CN109164568B - 一种碳纤维复合材料望远镜 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种碳纤维复合材料望远镜,属于光学望远镜技术领域,本发明设置的主返射镜、主镜支撑芯轴、主镜支撑背板、镜筒、支撑装置、折返镜、折返镜支撑芯轴、目镜连接筒、望远镜安装机构均采用碳纤维材料,主返射镜通过主镜支撑芯轴固连在主镜支撑背板中部,折返镜通过折返镜支撑芯轴固连在支撑装置一端,支撑单通过目镜连接筒固连有目镜组件,镜筒一端与主镜支撑背板固连,镜筒另一端与支撑装置固连,镜筒中部通过多个望远镜安装机构与望远镜支撑架固连,本发明实现了重量轻、热稳定性高、结构简单的特点。

Description

一种碳纤维复合材料望远镜
技术领域
本发明涉及光学望远镜技术领域,尤其涉及一种碳纤维复合材料望远镜。
背景技术
目前,现有技术中望远镜的各个组成部件通常采用不同材料制备,镜筒和支撑装置采用金属材料制备,反射镜采用微晶或碳化硅或光学玻璃制备,这将带来两方面问题:
1、金属材料的密度较大,使整个望远镜的重量大;
2、支撑装置与反射镜采用不同材料导致热膨胀系数不一致,为了降低温度变化带来的变形,支撑装置需要设计复杂的机械结构消除热应力;
所以,就以上问题,本发明提供一种重量轻、热稳定性高、结构简单的碳纤维复合材料望远镜是必要的。
发明内容
本发明的目的是提供一种实现重量轻、热稳定性高、结构简单的碳纤维复合材料望远镜。
为了实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
本发明公开的一种碳纤维复合材料望远镜,包括:
主返射镜,所述主返射镜通过主镜支撑芯轴固连在主镜支撑背板中心位置;
折返镜,所述折返镜通过折返镜支撑芯轴固连在支撑装置一端,所述支撑装置通过目镜连接筒固连有目镜组件;
镜筒,所述镜筒一端与所述主镜支撑背板固连,所述镜筒另一端与所述支撑装置固连,所述镜筒中部固连有多个所述安装机构;
所述主返射镜、主镜支撑芯轴、主镜支撑背板、镜筒、支撑装置、折返镜、折返镜支撑芯轴、目镜连接筒、望远镜安装机构均采用碳纤维材料。
进一步的,所述主镜支撑芯轴为光路能够传入的空心圆筒结构,所述主镜支撑芯轴一端通过胶接与所述主返射镜固连,所述主镜支撑芯轴另一端通过螺栓与所述主镜支撑背板固连。
进一步的,所述主镜支撑背板中心处设有所述主镜支撑芯轴能够通过的轴孔,所述轴孔周围均布、嵌装有与所述主镜支撑芯轴螺栓连接的金属预埋件。
进一步的,所述支撑装置包括支撑框架和支撑肋部件;
所述支撑框架为至少具有三条边的筒状柱体,所述支撑框架的一端与所述镜筒固连,所述支撑框架与所述镜筒连接端的筒体上设有光路能够传输的通光孔,所述目镜连接筒固连在所述通光孔上;
所述支撑肋部件固连在所述支撑框架远离所述镜筒的连接端,所述支撑肋部件中心处固连有所述折返镜支撑芯轴。
进一步的,所述支撑肋部件包括第一圆筒、第二圆筒和支撑肋板,所述第二圆筒套设在第一圆筒外部,并且所述第一圆筒和第二圆筒之间固连有所述支撑肋板,所述第一圆筒与所述折返镜支撑芯轴固连,所述支撑肋板靠近所述第二圆筒的一端与所述支撑框架固定连接。
进一步的,所述支撑框架为分体结构,所述支撑框架设有两个安装板,两个所述安装板之间固连有多个连接板,所述连接板设有所述通光孔。
进一步的,支撑框架为一体式结构,所述支撑框架柱体平面上设有所述通光孔。
在上述技术方案中,本发明提供的一种碳纤维复合材料望远镜,有益效果:
1、本发明设计的一种碳纤维复合材料望远镜,通过主返射镜、主镜支撑芯轴、主镜支撑背板、镜筒、支撑装置,折返镜、折返镜支撑芯轴、目镜连接筒、望远镜安装机构均采用碳纤维材料,实现了重量轻、热稳定性高;
2、本发明设计的主返射镜与主镜支撑芯轴之间和折返镜与折返镜支撑芯轴之间通过胶接方式固连,避免复杂的机械连接方式,实现了进一步减轻望远镜自重,结构简单,同时保证***的热稳定性;
3、本发明设计的支撑框架采用至少具有三条边的筒状柱体,柱体包括安装板和连接板,安装板和连接板通过胶粘或螺栓固连,通过安装板和连接板采用分体结构,实现了可以任意拼接不同边数的柱体,结构简单、方便制造;
4、本发明设计的支撑框架为一体式多边形筒状柱体,通过模具一次成型,实现了提高支撑框架整体结构强度和刚度,增加了结构的稳定性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本中记载的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明公开的一种碳纤维复合材料望远镜剖视图;
图2是本发明公开的一种碳纤维复合材料望远镜立体结构图;
图3是本发明公开的一种碳纤维复合材料望远镜三边形支撑框架结构示意图;
图4是本发明公开的一种碳纤维复合材料望远镜四边形支撑框架结构示意图;
图5是本发明公开的一种碳纤维复合材料望远镜六边形支撑框架结构示意图;
图6是本发明公开的一种碳纤维复合材料望远镜八边形支撑框架结构示意图;
图7是本发明公开的一种碳纤维复合材料望远镜九边形支撑框架结构示意图;
图8是本发明公开的一种碳纤维复合材料望远镜十二边形支撑框架结构示意图。
附图标记说明:
1、主返射镜;2、主镜支撑芯轴;3、主镜支撑背板;4、镜筒;5、支撑框架;6、支撑肋板;7、折返镜;8、折返镜支撑芯轴;9、目镜连接筒;10、目镜组件;11、望远镜安装机构;
501、安装板;502、连接板;503、通光孔。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本的技术方案,下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。
参见图1-2所示;
本发明一种碳纤维复合材料望远镜,包括:主返射镜1,主返射镜1通过主镜支撑芯轴2固连在主镜支撑背板3中心位置;
折返镜7,折返镜7通过折返镜支撑芯轴8固连在支撑装置一端,支撑装置通过目镜连接筒9固连有目镜组件10;
镜筒4,镜筒4一端与主镜支撑背板3固连,镜筒4另一端与支撑装置固连,镜筒4中部固连有多个安装机构11;
所述主返射镜1、主镜支撑芯轴2、主镜支撑背板3、镜筒4、支撑装置、折返镜7、折返镜支撑芯轴8、目镜连接筒9、望远镜安装机构11均采用碳纤维材料。
具体的,该结构中主返射镜1、主镜支撑芯轴2、主镜支撑背板3、镜筒4、支撑装置,折返镜7、折返镜支撑芯轴8、目镜连接筒9、望远镜安装机构11均采用碳纤维材料,碳纤维是一种含碳量在95%以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料,它是由片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆砌而成,经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料,碳纤维的轴向强度和模量高,密度低、比性能高,无蠕变,非氧化环境下耐超高温,耐疲劳性好,比热及导电性介于非金属和金属之间,热膨胀系数小且具有各向异性,本实施例中除了目镜组件10以外,主返射镜1、主镜支撑芯轴2、主镜支撑背板3、镜筒4、支撑装置,折返镜7、折返镜支撑芯轴8、目镜连接筒9、望远镜安装机构11均采用碳纤维材料,从整体上减轻了望远镜重量,另外,主返射镜1和主镜支撑芯轴2以及折返镜7和折返镜支撑芯轴8均采用相同材料制备,热膨胀系数一致,提升了望远镜整体热稳定性,并且主返射镜1通过胶接与主镜支撑芯轴2固连、折返镜7通过胶接与折返镜支撑芯轴8固连,减少了复杂的机械连接方式,有利于减轻重量,结构简单;
镜筒4为圆筒结构,圆筒外壁中部固连有多个望远镜安装机构11,安装机构11设有安装孔,通过安装孔将镜筒4固定安装在望远镜支撑架上。
优选的,主镜支撑芯轴2为光路能够传入的空心圆筒结构,主镜支撑芯轴2一端通过胶接与主返射镜1固连,主镜支撑芯轴2另一端通过螺栓与主镜支撑背板3固连。
具体的,该结构中主镜支撑芯轴2和主镜支撑背板3之间具有调整主返射镜1与镜筒4同轴的垫片,主镜支撑芯轴2一端通过胶接与主返射镜1固连,通过胶接的连接方式避免了采用复杂的连接方式,使结构更加简单。
优选的,主镜支撑背板3为圆形板状结构,主镜支撑背板3中心处设有主镜支撑芯轴2能够通过的轴孔,轴孔周围均布、嵌装有与主镜支撑芯轴2螺栓连接的金属预埋件。
具体的,该结构中主镜支撑背板3为圆形板状结构,用于承载主镜支撑芯轴2和主返射镜1,主镜支撑背板3中心处设有主镜支撑芯轴2能够通过的轴孔,轴孔周围均布、嵌装有与主镜支撑芯轴2螺栓连接的金属预埋件,金属预埋件设有螺纹孔与螺栓连接,主镜支撑背板3边缘处与所述镜筒4通过螺栓或胶接方式固连。
优选的,支撑装置包括支撑框架5和支撑肋部件;
支撑框架5为至少具有三条边的筒状柱体,支撑框架5的一端与镜筒4固连,支撑框架5与镜筒4连接端的筒体上设有光路能够传输的通光孔503,目镜连接筒9固连在通光孔503上;
支撑肋部件固连在支撑框架5远离镜筒4的连接端,支撑肋部件中心处固连有折返镜支撑芯轴8。
参见图2所示;
优选的,支撑框架5为分体结构,支撑框架5设有两个安装板501,两个安装板501之间固连有多个连接板502,连接板502设有通光孔503。
优选的,支撑肋部件包括第一圆筒、第二圆筒和支撑肋板6,第二圆筒套设在第一圆筒外部,并且第一圆筒和第二圆筒之间固连有支撑肋板6,第一圆筒与折返镜支撑芯轴8固连,支撑肋板6靠近第二圆筒的一端与支撑框架5固定连接。
具体的,该结构中支撑框架5为至少具有三条边的筒状柱体,并且柱体为分体结构,柱体两端具有与柱体形同形状的安装板501,柱体是由连接板502拼接而成,连接板502的数量与柱体边数相同,连接板502设有用于安装支撑肋部件的限位槽,安装板501和连接板502通过胶粘或螺栓固连,连接板502设有通光孔503用于安装目镜连接筒9,目镜连接筒9与目镜组件10固连,支撑框架5位于通光孔503侧的安装板501与镜筒4固连,安装板501和连接板502采用分体结构,可以任意拼接不同边数的柱体,结构简单、方便制造;
支撑肋部件固连在支撑框架5远离与镜筒4连接端,支撑肋部件包括第一圆筒、第二圆筒和支撑肋板6,第二圆筒套设在第一圆筒外部,并且第一圆筒和第二圆筒之间固连有至少三根支撑肋板6,第一圆筒通过螺栓与折返镜支撑芯轴8固连,每个螺栓均配有一个垫片,通过螺栓将返镜支撑芯轴8、垫片固连在第一圆筒上,通过改变垫片厚度调整折返镜支撑芯轴8一端固连的折返镜7的角度,支撑肋板6靠近第二圆筒的一端与连接板502的限位槽卡合、并通过胶粘或螺栓固定连接,结构简单、方便制造;
折返镜支撑芯轴8远离与圆筒连接端胶接折返镜7,并将折反镜7置于通光孔503正下方,光路从主返射镜1进入、并经过折反镜7改变路径、从通光孔503传送至目镜组件10,使用者通过目镜组件10观测远处物体,目镜组件10采用标准望远镜目镜,如广角型、柯尼西型、消畸变型、对称型、开涅尔型、冉斯登型,折返镜支撑芯轴8通过胶接与折返镜7固连,通过胶接的连接方式避免了采用复杂的连接方式,使结构更加简单。
参见图3-8所示;
优选的,支撑框架5为一体式结构,支撑框架5柱体平面上设有通光孔503;
具体的,该结构中支撑框架5为一体式多边形筒状柱体,碳纤维通过模具一次成型,提高了支撑框架5整体结构强度和刚度、使结构更加稳定。
在上述技术方案中,本发明提供的一种碳纤维复合材料望远镜,有益效果:
1、本发明设计的一种碳纤维复合材料望远镜,通过主返射镜、主镜支撑芯轴、主镜支撑背板、镜筒、支撑装置,折返镜、折返镜支撑芯轴、目镜连接筒、望远镜安装机构均采用碳纤维材料,实现了重量轻、热稳定性高、结构简单的特点;
2、本发明设计的主返射镜与主镜支撑芯轴之间和折返镜与折返镜支撑芯轴之间通过胶接方式固连,避免复杂的机械连接方式,实现了进一步减轻望远镜自重,结构简单,同时保证***的热稳定性;
3、本发明设计的支撑框架采用至少具有三条边的筒状柱体,柱体包括安装板和连接板,安装板和连接板通过胶粘或螺栓固连,通过安装板和连接板采用分体结构,实现了可以任意拼接不同边数的柱体,结构简单、方便制造;
4、本发明设计的支撑框架为一体式多边形筒状柱体,通过模具一次成型,实现了提高支撑框架整体结构强度和刚度,增加了结构的稳定性。
以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例,毋庸置疑,对于本领域的普通技术人员,在不偏离本发明的精神和范围的情况下,可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此,上述附图和描述在本质上是说明性的,不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。

Claims (7)

1.一种碳纤维复合材料望远镜,其特征在于,包括
主返射镜(1),所述主返射镜(1)通过主镜支撑芯轴(2)固连在主镜支撑背板(3)中心位置;
折返镜(7),所述折返镜(7)通过折返镜支撑芯轴(8)固连在支撑装置一端,所述支撑装置通过目镜连接筒(9)固连有目镜组件(10);
镜筒(4),所述镜筒(4)一端与所述主镜支撑背板(3)固连,所述镜筒(4)另一端与所述支撑装置固连,所述镜筒(4)中部固连有多个所述安装机构(11);
所述主返射镜(1)、主镜支撑芯轴(2)、主镜支撑背板(3)、镜筒(4)、支撑装置、折返镜(7)、折返镜支撑芯轴(8)、目镜连接筒(9)、望远镜安装机构(11)均采用碳纤维材料;
其中,所述主返射镜(1)通过胶接与所述主镜支撑芯轴(2)固连、所述折返镜(7)通过胶接与所述折返镜支撑芯轴(8)固连。
2.根据权利要求1所述的一种碳纤维复合材料望远镜,其特征在于,所述主镜支撑芯轴(2)为光路能够传入的空心圆筒结构,所述主镜支撑芯轴(2)一端通过胶接与所述主返射镜(1)固连,所述主镜支撑芯轴(2)另一端通过螺栓与所述主镜支撑背板(3)固连。
3.根据权利要求1所述的一种碳纤维复合材料望远镜,其特征在于,所述主镜支撑背板(3)中心处设有所述主镜支撑芯轴(2)能够通过的轴孔,所述轴孔周围均布、嵌装有与所述主镜支撑芯轴(2)螺栓连接的金属预埋件。
4.根据权利要求1所述的一种碳纤维复合材料望远镜,其特征在于,所述支撑装置包括支撑框架(5)和支撑肋部件;
所述支撑框架(5)为至少具有三条边的筒状柱体,所述支撑框架(5)的一端与所述镜筒(4)固连,所述支撑框架(5)与所述镜筒(4)连接端的筒体上设有光路能够传输的通光孔(503),所述目镜连接筒(9)固连在所述通光孔(503)上;
所述支撑肋部件固连在所述支撑框架(5)远离所述镜筒(4)的连接端,所述支撑肋部件中心处固连有所述折返镜支撑芯轴(8)。
5.根据权利要求4所述的一种碳纤维复合材料望远镜,其特征在于,所述支撑肋部件包括第一圆筒、第二圆筒和支撑肋板(6),所述第二圆筒套设在第一圆筒外部,并且所述第一圆筒和第二圆筒之间固连有所述支撑肋板(6),所述第一圆筒与所述折返镜支撑芯轴(8)固连,所述支撑肋板(6)靠近所述第二圆筒的一端与所述支撑框架(5)固定连接。
6.根据权利要求4所述的一种碳纤维复合材料望远镜,其特征在于,所述支撑框架(5)为分体结构,所述支撑框架(5)设有两个安装板(501),两个所述安装板(501)之间固连有多个连接板(502),所述连接板(502)设有所述通光孔(503)。
7.根据权利要求4所述的一种碳纤维复合材料望远镜,其特征在于,支撑框架(5)为一体式结构,所述支撑框架(5)柱体平面上设有所述通光孔(503)。
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