反射镜支撑调节机构和用于望远镜消像旋的K镜系统技术方案

为了解决现有K镜系统中，K镜支撑结构比较复杂、体积庞大、装调时不易操作的技术问题，本发明专利技术提供了一种结构简单、体积小、易操作的反射镜支撑调节机构和用于望远镜消像旋的K镜系统。本发明专利技术根据三个反射镜的结构和其在K镜系统中的安装位置，分别设计了相应的支撑调节机构，三个反射镜的支撑调节机构均基于三点调节原理，结构简单、易操作，其中：K1反射镜支撑调节机构和K3反射镜支撑调节机构结构相同，均通过三个弹簧和球头螺钉来调节反射镜，K2反射镜支撑调节机构通过三组球头推螺栓和拉螺钉来调节反射镜，装调方便，且能够保证每个反射镜的位置精度。

Mirror support regulating mechanism and K mirror system for Telescope image cancellation

In order to solve the technical problems of K-mirror supporting structure being complicated, bulky and difficult to operate when assembling and adjusting in the existing K-mirror system, the present invention provides a mirror supporting and adjusting mechanism with simple structure, small volume and easy operation, and a K-mirror system for Telescope image elimination and rotation. According to the structure of the three mirrors and their installation position in the K-mirror system, the supporting and adjusting mechanism of the three mirrors is designed respectively. The supporting and adjusting mechanism of the three mirrors is based on the three-point adjusting principle, and the structure of the supporting and adjusting mechanism of the K1 mirror is simple and easy to operate. The mirror is adjusted by three springs and spherical head screws. The K2 mirror supporting and adjusting mechanism adjusts the mirror by three sets of spherical head pushing bolts and pulling screws. It is easy to install and adjust, and can ensure the position accuracy of each mirror.

【技术实现步骤摘要】
反射镜支撑调节机构和用于望远镜消像旋的K镜系统
本专利技术属于光机结构设计领域，涉及一种反射镜支撑调节机构和用于望远镜消像旋的K镜系统。本专利技术的反射镜支撑调节机构适用于口径不大于150mm的小口径反射镜。
技术介绍
目前常用的消旋方法有物理消旋、电子消旋和光学消旋。光学消旋是通过在成像器件前安装一个光学元件，依靠其转动导致目标光线的转动，从而使图像旋转。传统的光学消旋多采用基于Dove棱镜或Abbe棱镜原理设计的消旋棱镜，但消旋棱镜会对汇聚或发散的入射图像产生像差，而目前常采用的K镜可以避免该缺点。K镜是由三个反射镜以“K”字型分布，其中底部两个反射镜与水平面夹角均为30度。K镜在使用过程中需要满足一定的角度和位置约束条件，同时需要保证望远镜光轴、K镜光轴和K镜旋转轴共线，K镜才具有消像旋的作用。由于K镜中三个反射镜的尺寸一般较小，因此对于小口径反射镜的支撑、调整结构的设计非常重要；同时，为了保证K镜中三轴共线的要求，也需要对K镜系统整体结构设计调节和锁紧结构。然而，现有的K镜系统中，K镜支撑结构比较复杂、体积庞大，装调时不容易操作，无法满足小口径反射镜的支撑和装调。
技术实现思路
为了解决现有的K镜系统中，K镜支撑结构比较复杂、体积庞大、装调时不易操作的技术问题，本专利技术提供了一种结构简单、体积小、易操作的反射镜支撑调节机构和用于望远镜消像旋的K镜系统。本专利技术的技术方案是：反射镜支撑调节机构，用于K镜系统中反射镜组件的支撑调节，所述K镜系统包括外镜筒、设置在外镜筒内的K1反射镜、K2反射镜和K3反射镜；其特殊之处在于：所述反射镜支撑调节机构包括K1反射镜支撑调节机构、K2反射镜支撑调节机构、K3反射镜支撑调节机构、上支撑板和底部支撑板；所述K1反射镜支撑调节机构包括从上至下依次连接的K1镜支撑板、弹簧和K1镜调节块；K1镜调节块上安装有球头螺钉，球头螺钉的球头穿过K1镜调节块后与K1镜支撑板接触；K1镜支撑板和K1镜调节块上表面平行，且与水平面夹角均为30度；K1镜支撑板上端面用于安装所述K1反射镜；所述弹簧和球头螺钉均有三个，分别呈等腰三角形布设；所述K2反射镜支撑调节机构包括从上至下平行设置的K2镜调节板、用于安装固定所述K2反射镜的镜框和压圈；K2镜调节板和镜框通过拉螺钉固定连接；K2镜调节板上还安装有球头推螺栓，球头推螺栓的球头穿过K2镜调节板后与镜框接触；拉螺钉和球头推螺栓均有三个，分别呈等腰三角形布设；所述K3反射镜支撑调节机构与所述K1反射镜支撑调节机构结构相同；所述上支撑板用于将K2反射镜支撑调节机构固定安装在所述外镜筒中；所述底部支撑板用于将K1反射镜支撑调节机构和K3反射镜支撑调节机构固定安装在所述外镜筒中；所述上支撑板和底部支撑板相对设置；所述底部支撑板的侧壁设置有第一腰形槽，通过第一腰形槽可调节使得底部支撑板靠近或远离上支撑板；K1镜调节块的底部设置有第二腰形槽，通过第二腰形槽可调节使得安装在其上的所述K1反射镜支撑调节机构和K3反射镜支撑调节机构靠近或远离。进一步地，K1镜支撑板上端面具有用于粘接所述K1反射镜的三个凸台；三个凸台的最高点所在平面与K1镜支撑板上端面平行。本专利技术同时提供了一种用于望远镜消像旋的K镜系统，包括驱动系统、外镜筒、设置在外镜筒内的K1反射镜、K2反射镜和K3反射镜；K1反射镜和K3反射镜背靠背设置，且与K2反射镜夹角均为30度；K2反射镜与K1反射镜和K3反射镜之间均具有间距；其特殊之处在于：还包括长轴端轴系、短轴端轴系、整体调节板、整体底板和上述反射镜支撑调节机构；所述整体调节板用于安装所述外镜筒，且能够调节所述外镜筒的位置；所述整体调节板安装在所述整体底板上；所述外镜筒安装在所述整体调节板上；所述K1反射镜、K2反射镜和K3反射镜分别设置在所述反射镜支撑调节机构的K1反射镜支撑调节机构、K2反射镜支撑调节机构、K3反射镜支撑调节机构上；所述长轴端轴系设置在所述外镜筒的前部，所述短轴端轴系设置在所述外镜筒的底部；所述反射镜支撑调节机构的上支撑板和底部支撑板通过所述长轴端轴系和短轴端轴系相对安装在所述外镜筒中；所述驱动系统与长轴端轴系相连，驱动所述长轴端轴系在外镜筒内旋转。进一步地，所述长轴端轴系采用固定支撑方式，短轴端轴系采用游动支撑方式。进一步地，所述整体调节板和整体底板通过拉螺栓和球头垫圈相连；所述整体底板上设置有球头推螺钉，球头推螺钉的球头穿过整体底板后与整体调节板接触。进一步地，所述驱动系统为直驱电机。进一步地，所述长轴端轴系包括沿所述外镜筒径向从外向内依次设置的轴承支撑筒、轴承套筒、一对角接触球轴承和长轴；所述长轴上设置有第一限位凸台和垫片安装槽；所述长轴端轴系还包括轴承端盖一、设置在所述垫片安装槽内的止动垫片、用于压紧所述止动垫片的圆螺母；所述角接触球轴承轴的外圈通过所述轴承套筒和轴承端盖一限位，内圈通过所述第一限位凸台和止动垫片固定；所述轴承端盖一、轴承套筒和轴承支撑筒通过螺栓固定连接；所述轴承支撑筒通过螺栓固定安装在所述外镜筒内侧壁的安装凸台上；所述长轴的一端与所述驱动系统相连，长轴的另一端与所述上支撑板和底部支撑板相连。进一步地，所述轴承端盖一与长轴之间设置有密封环。进一步地，所述短轴端轴系包括沿所述外镜筒径向从外向内依次设置的轴承安装筒、深沟球轴承和短轴；所述短轴上设置有第二限位凸台和挡圈安装槽；所述短轴端轴系还包括轴承端盖二、设置在所述挡圈安装槽内的轴端弹性挡圈；所述深沟球轴承的外圈一端通过所述轴承端盖二限位，外圈另一端为游动端；所述深沟球轴承的内圈通过所述第二限位凸台和轴端弹性挡圈固定；所述轴承端盖二和轴承安装筒通过螺栓固定连接；所述短轴的一端与所述上支撑板和底部支撑板相连，短轴的另一端为游动端。进一步地，K1反射镜和K3反射镜形状相同，且对称设置。与现有技术相比，本专利技术的优点：1、本专利技术根据三个反射镜的结构和其在K镜系统中的安装位置，分别设计了相应的支撑调节机构，三个反射镜的支撑调节机构均采用三点调节原理(三点调节是通过以等腰三角形分布的三个点来调节三个自由度，包括绕三点组成平面内的两个轴的旋转以及垂直该平面的移动，三点之间的距离可根据调节量的大小来设计，该支撑调节机构设计简单，容易操作，同时可实现多个自由度的调节)，其中：K1反射镜支撑调节机构和K3反射镜支撑调节机构结构相同，均通过三个弹簧和球头螺钉来调节反射镜，K2反射镜支撑调节机构通过三组球头推螺栓和拉螺钉来调节反射镜，装调时能够保证每个反射镜的位置精度。2、本专利技术在K1镜支撑板上端面设置有三个凸台，可以更好的保证反射镜所接触平面的平面度，从而保证反射镜镜面与机械面的平行度。在加工过程中三个凸台面比起整个大平面加工，能更好保证平面度的精度要求。3、考虑到轴在运动过程中由于摩擦会产生热，材料由于热的作用会产生热变形，因而本专利技术K镜系统中旋转轴系的一端采用固定支撑(采用一对角接触球轴承面对面安装)，另一端为游动支撑(采用深沟球轴承)，游动的支撑会允许轴有一定的变形量，能够消除了轴的热胀冷缩效应，不会产生轴变形后卡死的现象发生。4、本专利技术K镜系统整体机构设计有对边推拉螺钉调节机构，可以方便调节反射镜旋转轴和K镜系统光轴重合，从而保证望远镜光轴、K镜系统光轴和反射镜旋本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.反射镜支撑调节机构，用于K镜系统中反射镜组件的支撑调节，所述K镜系统包括外镜筒(1)、设置在外镜筒(1)内的K1反射镜(7)、K2反射镜(22)和K3反射镜(31)；其特征在于：所述反射镜支撑调节机构包括K1反射镜支撑调节机构、K2反射镜支撑调节机构、K3反射镜支撑调节机构、上支撑板(20)和底部支撑板(12)；所述K1反射镜支撑调节机构包括从上至下依次连接的K1镜支撑板(8)、弹簧(10)和K1镜调节块(9)；K1镜调节块(9)上安装有球头螺钉(11)，球头螺钉(11)的球头穿过K1镜调节块(9)后与K1镜支撑板(8)接触；K1镜支撑板(8)和K1镜调节块(9)上表面平行，且与水平面夹角均为30度；K1镜支撑板(8)上端面用于安装所述K1反射镜(7)；所述弹簧(10)和球头螺钉(11)均有三个，分别呈等腰三角形布设；所述K2反射镜支撑调节机构包括从上至下平行设置的K2镜调节板(21)、用于安装固定所述K2反射镜(22)的镜框(24)和压圈(23)；K2镜调节板(21)和镜框(24)通过拉螺钉(30)固定连接；K2镜调节板(21)上还安装有球头推螺栓(29)，球头推螺栓(29)的球头穿过K2镜调节板(21)后与镜框(24)接触；拉螺钉(30)和球头推螺栓(29)均有三个，分别呈等腰三角形布设；所述K3反射镜支撑调节机构与所述K1反射镜支撑调节机构结构相同；所述上支撑板(20)用于将K2反射镜支撑调节机构固定安装在所述外镜筒(1)中；所述底部支撑板(12)用于将K1反射镜支撑调节机构和K3反射镜支撑调节机构固定安装在所述外镜筒(1)中；所述上支撑板(20)和底部支撑板(12)相对设置；所述底部支撑板(12)的侧壁设置有第一腰形槽(32)，通过第一腰形槽(32)可调节使得底部支撑板(12)靠近或远离上支撑板(20)；K1镜调节块(9)的底部设置有第二腰形槽(34)，通过第二腰形槽(34)可调节使得安装在其上的所述K1反射镜支撑调节机构和K3反射镜支撑调节机构靠近或远离。...

【技术特征摘要】
1.反射镜支撑调节机构，用于K镜系统中反射镜组件的支撑调节，所述K镜系统包括外镜筒(1)、设置在外镜筒(1)内的K1反射镜(7)、K2反射镜(22)和K3反射镜(31)；其特征在于：所述反射镜支撑调节机构包括K1反射镜支撑调节机构、K2反射镜支撑调节机构、K3反射镜支撑调节机构、上支撑板(20)和底部支撑板(12)；所述K1反射镜支撑调节机构包括从上至下依次连接的K1镜支撑板(8)、弹簧(10)和K1镜调节块(9)；K1镜调节块(9)上安装有球头螺钉(11)，球头螺钉(11)的球头穿过K1镜调节块(9)后与K1镜支撑板(8)接触；K1镜支撑板(8)和K1镜调节块(9)上表面平行，且与水平面夹角均为30度；K1镜支撑板(8)上端面用于安装所述K1反射镜(7)；所述弹簧(10)和球头螺钉(11)均有三个，分别呈等腰三角形布设；所述K2反射镜支撑调节机构包括从上至下平行设置的K2镜调节板(21)、用于安装固定所述K2反射镜(22)的镜框(24)和压圈(23)；K2镜调节板(21)和镜框(24)通过拉螺钉(30)固定连接；K2镜调节板(21)上还安装有球头推螺栓(29)，球头推螺栓(29)的球头穿过K2镜调节板(21)后与镜框(24)接触；拉螺钉(30)和球头推螺栓(29)均有三个，分别呈等腰三角形布设；所述K3反射镜支撑调节机构与所述K1反射镜支撑调节机构结构相同；所述上支撑板(20)用于将K2反射镜支撑调节机构固定安装在所述外镜筒(1)中；所述底部支撑板(12)用于将K1反射镜支撑调节机构和K3反射镜支撑调节机构固定安装在所述外镜筒(1)中；所述上支撑板(20)和底部支撑板(12)相对设置；所述底部支撑板(12)的侧壁设置有第一腰形槽(32)，通过第一腰形槽(32)可调节使得底部支撑板(12)靠近或远离上支撑板(20)；K1镜调节块(9)的底部设置有第二腰形槽(34)，通过第二腰形槽(34)可调节使得安装在其上的所述K1反射镜支撑调节机构和K3反射镜支撑调节机构靠近或远离。2.根据权利要求1所述的反射镜支撑调节机构，其特征在于：K1镜支撑板上端面具有用于粘接所述K1反射镜(7)的三个凸台(33)；三个凸台(33)的最高点所在平面与K1镜支撑板上端面平行。3.用于望远镜消像旋的K镜系统，包括驱动系统、外镜筒(1)、设置在外镜筒(1)内的K1反射镜(7)、K2反射镜(22)和K3反射镜(31)；K1反射镜(7)和K3反射镜(31)背靠背设置，且与K2反射镜(22)夹角均为30度；K2反射镜(22)与K1反射镜(7)和K3反射镜(31)之间均具有间距；其特征在于：还包括长轴端轴系、短轴端轴系、整体调节板(16)、整体底板(17)和权利要求1或2所述的反射镜支撑调节机构；所述整体调节板(16)用于安装所述外镜筒(1)，且能够调节所述外镜筒(1)的位置；所述整体调节板(16)安装在所述整体底板(17)上；所述外镜筒(1)安装在所述整体调节板(16)上；所述K1反射镜(7)、K2反射镜(22)和...

【专利技术属性】
技术研发人员：高荣，徐崧博，谢永军，李锦鹏，董荣光，王鹏，
申请(专利权)人：中国科学院西安光学精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：陕西,61