本发明涉及空间光学载荷光机结构,具体提供一种用于日冕仪的滤光轮机构。
背景技术:
1、日冕仪是一种特殊的空间光学望远镜,可以阻挡太阳的光线,能观测到燃烧的恒星最外层炽热、稀薄的日冕,为了能够捕捉特定方向的偏振光波和从不同波长对日冕进行观测,需要使用不同的滤光片、偏振器或其他光学元件来实现,从而为科学家获得重要的研究数据,但每次根据不同观测需求进行不同镜片的重新装配的过程较为繁琐和麻烦,并且频繁的装配调整极容易对观测光路造成影响,因此,亟需一个应用于日冕仪、无需每次进行光学装配的、可以快速切换观测通道的机构。
技术实现思路
1、本发明为解决上述问题,提供了一种用于日冕仪的滤光轮机构,能够实现六个不同观测通道的快速切换,避免了根据不同观测需求进行不同镜片的重新装配,并且该机构具有切换定位精度高、切换速度快、使用寿命长等优点。
2、本发明提供的用于日冕仪的滤光轮机构,包括:由焦面安装板和滤光轮框架连接构成的壳体,以及滤光轮、滤光轮轴系;
3、其中,焦面安装板和滤光轮框架上设有一组位置对应的观测孔;
4、滤光轮设在壳体内,滤光轮包括轮盘以及沿轮盘圆周布设的多组不同的功能镜片;
5、滤光轮轴系连接在滤光轮框架上,滤光轮轴系包括通过动力机构带动的第一齿轮、滤光轮轴,以及固定在滤光轮轴上的第二齿轮,第一齿轮与第二齿轮啮合,轮盘套在滤光轮轴上。
6、优选的,焦面安装板上的观测孔与日冕仪的焦面器件连通,滤光轮框架上的观测孔与光学系统连通。
7、优选的,轮盘上均匀布设有三个滤光片、两个偏振片和一个全强度片。
8、优选的,功能镜片通过安装组件固定在轮盘上,安装组件包括镜座、压圈、调整垫片,功能镜片通过压圈压合在镜座内,调整垫片垫在镜座与轮盘之间。
9、优选的,镜座沿圆周开有多条应力卸载槽。
10、优选的,滤光轮框架开有动力单元安装孔和滤光轮轴安装孔,并在动力单元安装孔的外侧、滤光轮轴安装孔的外侧以及滤光轮框架上的观测孔上,对应设有共面的动力单元安装面、轴系安装面和光学系统安装面。
11、优选的,动力机构为步进电机,步进电机通过电机垫块安装在动力单元安装面上。
12、优选的,第一齿轮与第二齿轮的齿数比为1:3。
13、优选的,滤光轮轴系还包括安装在轴系安装面的轴系支撑筒,滤光轮轴通过角接触轴承设置在轴系支撑筒内。
14、优选的,滤光轮轴的后端还设有用于记录第二齿轮输出量的光电编码器。
15、与现有技术相比,本发明能够取得如下有益效果:
16、本发明应用于日冕仪观测通道的快速切换,通过电机和传动齿轮副带动滤光轮转动,实现不同功能镜片的快速切换,通过传动齿轮副对电机输出进行细分减速,并设置了光电编码器进行输出计数,有效提高了切换定位精度;本发明的滤光轮机构结构紧凑、整机尺寸和重量均较小,制备的样机包络尺寸仅为240mm×230mm×100mm,全重2kg。
17、本发明通过镜座将不同功能镜片安装在轮盘上,镜座上设有应力卸载槽,减小了温度载荷对功能镜片面形的影响。
18、本发明的滤光轮轴系采用p4级精密轴承进行传动,小齿轮材料选择40cr,大齿轮材料选择锡青铜,步进电机和光电编码器均选用定制的航天级产品,有效提高了整机在轨使用寿命,可以满足在轨工作5年的长寿命要求。
1.一种用于日冕仪的滤光轮机构,其特征在于,包括:由焦面安装板和滤光轮框架连接构成的壳体,以及滤光轮、滤光轮轴系;
2.如权利要求1所述的用于日冕仪的滤光轮机构,其特征在于,所述焦面安装板上的观测孔与日冕仪的焦面器件连通,所述滤光轮框架上的观测孔与光学系统连通。
3.如权利要求1所述的用于日冕仪的滤光轮机构,其特征在于,所述轮盘上均匀布设有三个滤光片、两个偏振片和一个全强度片。
4.如权利要求1所述的用于日冕仪的滤光轮机构,其特征在于,所述功能镜片通过安装组件固定在所述轮盘上,安装组件包括镜座、压圈、调整垫片,所述功能镜片通过压圈压合在镜座内,调整垫片垫在镜座与所述轮盘之间。
5.如权利要求4所述的用于日冕仪的滤光轮机构,其特征在于,所述镜座沿圆周开有多条应力卸载槽。
6.如权利要求1所述的用于日冕仪的滤光轮机构,其特征在于,所述滤光轮框架开有动力单元安装孔和滤光轮轴安装孔,并在动力单元安装孔的外侧、滤光轮轴安装孔的外侧以及所述滤光轮框架上的观测孔上,对应设有共面的动力单元安装面、轴系安装面和光学系统安装面。
7.如权利要求6所述的用于日冕仪的滤光轮机构,其特征在于,所述动力机构为步进电机,步进电机通过电机垫块安装在动力单元安装面上。
8.如权利要求1所述的用于日冕仪的滤光轮机构,其特征在于,所述第一齿轮与所述第二齿轮的齿数比为1:3。
9.如权利要求6所述的用于日冕仪的滤光轮机构,其特征在于,所述滤光轮轴系还包括安装在轴系安装面的轴系支撑筒,所述滤光轮轴通过角接触轴承设置在轴系支撑筒内。
10.如权利要求6所述的用于日冕仪的滤光轮机构,其特征在于,所述滤光轮轴的后端还设有用于记录所述第二齿轮输出量的光电编码器。
