CN120276107A - 一种插拔式星点板手动更换结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及光学精密机械装调技术领域，具体提供一种插拔式星点板手动更换结构，包括：星点板插拔座、星点板插拔定位筒、星点板和星点板压圈，为实现多组星点板的快捷更换，设有多个星点板插拔座，每个星点板插拔座内固定有一个星点板，星点板插拔座包括星点板安装环和限位条，限位条与星点板安装环垂直连接，星点板插拔定位筒的侧面开有卡槽，星点板安装环通过卡槽插入星点板插拔定位筒内，限位条与卡槽面接触，实现星点板定位，在更换星点板时直接插拔星点板插拔座即可实现。相比于传统拆卸星点板的方案，本发明更换星点板的效率更高，操作更简单，并且也避免了更换星点板后复位精度较差的问题。

Description

一种插拔式星点板手动更换结构

技术领域

本发明属于光学精密机械装调技术领域，尤其涉及一种插拔式星点板手动更换结构。

背景技术

望远镜等光学系统装调完成后，需对多种不同的无穷远星点目标成像，如不同孔径的针孔、甚至针孔阵列等，以检验其成像质量。通常的方法是在平行光管焦面处安装星点板作为目标点，通过调焦机构将星点调整到目标位置后保持不变。为确保成像质量，要求不同星点板切换时保证高精度的重复定位。鉴于更换星点板的高频率，需星点板定位结构需同时保证高精度定位和操作简便，以提高成像实验效率。目前常用的手动更换式结构设计方式为卡槽式压圈结构，即在星点板外圆与工装卡槽配合，之后用压圈压紧。更换时需要将压圈松开后将星点板取出，更换另外一种星点板。现有手动更换星点板卡槽式压圈结构存在操作繁琐、更换效率低、更换星点板后复位精度较差、无法保证更换前后的位置精度等问题。

因此，亟需设计一种更换效率高、沿轴定位精度高的星点板更换结构。

发明内容

有鉴于此，本发明创造旨在提供一种插拔式星点板手动更换结构，通过插拔式设计，避免了现有技术中更换星点板效率低和复位精度差的问题，并通过设计限位条与卡槽的高精度配合，确保了星点板更换前后的径向位置和轴向位置，从而实现星点板空间位姿的高精度定位。

为达到上述目的，本发明创造的技术方案是这样实现的：

本发明创造提供一种插拔式星点板手动更换结构，包括：用于安装星点板的星点板插拔座，以及用于星点板定位调节的星点板插拔定位筒；

其中，星点板插拔定位筒的侧面开有卡槽，星点板插拔座包括星点板安装环和与卡槽配做的限位条，限位条与星点板安装环垂直连接；

星点板插拔座插入星点板插拔定位筒内时，星点板安装环通过卡槽插入星点板插拔定位筒内，限位条与卡槽面接触，实现星点板定位。

优选的，不同星点板分别安装在不同星点板插拔座内，在星点板更换时，通过向星点板插拔定位筒插拔更换不同的星点板插拔座，实现星点板更换。

优选的，星点板插拔定位筒为圆柱筒或棱柱筒。

优选的，卡槽与限位条的接触面形状匹配。

优选的，卡槽的侧面为阶梯状，卡槽由外至内开口递减，限位条可嵌入卡槽内。

优选的，卡槽为楔形，卡槽由外至内开口递减，限位条可嵌入卡槽内。

优选的，还包括：星点板插拔手扭，其连接在限位条的外表面，作为插拔星点板插拔座插的把手。

优选的，还包括：星点板压圈，其用于将星点板固定在星点板安装环内。

优选的，卡槽的侧壁和/或限位条设有磁性吸引力材料，提高星点板的径向和轴向定位精度。

与现有技术相比，本发明创造能够取得如下有益效果：

本发明打破了传统更换星点板设计的局限性，通过加工多组星点板插拔座，并对应装配多种不同的星点板，通过从星点板插拔定位筒插拔星点板插拔座，实现星点板的快速更换。相比于传统需要拆卸卡扣，更换星点板的方案，本发明设计更换星点板的效率更高，操作更简单，并且也避免了更换星点板后复位精度较差的问题。

本发明对于星点板插拔座和星点板插拔定位筒的插拔，设计了配做的限位条和卡槽，通过接触面配合实现星点板插拔座相对于星点板插拔定位筒的高精度定位，保证了更换的星点板的径向和轴向定位精度。此外，本发明针对限位条和卡槽，创新性地采用了磁吸设计，能够有效提高限位条和卡槽的适配稳定性，提高定位精度的同时，也能避免机械振动对于星点板位置精度的干扰。

附图说明

构成本发明创造的一部分的附图用来提供对本发明创造的进一步理解，本发明创造的示意性实施例及其说明用于解释本发明创造，并不构成对本发明创造的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例提供的插拔式星点板手动更换结构的爆炸图；

图2是根据本发明实施例提供的插拔式星点板手动更换结构的剖视图。

其中的附图标记包括：

星点板插拔座1、星点板安装环11、限位条12、星点板插拔手扭13、星点板插拔定位筒2、卡槽21、星点板3、星点板压圈4。

具体实施方式

为了使本发明创造的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本发明创造进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明创造，而不构成对本发明创造的限制。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使本发明创造能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本发明创造相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本发明创造的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明创造中的实施例及实施例中的特征可以相互组合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调节。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。

在本发明创造的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明创造的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明创造的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明创造。

请参阅图1和图2，在本发明的一个实施例中，提供了一种插拔式星点板手动更换结构，突破了传统更换星点板3设计方案的局限性，设计多组星点板插拔座1，安装适配多种星点板3，在需要更换星点板3时，直接通过插拔星点板插拔座1，实现星点板3的更换，提高更换效率，图2中为剖面线。具体的，插拔式星点板手动更换结构包括：星点板插拔座1、星点板插拔定位筒2、星点板3和星点板压圈4，其中，设有多组星点板插拔座1、星点板3和星点板压圈4，对于每个星点板3，通过星点板压圈4安装压紧在星点板插拔座1内，并将星点板插拔座1插入星点板插拔定位筒2。实际应用中，常用的星点板3包括但不限于渐变滤板、分划板、栅格板等。

星点板插拔定位筒2作为星点板3的运载调节装置，在使用过程中，通常将星点板插拔定位筒2安装在光管调焦机构上，通过光管调焦机构进行前后调节，实现星点板3的径向位置调节。根据安装需要，星点板插拔定位筒2通常为圆柱筒或棱柱筒，星点板插拔定位筒2的制备材料可选用铝合金、45钢等。此外，为了避免杂光和漏光，一般可对星点板插拔定位筒2进行染黑处理，染黑材料可选用2A12、6016等。在星点板插拔定位筒2的侧面朝上的位置开有一个卡槽21，该卡槽21为通孔卡槽，即卡槽21的开口贯穿星点板插拔定位筒2的侧壁，卡槽21的开口尺寸依据星点板3的尺寸设计，其尺寸主要是便于星点板插拔座1从卡槽21的开口插入星点板插拔定位筒2内。在使用过程中，通常将星点板插拔定位筒2根据需求设计不同配合接口，一端可设计接口连接照明光源，一端与光管调焦机构配合，同时确保星点板3更换后位于光学系统焦面位置不变。

星点板插拔座1为星点板3的安装基础，其结构上包括星点板安装环11、限位条12和星点板插拔手扭13，星点板安装环11的形状可为圆形环、方形环或矩形环，具体形状取决于星点板3和星点板插拔定位筒2的形状，一般情况下，星点板安装环11多为圆形环结构。星点板安装环11的正面为与星点板3形状失配的凹槽，凹槽尺寸略大于星点板3的尺寸，通过星点板压圈4将星点板3压紧在星点板安装环11的凹槽内，实现星点板3固定。通常情况下，星点板压圈4和星点板安装环11之间采用螺纹连接，通过螺纹旋转实现星点板3固定。星点板3安装在星点板插拔座1内，整体形成一个预制体，在进行星点板3更换时，直接通过插拔星点板插拔座1实现星点板3便捷更换。

限位条12为平面型或者弧面型，其形状主要取决于星点板插拔定位筒2的形状。在星点板插拔定位筒2为圆柱筒结构时，限位条12通常为弧面型；当星点板插拔定位筒2为棱柱筒结构时，限位条12通常为平面型。限位条12的具体形状与星点板插拔定位筒2上的卡槽21吻合。

限位条12连接设置在星点板安装环11的侧面，即限位条12与星点板安装环11面垂直连接。限位条12与星点板安装环11既可以采用一体成形制备，也可分体制备，通过粘接或者焊接等方式进行后期固定。

限位条12的下表面与星点板插拔定位筒2的卡槽21的上表面和/或侧面为接触面，在星点板插拔座1从卡槽21插入星点板插拔定位筒2后，限位条12与星点板插拔定位筒2存在平面或弧形面接触配合。此外，卡槽21的开口径向尺寸与安装星点板3后的星点板插拔座1具有较高的精度要求，加工时尽可能保证两者具有较小的公差，保证星点板插拔座1和星点板插拔定位筒2实现较高的径向定位精度。

为提高插拔过程中星点板插拔座1和星点板插拔定位筒2的相对位置精度，本发明实施例还对卡槽21与限位条12的接触面进行了创新设计。具体的，一般情况下，可以严格中卡槽21的开口和星点板插拔座1的截面尺寸，此时卡槽21直接设置为侧面与星点板插拔定位筒2轴线垂直的平面即可，此时星点板插拔座1插入星点板插拔定位筒后，限位条12仅下表面与星点板插拔定位筒2的侧面接触配合，限位条12与卡槽21的侧面不存在面接触配合，该方式星点板3的定位精度主要取决于卡槽21开口尺寸与星点板插拔座1截面尺寸的差值，当卡槽21开口尺寸与星点板插拔座1截面尺寸的容差越小，星点板3的定位精度越高。

为进一步提高星点板3的定位精度，卡槽21的侧面可以设置为阶梯状，且卡槽21由外至内开口尺寸阶梯状递减，一般采用一级阶梯设计即可，即卡槽21的开口存在一次变化，外半段开口尺寸大，内半段开口尺寸小，外半段开口尺寸与限位条12的截面尺寸适配，内半段开口尺寸与安装有星点板3的星点板安装环11的截面尺寸适配。此时星点板插拔座1从卡槽21插入星点板插拔定位筒2后，限位条12的下表面与限位条12变径位置的上表面接触配合，限位条12的侧面与卡槽21开口尺寸大的外半段的侧面也存在面接触配合，即限位条12完全嵌入卡槽21内，该方式星点板3的定位精度主要取决于卡槽21与限位条12的尺寸配合精度，插入星点板3后的定位精度更高。同理的，卡槽21的侧面设置为倾斜面，且卡槽21由外至内开口尺寸递减，即卡槽21为楔形结构。相应的，限位条12也是极为与卡槽21配做的楔形结构，通过楔形配合实现星点板3定位。

作为一种优选的实施例，为提高插拔便利性和插拔精度，还可以在卡槽21的侧壁和/或限位条12上涂覆一层磁性吸引力材料，磁性吸引力材料的涂覆区域仅为卡槽21和限位条12的面接触位置即可，通过磁吸提高卡槽21和限位条12的接触精度，进而保证星点板插拔座1每次插入星点板插拔定位筒2的位置相同，提高星点板3的径向和轴向定位精度。此外，在磁吸作用下，星点板插拔座1和星点板插拔定位筒2也能有更好的状态保持特性，提高外部机械振动对于星点板3定位精度的干扰，降低外部干扰对光学系统装调检测精度的影响。

此外，为了便于插拔星点板插拔座1，在限位条12的外表面设置一个星点板插拔手扭13，星点板插拔手扭13可以采用与限位条12一体制成，也可采用分体装配设计。分体装配时，星点板插拔手扭13与限位条12螺纹拧紧，充当把手的作用实现插拔。

作为一种可选的实施例，可以将星点板3替换为其他光学元件，如滤光片、衰减片、透镜等，此时可应用于其他实验，并不限于成像实验。

在实际测试实验过程中，预先确定需要更换的所有星点板3，并将每个星点板3均装配在一个星点板插拔座1内，并将装配完成的星点板插拔定位筒2固定于光管调焦机构。通过光管调焦机构进行前后位置调节，直至星点板3精确对准焦面位置并完成锁紧操作。此时，通过插拔更换携带不同星点板3的星点板插拔座1即可迅速切换不同类型的星点板，例如渐变滤板、分划板或栅格板等。该设计有效提高了实验效率，降低了星点板3更换拆装复杂度，并可确保星点板3更换后仍能精准地维持在光学系统的焦面位置，保障实验连续性与精确性。

总之，以上所述仅为本说明书的较佳实施例而已，并非用于限定本说明书的保护范围。凡在本说明书的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本说明书的保护范围之内。

上述一个或多个实施例阐明的系统、装置、模块或单元，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。一种典型的实现设备为计算机。具体的，计算机例如可以为个人计算机、膝上型计算机、蜂窝电话、相机电话、智能电话、个人数字助理、媒体播放器、导航设备、电子邮件设备、游戏控制台、平板计算机、可穿戴设备或者这些设备中的任何设备的组合。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

Claims (9)

1.一种插拔式星点板手动更换结构，其特征在于，包括：用于安装星点板的星点板插拔座，以及用于星点板定位调节的星点板插拔定位筒；

其中，所述星点板插拔定位筒的侧面开有卡槽，所述星点板插拔座包括星点板安装环和与所述卡槽配做的限位条，所述限位条与所述星点板安装环垂直连接；

所述星点板插拔座插入所述星点板插拔定位筒内时，所述星点板安装环通过所述卡槽插入所述星点板插拔定位筒内，所述限位条与所述卡槽面接触，实现星点板定位。

2.根据权利要求1所述的插拔式星点板手动更换结构，其特征在于，不同星点板分别安装在不同所述星点板插拔座内，在星点板更换时，通过向所述星点板插拔定位筒插拔更换不同的星点板插拔座，实现星点板更换。

3.根据权利要求1所述的插拔式星点板手动更换结构，其特征在于，所述星点板插拔定位筒为圆柱筒或棱柱筒。

4.根据权利要求1所述的插拔式星点板手动更换结构，其特征在于，所述卡槽与所述限位条的接触面形状匹配。

5.根据权利要求4所述的插拔式星点板手动更换结构，其特征在于，所述卡槽的侧面为阶梯状，所述卡槽由外至内开口递减，所述限位条可嵌入所述卡槽内。

6.根据权利要求4所述的插拔式星点板手动更换结构，其特征在于，所述卡槽为楔形，所述卡槽由外至内开口递减，所述限位条可嵌入所述卡槽内。

7.根据权利要求1所述的插拔式星点板手动更换结构，其特征在于，还包括：星点板插拔手扭，其连接在所述限位条的外表面，作为插拔所述星点板插拔座插的把手。

8.根据权利要求1所述的插拔式星点板手动更换结构，其特征在于，还包括：星点板压圈，其用于将星点板固定在所述星点板安装环内。

9.根据权利要求1所述的插拔式星点板手动更换结构，其特征在于，所述卡槽的侧壁和/或所述限位条设有磁性吸引力材料，提高星点板的径向和轴向定位精度。