一种轻量化的望远镜系统的制作方法_3

文档序号:9929065阅读:来源:国知局
l 2024)或铝合金制作的圆环结构,所述底座支撑件37通过螺栓固定连接于所述底端固定环27的下表面,形成底端固定环27以及整个系统支撑框架的支撑结构。所述反射镜下固定环30设置于所述底端固定环27的上方,并通过下连接杆36与底端固定环27固定连接,优选的如附图11至附图13所示,所述下连接杆36包括有八根,且优选的所述下连接杆36采用质地轻、硬度高的碳素纤维棒制作,八根下连接杆36相互交错的连接于反射镜下固定环30与底端固定环27之间,具体的在反射镜下固定环30与底端固定环27上均开设有四个连接孔组38,且四个连接孔组38沿固定环的圆周均匀分布,且反射镜下固定环30设置于底端固定环27上方时,底端固定环27上的四个连接孔组38与反射镜下固定环30上的四个连接孔组38相互交错布置,即处于反射镜下固定环30上的每一个连接孔组38在竖直投影方向上处于其正下方设置的底端固定环27上两个连接孔组38的中间部位。每个连接孔组38包括有若干连接螺纹孔,优选的至少包括四个连接螺孔。所述底座支撑件37包括有四个,并在底端固定环27的下表面通过螺栓分别固定连接于底端固定环27的四个连接孔组38上。所述反射镜下固定环30的下表面,在其每个连接孔组38上均通过螺栓固定连接有一个紧固件31,所述底端固定环27的上表面,在其每个连接孔组38上均通过螺栓固定连接有一个紧固件31,这样在反射镜下固定环30的下表面均匀连接有四个紧固件,在底端固定环27的上表面均匀连接有四个紧固件,且反射镜下固定环30下表面的紧固件和底端固定环27上表面的紧固件相互交错布置,并且每个紧固件上对称的设置有两个不同朝向的紧固连接孔。每根下连接杆36均为碳素纤维棒,在下连接杆36的两端均形成有连接套筒32,每个连接套筒32上均形成有连接球头。所述下连接杆36下端的连接套筒32通过连接球头连接于底端固定环27的紧固件上的紧固连接孔内,所述下连接杆36上端的连接套筒32通过连接球头连接于反射镜下固定环30的紧固件上的紧固连接孔内,每个紧固件的两个紧固连接孔连接有两根下连接杆36,八根下连接杆沿周向相互交错折叠的连接于底端固定环27和反射镜下固定环30之间,在保证底端固定环27和反射镜下固定环30之间连接强度的同时,极大的简化了框架连接结构、降低了框架整体重量。
[0026]所述反射镜上固定环29设置于所述反射镜下固定环30的上方,同理在所述反射镜上固定环29上也均匀开设有四个连接孔组38,且反射镜上固定环29上的连接孔组38与反射镜下固定环30的连接孔组38在竖直投影方向上上下正对设置,所述反射镜固定侧板33包括有四个,分别固定连接于反射镜上固定环29和反射镜下固定环30之间,具体的每个反射镜固定侧板33的上端通过螺栓固定连接于反射镜上固定环29下表面处的一个连接孔组38上,每个反射镜固定侧板33的下端通过螺栓固定连接于反射镜下固定环30上表面对应的一个连接孔组38上,反射镜上固定环29和反射镜下固定环30上的连接孔组38上下正对设置,从而每个反射镜固定侧板33竖直连接于反射镜上固定环29和反射镜下固定环30之间,在保证反射镜上固定环29和反射镜下固定环30之间连接强度的同时,减轻了框架重量。每个反射镜固定侧板上均开设有连接螺孔,用于固定连接反射镜支撑架,且每个反射镜固定侧板上均开设有出光孔34,用于反射镜45°反射光的输出。
[0027]所述顶端固定环28设置于所述反射镜上固定环29的上方,同理在所述顶端固定环28上也均匀开设有四个连接孔组38,所述顶端固定环28通过上连接杆36与反射镜上固定环29固定连接,优选的如附图11至附图13所示,所述上连接杆35包括有八根,采用质地轻、硬度高的碳素纤维棒制作,八根上连接杆35相互交错的连接于顶端固定环28与反射镜上固定环29之间。具体的在顶端固定环28上的四个连接孔组38与反射镜上固定环29上的四个连接孔组38相互交错布置,即处于顶端固定环28上的每一个连接孔组38在竖直投影方向上处于其正下方设置的反射镜上固定环29上两个连接孔组38的中间部位。每个连接孔组38包括有若干连接螺纹孔,优选的至少包括四个连接螺孔。所述顶端固定环28的下表面,在其每个连接孔组38上均通过螺栓固定连接有一个紧固件31,所述反射镜上固定环29的上表面,在其每个连接孔组38上均通过螺栓固定连接有一个紧固件31,这样在顶端固定环28的下表面均匀连接有四个紧固件,在反射镜上固定环29的上表面均匀连接有四个紧固件,且顶端固定环28下表面的紧固件和反射镜上固定环29上表面的紧固件相互交错布置,并且每个紧固件上对称的设置有两个不同朝向的紧固连接孔。每根上连接杆35均为碳素纤维棒,在上连接杆35的两端均形成有连接套筒32,每个连接套筒32上均形成有连接球头。所述上连接杆35下端的连接套筒32通过连接球头连接于反射镜上固定环29的紧固件上的紧固连接孔内,所述上连接杆35上端的连接套筒32通过连接球头连接于顶端固定环28的紧固件上的紧固连接孔内,每个紧固件的两个紧固连接孔连接有两根上连接杆35,八根上连接杆沿周向相互交错折叠的连接于反射镜上固定环29和顶端固定环28之间,在保证反射镜上固定环29和顶端固定环28之间连接强度的同时,极大的简化了框架连接结构、降低了框架整体重量。
[0028]本发明创新提出的系统支撑框架中,底端固定环27通过下连接杆36连接于反射镜下固定环30,反射镜上固定环29和反射镜下固定环30通过反射镜固定侧板33连接固定在一起,顶端固定环28通过上连接杆35连接于反射镜上固定环29上,整个框架所采用分段固定与杠杆连接方式组成,连接结构紧凑牢固,各连接杆采用碳素纤维棒制作,各固定环、固定侧板以及紧固件采用航空铝材料(Al 2024)制作,碳素纤维棒和航空铝(Al 2024)均具有受力性能好、重量轻的优势特点,从而在保证系统支撑框架的结构强度的同时极大地降低了框架整体重量,满足了轻量化设计要求。
[0029]最后给出本发明所述望远镜系统的整体组装结构。望远镜系统包括的光学元件分别用对应的光学元件固定部件固定,具体的主镜I如附图3所示的通过主镜固定部件固定,次镜2如附图9所示的通过次镜固定部件固定,反射镜3如附图10所示的通过反射镜固定部件固定,然后将主镜固定部件、次镜固定部件和反射镜固定部件安装固定于系统支撑框架上,如附图14所示的,其中主镜固定部件安装固定于系统支撑框架的底端固定环27上,具体的主镜固定部件的主镜固定底座4通过其外延侧板端部的螺孔10固定于底端固定环27的下表面,主镜固定连接件5以及主镜1、主镜固定盖6处于底端固定环27上方的空间中,所述主镜固定底座4的每个外延侧板在底端固定环27的下表面固定于两个相邻连接孔组中间的部位,底端固定环27的中部通孔保证主镜I和主镜固定盖6能够穿过。所述次镜固定部件安装固定于系统支撑框架的顶端固定环27上,具体的次镜固定部件的次镜支撑架18端部的连接端子20通过螺栓固定于顶端固定环27的内侧壁面,并保证次镜的反射面朝向主镜,优选的,每个次镜支撑架18在顶端固定环27的内侧壁面上固定于顶端固定环27上两个相邻连接孔组中间的部位。所述反射镜固定部件安装固定于系统支撑框架的反射镜固定侧板上,具体的反射镜固定部件的反射镜支撑架23端部的连接端子25通过螺栓固定于反射镜固定侧板33的内侧壁面,每个反射镜支撑架23通过其端部的连接端子固定连接于一个反射镜固定侧板的内表面,反射镜固定部件的四个反射镜支撑架23分别固定连接于四个反射镜固定侧板上,且保证反射镜的反射面朝向次镜成45°倾斜设置,同时经反射镜2反射后的光束能够恰好经反射镜固定侧板上的出光孔向外输出。所述系统支撑框架各部件的结构尺寸设置需使得主镜、次镜和反射镜通过其固定部件安装固定于系统支撑框架上时,主镜、次镜和反射镜之间满足附图1所要求的光学条件,如次镜处于主镜焦点处,反射镜将次镜反射光线与主光轴垂直的向外平行反射出去。
[0030]本发明创新提出的轻量化望远镜系统,通过优化设计望远镜光学元件结构、光学元件固定部件结构以及系统支撑框架结构,能有效降低望远镜系统的整体重量,对推动车载/机载/星载平台望远镜的实际应用具有重大意义。基于本发明所研制出的350mm 口径Mersenne-Schmidt望远镜样机,总重量仅为30kg,远低于其他同口径望远镜产品,具有广阔的推广应用前景。
[0031 ]下面给出基于本发明技术方案所制作的350mm 口径Mersenne-Schmidt望远镜样机实施例。
实施例
[0032]根据发明技术方案,设计并研制了 350mm 口径Mersenne-Schmidt望远镜样机,如附图15至附图19所示,用于接收300?600nm波段光信号,整体设计方案如附图18所示。望远镜的主镜设计方案如图15所示,采用K9玻璃材料,反射面型为抛物面,抛物线方程为y2 =3600x,焦距f
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