]在上述技術方案中，在調焦單元中，步進電機與蝸桿相連接，蝸桿與蝸輪嚙合傳動，蝸輪與偏心軸配合，將步進電機的轉動轉化為沿偏心軸徑向的直線運動。
[0014]在上述技術方案中，在調偏流單元中，步進電機與蝸桿相連接，蝸桿與蝸輪嚙合傳動，蝸輪與絲桿軸配合，將步進電機的轉動轉化為絲杠軸的轉動。
[0015]在上述技術方案中，步進電機為軍品級四相步進電機。
[0016]本發明具有以下的有益效果:
[0017]本發明的應用于空間光學相機焦面調整的一體化二維執行機構與之前的技術相比，解決了結構剛度低、承載能力差的問題，并且適合應用于大尺寸焦平面空間相機中，為獲得高質量的圖像提供了技術保障。
[0018]本發明的應用于空間光學相機焦面調整的一體化二維執行機構，調焦單元和調偏流單元成為了一個整體，結構更緊湊，占用空間更小，定位精度高，易于裝調。
[0019]本發明的應用于空間光學相機焦面調整的一體化二維執行機構，促進了光學遙感器的一體化發展，為實現航天產品向一體化方向發展提供技術支持。
【附圖說明】
[0020]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明作進一步詳細說明。
[0021]圖1是已有技術的焦面二維精密調整機構的調焦驅動部分結構示意圖；
[0022]圖2是已有技術的焦面二維精密調整機構的調偏流驅動部分結構示意圖；
[0023]圖3是已有技術的焦面二維精密調整機構的總體結構示意圖；
[0024]圖4是本發明的一體化二維執行機構中的調焦單元結構示意圖；
[0025]圖5是本發明的一體化二維執行機構中的調偏流單元結構示意圖；
[0026]圖6是本發明的一體化二維執行機構的總體結構示意圖。
【具體實施方式】
[0027]下面結合附圖對本發明做以詳細說明。
[0028]如圖4，圖5和圖6所示，本發明的應用于空間光學相機焦面調整的一體化二維執行機構主要由調焦單元和調偏流單元兩部分組成。其中調焦單元包括偏心軸8、步進電機7、蝸桿6、蝸輪5、蝸桿箱支座4、滑塊座3、編碼器支座2、調焦編碼器1、調焦基座(調偏流底座)20和機構外框21;調偏流單元包括蝸桿9、絲杠軸10、蝸輪11、基座12、撥叉13、調偏流編碼器14、光軸15、螺母16和步進電機17、撥叉座18、焦面19、調焦基座(調偏流底座)20。在調焦單元中，步進電機7與蝸桿6相連接，蝸桿6與蝸輪5嚙合傳動，蝸輪5與偏心軸8配合，從而將步進電機7的轉動轉化為沿偏心軸8徑向的直線運動，調焦編碼器I安裝在偏心軸8的端部。整個驅動部分通過蝸桿箱支座4、滑塊座3、編碼