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轻小型空间遥感相机精密调焦机构设计与试验

王凯 闫勇 徐明林 左玉弟 金光 陶淑苹

王凯, 闫勇, 徐明林, 左玉弟, 金光, 陶淑苹. 轻小型空间遥感相机精密调焦机构设计与试验[J]. 红外与激光工程, 2018, 47(12): 1218004-1218004(7). doi: 10.3788/IRLA201847.1218004
引用本文: 王凯, 闫勇, 徐明林, 左玉弟, 金光, 陶淑苹. 轻小型空间遥感相机精密调焦机构设计与试验[J]. 红外与激光工程, 2018, 47(12): 1218004-1218004(7). doi: 10.3788/IRLA201847.1218004
Wang Kai, Yan Yong, Xu Minglin, Zuo Yudi, Jin Guang, Tao Shuping. Design and experiment of precision focusing mechanism of space remote sensing camera with lightweight and miniaturization[J]. Infrared and Laser Engineering, 2018, 47(12): 1218004-1218004(7). doi: 10.3788/IRLA201847.1218004
Citation: Wang Kai, Yan Yong, Xu Minglin, Zuo Yudi, Jin Guang, Tao Shuping. Design and experiment of precision focusing mechanism of space remote sensing camera with lightweight and miniaturization[J]. Infrared and Laser Engineering, 2018, 47(12): 1218004-1218004(7). doi: 10.3788/IRLA201847.1218004

轻小型空间遥感相机精密调焦机构设计与试验

doi: 10.3788/IRLA201847.1218004
基金项目: 

吉林省自然科学基金(20170101164JC);吉林省优秀青年人才基金(20180520193JH);吉林省重点科技攻关项目(20170204049GX)

详细信息
    作者简介:

    王凯(1992-),男,硕士生,主要从事空间光学精密机械方面的研究。Email:wangkaiciomp@163.com

    通讯作者: 闫勇(1981-),男,副研究员,硕士生导师,博士,主要从事空间精密光学仪器方面的研究。Email:cclyy911@163.com
  • 中图分类号: TH12;V443+.5

Design and experiment of precision focusing mechanism of space remote sensing camera with lightweight and miniaturization

  • 摘要: 空间遥感相机在发射过程中及其在轨运行时,由于大气压力、温度、力学环境等的变化,导致焦面离焦。为了满足成像质量要求,相机在空间投入使用之前必须对偏离的焦面进行校正。针对轻小型空间相机的使用特性及要求,设计了一套调焦范围3 mm的像面移动式调焦机构,质量仅为3.25 kg。利用蜗杆传动的自锁性,防止焦面组件在外力作用下发生窜动。选用微型精密级直线滚动导轨保证CMOS靶面的直线性精度。同时利用光电编码器(16位)实时反馈靶面的位置信息,以保证其定位精度。对调焦机构进行了理论分析、动力学分析及试验验证、精度测试及分析、焦面标定试验等。试验结果表明:调焦机构的一阶固有频率为182.7 Hz,可以有效地避免共振现象;CMOS靶面的直线性精度优于20,定位精度优于4.2 m,满足调焦精度要求;焦面标定试验验证了调焦机构设计的有效性,满足了空间遥感相机的成像质量要求。
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出版历程
  • 收稿日期:  2018-02-11
  • 修回日期:  2018-03-01
  • 刊出日期:  2018-12-25

轻小型空间遥感相机精密调焦机构设计与试验

doi: 10.3788/IRLA201847.1218004
    作者简介:

    王凯(1992-),男,硕士生,主要从事空间光学精密机械方面的研究。Email:wangkaiciomp@163.com

    通讯作者: 闫勇(1981-),男,副研究员,硕士生导师,博士,主要从事空间精密光学仪器方面的研究。Email:cclyy911@163.com
基金项目:

吉林省自然科学基金(20170101164JC);吉林省优秀青年人才基金(20180520193JH);吉林省重点科技攻关项目(20170204049GX)

  • 中图分类号: TH12;V443+.5

摘要: 空间遥感相机在发射过程中及其在轨运行时,由于大气压力、温度、力学环境等的变化,导致焦面离焦。为了满足成像质量要求,相机在空间投入使用之前必须对偏离的焦面进行校正。针对轻小型空间相机的使用特性及要求,设计了一套调焦范围3 mm的像面移动式调焦机构,质量仅为3.25 kg。利用蜗杆传动的自锁性,防止焦面组件在外力作用下发生窜动。选用微型精密级直线滚动导轨保证CMOS靶面的直线性精度。同时利用光电编码器(16位)实时反馈靶面的位置信息,以保证其定位精度。对调焦机构进行了理论分析、动力学分析及试验验证、精度测试及分析、焦面标定试验等。试验结果表明:调焦机构的一阶固有频率为182.7 Hz,可以有效地避免共振现象;CMOS靶面的直线性精度优于20,定位精度优于4.2 m,满足调焦精度要求;焦面标定试验验证了调焦机构设计的有效性,满足了空间遥感相机的成像质量要求。

English Abstract

参考文献 (13)

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