微粒子观测相机调焦机构设计 - 中国光学.PDFVIP

第２卷　第６期 　中国光学与应用光学 Ｖｏｌ．２　Ｎｏ．６ 　 　　 　　　　　 ２００９年１２月　 　 　 Ｄｅｃ．２００９ ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＯｐｔｉｃｓａｎｄＡｐｐｌｉｅｄＯｐｔｉｃｓ 文章编号　１６７４２９１５（２００９）０６０５１３０６ 微粒子观测相机调焦机构设计 昌　剑，李志来，金　光 （中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，吉林 长春 １３００３３） 摘要：为满足微粒子观测相机对光学系统的要求，提出了一种基于滚珠丝杆驱动的传动式调焦机构，介绍了其独特的直 线运动结构形式。针对调焦机构承受的静载荷工况和温度工况，用有限元模拟法仿真分析了它的应力和变形情况，得到 的最大静力变形为０００１ｍｍ，最大热变形为０００２ｍｍ。通过分析该结构各个传动件误差及装配误差，给出了结构总的 理论相对误差值为２２％。在样机的装调检测中实现了步进分辨率为０００５ｍｍ，平均空回误差步距角为０２个，完全可 以满足整机对调焦机构的要求。 关　键　词：调焦机构；微粒子；滚珠丝杆传动；粒子观测相机 中图分类号：ＴＬ５０６；ＴＢ８５３　　文献标识码：Ａ Ｄｅｓｉｇｎｏｆｆｏｃｕｓｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍｆｏｒｍｉｃｒｏｃｏｓｍｉｃ ｐａｒｔｉｃｌｅｏｂｓｅｒｖｉｎｇｃａｍｅｒａ ＣＨＡＮＧＪｉａｎ，ＬＩＺｈｉｌａｉ，ＪＩＮＧｕａｎｇ （ＣｈａｎｇｃｈｕｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＯｐｔｉｃｓ，ＦｉｎｅＭｅｃｈａｎｉｃｓａｎｄＰｈｙｓｉｃｓ， ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ１３００３３，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｍｅｅｔｔｈｅｄｅｍａｎｄｓｏｆａｍｉｃｒｏｃｏｓｍｉｃｐａｒｔｉｃｌｅｏｂｓｅｒｖｉｎｇｃａｍｅｒａｆｏｒｉｔｓｏｐｔｉｃａｌｓｙｓｔｅｍ，ａ ｕｎｉｑｕｅｆｏｃｕｓｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍｄｒｉｖｅｎｂｙａｂａｌｌｓｃｒｅｗｉｎｔｈｅｌｉｎｅａｒｍｏｖｅｍｅｎｔｗａｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄａｎｄｔｈｅｓｔｒｅｓｓａｎｄ ｓｔｒａｉｎｏｆｔｈｅｆｏｃｕｓｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄｂｙｔｈｅＦｉｎｉｔｅＥｌｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄ（ＦＥＭ）ｉｎａｃｃｏｒｄａｎｃｅｗｉｔｈｉｔｓ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｔｈｅｓｔａｔｉｃｌｏａｄｓ．Ｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｂｉｇｇｅｓｔｓｔｒａｉｎｉｓ０００１ｍｍｕｎｄｅｒｔｈｅｓｔａｔｉｃｌｏａｄ，ａｎｄ ０００２４ｍｍｕｎｄｅｒｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｌｏａｄ．Ｔｈｅａｃｃｅｓｓｏｒｙｅｒｒｏｒａｎｄｔｈｅａｓｓｅｍｂｌｙｅｒｒｏｒｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄ，ｉｔｉｓ ｓｈｏｗｎｔｈａｔｔｈｅｔｏｔａｌｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅｅｒｒｏｒｉｓ２２％．Ｉｎｔｈｅｓｐｅｃｉｍｅｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ，ｔｈｅｒｅｓｏｌｖｉｎｇｐｏｗｅｒｏｆ０００５ｍｍ ａｔｅａｃｈｓｔｅｐａｎｄｔｈｅａｖｅｒａｇｅｂａｃｋｌａｓｈｅｒｒｏｒｏｆ０００１ｍｍａｒｅｏｂｔａｉｎｅｄ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ，ｗｈｉｃｈｍｅｅｔｓｔｈｅｎｅｅｄｏｆ ｔｈｅｓｙｓｔｅｍ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｆｏｃｕｓｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍ；ｍｉｃｒｏｃｏｓｍｉｃｐａｒｔｉｃｌｅ；ｂａｌｌｓｃｒｅｗｄｒｉｖｉｎｇ；ｐａｒｔｉｃｌｅｏｂｓｅｒｖｉｎｇｃａｍｅｒａ 　　收稿日期：２００９０７２１；修订日期：２００９０９０３ ５１４ 　　　　　中国光学与应用光学　　　　 第２卷　 按移动部件的不同有镜头移动、调焦反射镜移动 １