一种用于动态星模拟器星图显示器件的焦面调整机构的制作方法

本发明涉及航天器地面测试与标定技术，尤其涉及一种用于动态星模拟器星图显示器件的焦面调整机构。

背景技术：

动态星模拟器作为星敏感器的地面标定设备，主要由准直光学系统、星图显示器件、光源和星图模拟软件组成。常用的星图显示器件包括液晶光阀、LCOS和DMD等，不同显示器件的像素尺寸不同，配合准直光学系统的焦距，可实现不同星图精度模拟。影响星图模拟精度的因素包括准直光学系统的焦距、星图显示器件的像素尺寸和星图显示器件的焦面位置精度。其中，准直光学系统的焦距可利用高精度焦距仪或平行光管测得，通过搭建焦距测量装置可进一步提高测量精度；星图显示器件的像素尺寸根据模拟器的视场要求，配合准直光学系统的焦距进行选定，受器件限制可选的尺寸不多；星图显示器件的焦面位置精度依靠设计调整机构控制，并根据功能与使用要求具有一定的调焦量。

传统的动态星模拟器的星图显示器件的焦面调整机构包括外镜筒、调焦环、外套筒、调整垫片等。其中，调焦环安装在准直光学系统镜筒与外镜筒之间；外镜筒的一端通过螺钉与外套筒连接，外镜筒的另一端通过螺钉与调整垫片连接；调整垫片通过螺钉与星图显示器件连接。使用过程中，调整焦面位置或进行离焦分析试验时，只能通过更换、修磨调焦环与调整垫片的方式实现，导致焦面调整与离焦的变化量不连续。同时，为了保证动态星模拟器的使用要求，调焦环与调整垫片的加工工艺复杂、加工周期长。另外，当星图显示器件在安装时出现了径向偏差，现有的焦面调整机构无法实现径向调整。

为了满足动态星模拟器的使用要求，需要一种用于动态星模拟器星图显示器件的焦面调整机构，既可以实现焦面调整量与离焦量的连续变化，又可以实现星图显示器件的径向调整。

技术实现要素：

本发明专利是针对现有技术存在的问题，设计一种用于动态星模拟器星图显示器件的焦面调整机构。针对现有动态星模拟器星图显示器件的焦面调整机构，仅能通过更换、修磨调焦环与调整垫片的方式改变星图显示器件的轴向位置、无法实现星图显示器件的轴向位置连续调整且径向位置无法调整等问题，提出了利用调焦手轮和连接螺杆作为主要零件，配合紧固螺钉、外套筒Ⅰ、压簧Ⅰ、压簧Ⅱ、压簧Ⅲ、挡柱Ⅰ、挡柱Ⅱ、挡柱Ⅲ、导向螺钉、限位挡圈、径向调整垫片Ⅰ、调整螺钉Ⅰ、调整螺钉Ⅱ、调整螺钉Ⅲ、调整螺钉Ⅳ、径向调整垫片Ⅱ、调整螺钉Ⅴ、调整螺钉Ⅵ、调整螺钉Ⅶ、调整螺钉Ⅷ和外套筒Ⅱ等，组成可实现星图显示器件在焦面附近进行轴向与径向位置连续改变的焦面调整机构。

本发明解决现有技术问题所采用的技术方案是：设计一种用于动态星模拟器星图显示器件的焦面调整机构，由紧固螺钉、外套筒Ⅰ、压簧Ⅰ、压簧Ⅱ、压簧Ⅲ、挡柱Ⅰ、挡柱Ⅱ、挡柱Ⅲ、连接螺杆、导向螺钉、调焦手轮、限位挡圈、径向调整垫片Ⅰ、调整螺钉Ⅰ、调整螺钉Ⅱ、调整螺钉Ⅲ、调整螺钉Ⅳ、径向调整垫片Ⅱ、调整螺钉Ⅴ、调整螺钉Ⅵ、调整螺钉Ⅶ、调整螺钉Ⅷ和外套筒Ⅱ组成。紧固螺钉、外套筒Ⅰ、压簧Ⅰ、压簧Ⅱ、压簧Ⅲ、挡柱Ⅰ、挡柱Ⅱ、挡柱Ⅲ、连接螺杆、导向螺钉、调焦手轮、限位挡圈、径向调整垫片Ⅰ、调整螺钉Ⅰ、调整螺钉Ⅱ、调整螺钉Ⅲ、调整螺钉Ⅳ、径向调整垫片Ⅱ、调整螺钉Ⅴ、调整螺钉Ⅵ、调整螺钉Ⅶ、调整螺钉Ⅷ和外套筒Ⅱ依次从左向右设置。

外套筒Ⅰ的左端通过紧固螺钉与动态星模拟器准直镜筒凸台连接，外套筒Ⅰ的右端与调焦手轮的左端紧密贴合；外套筒Ⅰ与紧固螺钉连接的一端，具有一定的轴向厚度和径向厚度，并沿轴向均布深孔Ⅰ、深孔Ⅱ、深孔Ⅲ，用于放置压簧Ⅰ、压簧Ⅱ、压簧Ⅲ；压簧Ⅰ、压簧Ⅱ、压簧Ⅲ的最小作用高度均大于外套筒Ⅰ的深孔Ⅰ、深孔Ⅱ、深孔Ⅲ的深度，压簧Ⅰ的一端固定在深孔Ⅰ的底端，压簧Ⅰ的另一端与挡柱Ⅰ连接，挡柱Ⅰ在弹簧力的作用下与连接螺杆接触；压簧Ⅱ的一端固定在深孔Ⅱ的底端，压簧Ⅱ的另一端与挡柱Ⅱ连接，挡柱Ⅱ在弹簧力的作用下与连接螺杆接触；压簧Ⅲ的一端固定在深孔Ⅲ的底端，压簧Ⅲ的另一端与挡柱Ⅲ连接，挡柱Ⅲ在弹簧力的作用下与连接螺杆接触，使连接螺杆始终受向右的作用力。

连接螺杆的内表面与动态星模拟器准直镜筒外表面连接，采用基孔制间隙配合，连接螺杆的内表面与动态星模拟器准直镜筒外表面的连接对连接螺杆的轴向运动起导向作用；连接螺杆的外表面与调焦手轮的内表面通过螺纹连接，连接螺杆的有效工作长度为动态星模拟器星图显示器件的调焦距离与调焦手轮的轴向厚度之和；连接螺杆的左端受压簧Ⅰ、压簧Ⅱ、压簧Ⅲ的作用力，始终保持向右运动的趋势，连接螺杆的右端具有基座与径向调整垫片Ⅰ连接；同时，连接螺杆通过导向螺钉与动态星模拟器准直镜筒外表面的凹槽配合，导向螺钉起防转作用，保证连接螺杆只能沿轴做直线运动而不会旋转。

调焦手轮的左端与外套筒Ⅰ的右端紧密贴合，调焦手轮的右端与限位挡圈连接，从而保证调焦手轮只能绕动态星模拟器光学系统轴线做旋转运动而不会发生轴向移动；

限位挡圈的外表面与外套筒Ⅱ通过螺纹连接；

径向调整垫片Ⅰ具有四个长条孔，径向调整垫片Ⅰ的长条孔分别置于径向调整垫片Ⅰ的边缘位置，径向调整垫片Ⅰ的四个长条孔的轴线相互平行，并垂直于动态星模拟器准直镜筒轴线；径向调整垫片Ⅰ的左端通过调整螺钉Ⅰ、调整螺钉Ⅱ、调整螺钉Ⅲ、调整螺钉Ⅳ与连接螺杆的右端连接，径向调整垫片Ⅰ的右端与径向调整垫片Ⅱ的左端连接，用于实现动态星模拟器星图显示器件的X轴方向位置调整（即垂直于光轴的左右方向调节）；

径向调整垫片Ⅱ具有四个长条孔，径向调整垫片Ⅱ的长条孔分别置于径向调整垫片Ⅱ的边缘位置，径向调整垫片Ⅱ的四个长条孔的轴线相互平行，并垂直于动态星模拟器准直镜筒轴线，同时垂直于径向调整垫片Ⅰ的四个长条孔的轴线；径向调整垫片Ⅱ的左端通过调整螺钉Ⅴ、调整螺钉Ⅵ、调整螺钉Ⅶ、调整螺钉Ⅷ与径向调整垫片Ⅰ的右端连接，径向调整垫片Ⅱ的右端具有端面，通过连接螺钉与动态星模拟器星图显示器件连接，用于实现动态星模拟器星图显示器件的Y轴方向位置调整（即垂直于光轴的上下方向调节）；

使用时，通过旋转调焦手轮，使连接螺杆产生连续的轴向位移，从而带动动态星模拟器的星图显示器件调整焦面位置。由于设计了导向螺钉、压簧Ⅰ、压簧Ⅱ、压簧Ⅲ、挡柱Ⅰ、挡柱Ⅱ、挡柱Ⅲ、径向调整垫片Ⅰ、径向调整垫片Ⅱ、限位挡圈、外套筒和紧固螺钉，保证了星图显示器件在进行轴向位置调整时，不会发生旋转，从而保证模拟星图位置不变。另外，在进行星图显示器件的焦面位置轴向连续调整时，还可通过径向调整垫片Ⅰ、径向调整垫片Ⅱ对星图显示器件进行径向连续调整，从而提高星图模拟精度。

综上所述，本发明一种用于动态星模拟器星图显示器件的焦面调整机构，主要由调焦手轮、连接螺杆、导向螺钉、压簧Ⅰ、压簧Ⅱ、压簧Ⅲ、挡柱Ⅰ、挡柱Ⅱ、挡柱Ⅲ、径向调整垫片Ⅰ、调整螺钉Ⅰ、调整螺钉Ⅱ、调整螺钉Ⅲ、调整螺钉Ⅳ、径向调整垫片Ⅱ、调整螺钉Ⅴ、调整螺钉Ⅵ、调整螺钉Ⅶ、调整螺钉Ⅷ、限位挡圈、外套筒和紧固螺钉组成。本发明一种用于动态星模拟器星图显示器件的焦面调整机构，实现了既不旋转准直光学系统，也不旋转星图显示器件的焦面轴向位置连续调整方法，同时焦面调整机构可进行星图显示器件的径向位置连续调整，使星图显示精度得到了大大提高。本发明一种用于动态星模拟器星图显示器件的焦面调整机构，具有结构简单、操作方便的特点，实现了动态星模拟器星图显示器件的轴向位置与径向位置的连续调整。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种用于动态星模拟器星图显示器件的焦面调整机构的组成和结构示意图；

图2为发明实施例提供的一种用于动态星模拟器星图显示器件的焦面调整机构的外套筒Ⅰ的结构示意图；

图3为发明实施例提供的一种用于动态星模拟器星图显示器件的焦面调整机构的压簧Ⅰ、压簧Ⅱ、压簧Ⅲ、挡柱Ⅰ、挡柱Ⅱ、挡柱Ⅲ的结构示意图；

图4为发明实施例提供的一种用于动态星模拟器星图显示器件的焦面调整机构的径向调整垫片Ⅰ的结构示意图；

图5为发明实施例提供的一种用于动态星模拟器星图显示器件的焦面调整机构的径向调整垫片Ⅱ的结构示意图。

附图标记：1——紧固螺钉；2——外套筒Ⅰ；21——深孔Ⅰ；22——深孔Ⅱ；23——深孔Ⅲ；3——压簧Ⅰ；31——压簧Ⅱ；32——压簧Ⅲ；4——挡柱Ⅰ；41——挡柱Ⅱ；42——挡柱Ⅲ；5——连接螺杆；6——导向螺钉；7——调焦手轮；8——限位挡圈；9——径向调整垫片Ⅰ；91——调整螺钉Ⅰ；92——调整螺钉Ⅱ；93——调整螺钉Ⅲ；94——调整螺钉Ⅳ；10——径向调整垫片Ⅱ；101——调整螺钉Ⅴ；102——调整螺钉Ⅵ；103——调整螺钉Ⅶ；104——调整螺钉Ⅷ；11——外套筒Ⅱ。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。需要说明的是，在附图或说明书中，相似或相同的元件皆使用相同的附图标记。

图1为本发明实施例提供的一种用于动态星模拟器星图显示器件的焦面调整机构的组成和结构示意图。如图1所示，该动态星模拟器星图显示器件的焦面调整机构主要由紧固螺钉1、外套筒Ⅰ2、压簧Ⅰ3、压簧Ⅱ31、压簧Ⅲ32、挡柱Ⅰ4、挡柱Ⅱ41、挡柱Ⅲ42、连接螺杆5、导向螺钉6、调焦手轮7、限位挡圈8、径向调整垫片Ⅰ9、调整螺钉Ⅰ91、调整螺钉Ⅱ92、调整螺钉Ⅲ93、调整螺钉Ⅳ94、径向调整垫片Ⅱ10、调整螺钉Ⅴ101、调整螺钉Ⅵ102、调整螺钉Ⅶ103、调整螺钉Ⅷ104、外套筒Ⅱ11组成；

紧固螺钉1、外套筒Ⅰ2、压簧Ⅰ3、压簧Ⅱ31、压簧Ⅲ32、挡柱Ⅰ4、挡柱Ⅱ41、挡柱Ⅲ42、连接螺杆5、导向螺钉6、调焦手轮7、限位挡圈8、径向调整垫片Ⅰ9、调整螺钉Ⅰ91、调整螺钉Ⅱ92、调整螺钉Ⅲ93、调整螺钉Ⅳ94、径向调整垫片Ⅱ10、调整螺钉Ⅴ101、调整螺钉Ⅵ102、调整螺钉Ⅶ103、调整螺钉Ⅷ104、外套筒Ⅱ11依次从左向右设置。

图2为发明实施例提供的一种用于动态星模拟器星图显示器件的焦面调整机构的外套筒Ⅰ2的结构示意图。如图2所示，外套筒Ⅰ2的左端通过紧固螺钉1与动态星模拟器准直镜筒凸台连接，外套筒Ⅰ2的右端与调焦手轮7的左端紧密贴合；外套筒Ⅰ2与紧固螺钉1连接的一端，具有一定的轴向厚度和径向厚度，并沿轴向均布深孔Ⅰ21、深孔Ⅱ22、深孔Ⅲ23，用于放置压簧Ⅰ3、压簧Ⅱ31、压簧Ⅲ32；压簧Ⅰ3、压簧Ⅱ31、压簧Ⅲ32的最小作用高度均大于外套筒Ⅰ2的深孔Ⅰ21、深孔Ⅱ22、深孔Ⅲ23的深度。

图3为发明实施例提供的一种用于动态星模拟器星图显示器件的焦面调整机构的压簧Ⅰ3、压簧Ⅱ31、压簧Ⅲ32、挡柱Ⅰ4、挡柱Ⅱ41、挡柱Ⅲ42的结构示意图。如图3所示，压簧Ⅰ3的一端固定在深孔Ⅰ21的底端，压簧Ⅰ3的另一端与挡柱Ⅰ4连接，挡柱Ⅰ4在弹簧力的作用下与连接螺杆5接触，使连接螺杆5始终受向右的作用力；压簧Ⅱ31的一端固定在深孔Ⅱ22的底端，压簧Ⅱ31的另一端与挡柱Ⅱ41连接，挡柱Ⅱ41在弹簧力的作用下与连接螺杆5接触，使连接螺杆5始终受向右的作用力；压簧Ⅲ32的一端固定在深孔Ⅲ23的底端，压簧Ⅲ32的另一端与挡柱Ⅲ42连接，挡柱Ⅲ42在弹簧力的作用下与连接螺杆5接触，使连接螺杆5始终受向右的作用力；

连接螺杆5的内表面与动态星模拟器准直镜筒外表面连接，采用基孔制间隙配合，连接螺杆5的内表面与动态星模拟器准直镜筒外表面的连接对连接螺杆5的轴向运动起导向作用；连接螺杆5的外表面与调焦手轮7的内表面通过螺纹连接，连接螺杆5的有效工作长度为动态星模拟器星图显示器件的调焦距离与调焦手轮7的轴向厚度之和；连接螺杆5的左端受压簧Ⅰ3、压簧Ⅱ31、压簧Ⅲ32的作用力，始终保持向右运动的趋势，连接螺杆5的右端具有基座与径向调整垫片Ⅰ9连接；同时，连接螺杆5通过导向螺钉6与动态星模拟器准直镜筒外表面的凹槽配合，导向螺钉6起防转作用，保证连接螺杆5只能沿轴做直线运动而不会旋转。

调焦手轮7的左端与外套筒Ⅰ2的右端紧密贴合，调焦手轮7的右端与限位挡圈8连接，从而保证调焦手轮7只能绕动态星模拟器准直镜筒轴线做旋转运动而不会发生轴向移动；

限位挡圈8的外表面与外套筒Ⅱ11通过螺纹连接；

图4为发明实施例提供的一种用于动态星模拟器星图显示器件的焦面调整机构的径向调整垫片Ⅰ9的结构示意图。如图4所示，径向调整垫片Ⅰ9具有四个长条孔，径向调整垫片Ⅰ9的长条孔分别置于径向调整垫片Ⅰ9的边缘位置，径向调整垫片Ⅰ9的四个长条孔的轴线相互平行，并垂直于动态星模拟器准直镜筒轴线；径向调整垫片Ⅰ9的左端通过调整螺钉Ⅰ91、调整螺钉Ⅱ92、调整螺钉Ⅲ93、调整螺钉Ⅳ94与连接螺杆5的右端连接，径向调整垫片Ⅰ9的右端与径向调整垫片Ⅱ10的左端连接，用于实现动态星模拟器星图显示器件的X轴方向位置调整（即垂直于光轴的左右方向调节）。

图5为发明实施例提供的一种用于动态星模拟器星图显示器件的焦面调整机构的径向调整垫片Ⅱ10的结构示意图。如图5所示，径向调整垫片Ⅱ10具有四个长条孔，径向调整垫片Ⅱ10的长条孔分别置于径向调整垫片Ⅱ10的边缘位置，径向调整垫片Ⅱ10的四个长条孔的轴线相互平行，并垂直于动态星模拟器准直镜筒轴线，同时垂直于径向调整垫片Ⅰ9的四个长条孔的轴线；径向调整垫片Ⅱ10的左端通过调整螺钉Ⅴ101、调整螺钉Ⅵ102、调整螺钉Ⅶ103、调整螺钉Ⅷ104与径向调整垫片Ⅰ9的右端连接，径向调整垫片Ⅱ10的右端具有端面，通过连接螺钉与动态星模拟器星图显示器件连接，用于实现动态星模拟器星图显示器件的Y轴方向位置调整（即垂直于光轴的上下方向调节）；

使用时，通过旋转调焦手轮7，使连接螺杆5产生连续的轴向位移，从而带动动态星模拟器的星图显示器件调整焦面位置。由于设计了导向螺钉6、压簧Ⅰ3、压簧Ⅱ31、压簧Ⅲ32、挡柱Ⅰ4、挡柱Ⅱ41、挡柱Ⅲ42、径向调整垫片Ⅰ9、调整螺钉Ⅰ91、调整螺钉Ⅱ92、调整螺钉Ⅲ93、调整螺钉Ⅳ94、径向调整垫片Ⅱ10、调整螺钉Ⅴ101、调整螺钉Ⅵ102、调整螺钉Ⅶ103、调整螺钉Ⅷ104、限位挡圈8、外套筒和紧固螺钉1，保证了星图显示器件在进行轴向位置连续调整时，不会发生旋转，从而保证模拟星图位置不变。另外，在进行星图显示器件的焦面轴向位置连续调整时，还可通过径向调整垫片Ⅰ9、径向调整垫片Ⅱ10对星图显示器件进行径向位置连续调整，从而提高星图模拟精度。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。