热红外高光谱成像仪真空温控自锁实时定标装置

摘要

本发明公开了一种热红外高光谱成像仪真空温控自锁实时定标装置。装置包括真空黑体组件，蜗轮轴承组件，电机蜗杆组件，它安装在热红外高光谱成像仪望远镜前方进行在轨实时定标，达到高精度成像质量及物体光谱信息准确的需求。本发明结构合理、简单、紧凑，使用蜗轮蜗杆机构，可在轨旋转自锁并可调节啮合距离消除加工装配误差，且在真空密封环境中对黑体板精确控温，使得定标精确。

主权项

一种热红外高光谱成像仪真空温控自锁实时定标装置，包括真空黑体组件(1)，蜗轮轴承组件(2)，电机蜗杆组件(3)；其特征在于：所述的真空黑体组件(1)包括真空箱体(1‑1)，真空箱盖板(1‑2)，真空玻璃压盖(1‑3)，真空电连接器(1‑4)，抽气管(1‑5)，黑体隔热架(1‑6)，定标黑体板(1‑7)，真空玻璃(1‑8)，真空阀(1‑9)；其结构特征为：所述真空箱体(1‑1)、所述真空箱盖板(1‑2)及所述抽气管(1‑5)材料都为不锈钢，所述黑体隔热架(1‑6)材料为环氧树脂，所述定标黑体板(1‑7)材料为紫铜；所述的真空箱体(1‑1)为内部中空的矩形结构，上部敞开，且上部四周有密封圈安装槽，前部有焊接孔，所述的黑体隔热架(1‑6)下部通过螺钉固定安装在真空箱体(1‑1)内部底部；所述的定标黑体板(1‑7)上表面喷均匀黑漆，下表面胶粘有加热片及测温电阻，通过螺钉固定安装在黑体隔热架(1‑6)上端面，当定标黑体板(1‑7)温控加热时黑体隔热架(1‑6)对其隔热；所述的真空箱盖板(1‑2)通过螺钉固定安装在真空箱体(1‑1)上端面，真空箱体(1‑1)与真空箱盖板(1‑2)通过密封圈密封；所述的真空玻璃(1‑8)安装在真空箱盖板(1‑2)上部安装凹槽内，所述的真空玻璃压盖(1‑3)通过螺钉与真空箱盖板(1‑2)上部固定连接，所述的真空箱盖板(1‑2)与真空玻璃(1‑8)之间、真空玻璃(1‑8)与真空玻璃压盖(1‑3)之间通过密封圈密封，密封圈同时将真空玻璃(1‑8)压紧紧固；所述的真空电连接器(1‑4)后端与定标黑体板(1‑7)胶粘加热片及测温电阻导线焊接导通，并通过螺钉固定安装在真空箱体(1‑1)左侧，通过密封圈密封，所述的抽气管(1‑5)后端焊接在真空箱体(1‑1)前部焊接孔处；所述的真空阀(1‑9)圆周三个凹槽套装密封圈，套装在抽气管(1‑5)中心孔内，所述的真空阀(1‑9)中心处有抽真空螺纹，抽真空螺纹与抽气阀上旋转螺杆连接，同时抽气阀与抽真空设备联通，通过转动抽气阀上旋转螺杆控制真空阀(1‑9)在抽气管(1‑5)中心孔轴向位置伸出及缩进可以对真空黑体组件(1)内部抽真空并将其密封，当真空黑体组件(1)内部经过抽真空时，大气压力将真空阀(1‑9)压紧紧固，通过真空阀(1‑9)前端圆周凸起倒角轴向定位，所述的真空黑体组件(1)内部真空密封，从而可以实现在真空环境中对定标黑体板(1‑7)上表面隔热温控加热，使得辐射温度分布均匀且控制精确；所述的蜗轮轴承组件(2)包括,蜗轮轴承座(2‑1)，蜗轮(2‑2)，两个定标回转限位件(2‑3)，蜗轮轴(2‑4)，上深沟球轴承(2‑5)，轴承外隔圈(2‑6)，轴承内隔圈(2‑7)，下深沟球轴承(2‑8)，轴承压盖(2‑9)，定标转动支撑件(2‑10)；其结构为：所述的蜗轮轴承座(2‑1)为矩形结构，前部有轴承安装孔，前部两侧有安装凸耳，后部两侧为蜗杆组件安装台阶面；所述的蜗轮轴承座(2‑1)右侧及前侧分别各通过螺钉固定安装所述两个定标回转限位件(2‑3)中的一个；所述的上深沟球轴承(2‑5)套装在蜗轮轴承座(2‑1)轴承安装孔上部，所述的轴承外隔圈(2‑6)及所述的轴承内隔圈(2‑7)套装在蜗轮轴承座(2‑1)轴承安装孔中部，所述的下深沟球轴承(2‑8)套装在蜗轮轴承座(2‑1)轴承安装孔下部，所述的蜗轮轴(2‑4)下端轴滑套安装在上深沟球轴承(2‑5)内圈、轴承内隔圈(2‑7)内孔及下深沟球轴承(2‑8)内圈内，所述的轴承压盖(2‑9)通过螺钉固定安装在蜗轮轴承座(2‑1)轴承安装孔下端面，将下深沟球轴承(2‑8)外圈、轴承外隔圈(2‑6)、上深沟球轴承(2‑5)外圈与蜗轮轴承座(2‑1)轴承安装孔上部轴承靠面压紧紧固，同时下深沟球轴承(2‑8)内圈与上深沟球轴承(2‑5)内圈将轴承内隔圈(2‑7)压紧紧固；所述的蜗轮轴(2‑4)下部套装在所述的定标转动支撑件(2‑10)蜗轮安装端内孔内，端面通过螺钉固定连接，所述的定标转动支撑件(2‑10)蜗轮安装端内孔上端面与下深沟球轴承(2‑8)内圈下端面连接，同时蜗轮轴(2‑4)中部轴肩下端面与上深沟球轴承(2‑5)内圈上端面连接，实现了蜗轮轴(2‑4)的轴向定位；所述的蜗轮(2‑2)套装在蜗轮轴(2‑4)上端轴上，并通过径向紧定螺钉与蜗轮轴(2‑4)固定连接，使得通过转动蜗轮(2‑2)可以驱动定标转动支撑件(2‑10)围绕蜗轮(2‑2)中心正反向转动，所述的两个定标回转限位件(2‑3)对定标转动支撑件(2‑10)正反向转动进行机械限位；所述的电机蜗杆组件(3)包括蜗杆电机安装架(3‑1)，蜗杆(3‑2)，两个轴承座轴承(3‑3)，联轴器(3‑4)，步进电机(3‑5)；其结构为：所述的蜗杆(3‑2)两端分别套装在两个轴承座轴承(3‑3)中的一个的轴承内孔内，通过轴肩轴向定位；所述的两个轴承座轴承(3‑3)中的一个通过螺钉固定安装在蜗杆电机安装架(3‑1)右侧，另一个通过螺钉固定安装在蜗杆电机安装架(3‑1)中部框架内，通过中心孔圆周定位；所述的步进电机(3‑5)通过螺钉固定安装在蜗杆电机安装架(3‑1)左侧；所述的步进电机(3‑5)输出轴套装在所述的联轴器(3‑4)左侧内孔内，所述的蜗杆(3‑2)左侧轴端套装在联轴器(3‑4)右侧内孔内，分别各通过紧定螺钉固定连接，使得通过驱动步进电机(3‑5)可以驱动蜗杆(3‑2)正反向转动；所述真空黑体组件(1)的真空箱体(1‑1)下端与蜗轮轴承组件(2)中定标转动支撑件(2‑10)的一端通过中心孔定位并通过径向紧定螺钉固定连接，所述电机蜗杆组件(3)的蜗杆电机安装架(3‑1)下侧内侧面通过螺钉固定安装在蜗轮轴承组件(2)中蜗轮轴承座(2‑1)两侧的蜗杆组件安装台阶面上，并通过台阶面台阶上下定位，安装成蜗轮(2‑2)与蜗杆(3‑2)啮合状态，调节电机蜗杆组件(3)在蜗轮轴承座(2‑1)安装台阶面上的前后距离消除装配及加工误差，使得蜗轮(2‑2)与蜗杆(3‑2)精确啮合；当驱动所述的步进电机(3‑5)输出轴正反向转动时，通过蜗轮蜗杆传动驱动真空黑体组件(1)的定标黑体板(1‑7)正反向转动，实现了定标黑体板(1‑7)的充满成像定标视场及远离视场运动，且采用蜗轮蜗杆传动使得真空黑体组件(1)的定标黑体板(1‑7)转动具有自锁功能，步进电机(3‑5)不驱动其转动时定标黑体板(1‑7)处于静止状态。