一種360度向心掃描式太陽(yáng)模擬器的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及光學(xué)測(cè)量設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種360度向心掃描式太陽(yáng)模擬器。其特點(diǎn)是包括基座，所述的基座上方設(shè)置有水平臂，光源與基座上方的水平臂固定相連，光源的左側(cè)對(duì)應(yīng)設(shè)置有積分器，積分器左側(cè)對(duì)應(yīng)設(shè)置有準(zhǔn)直鏡組，準(zhǔn)直鏡組左側(cè)對(duì)應(yīng)設(shè)置有第一反射鏡，所述的水平臂端部下方設(shè)置有固定套筒，回轉(zhuǎn)臂安裝在固定套筒上，徑向圓光柵設(shè)置在固定套筒下端部，徑向圓光柵一側(cè)對(duì)應(yīng)設(shè)置有光柵讀數(shù)頭，徑向圓光柵下方對(duì)應(yīng)設(shè)置有第二反射鏡，回轉(zhuǎn)臂的端部還設(shè)置有第三反射鏡，所述的基座上設(shè)置有樣品載物臺(tái)，樣品載物臺(tái)上設(shè)置為被測(cè)樣品。其能夠滿(mǎn)足不同太陽(yáng)輻照角度下目標(biāo)光學(xué)特性的高效率、高準(zhǔn)確度標(biāo)定，掃描速度達(dá)到120°/s，角度測(cè)量精度5″。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種360度向心掃描式太陽(yáng)模擬器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及光學(xué)測(cè)量設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種360度向心掃描式太陽(yáng)模擬器?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]太陽(yáng)模擬器是一種能夠提供與太陽(yáng)輻射光譜相匹配的模擬光源。常用于飛行器姿態(tài)標(biāo)定、遙感技術(shù)及空間環(huán)境材料反射特性測(cè)量等領(lǐng)域。根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域不同，對(duì)太陽(yáng)模擬器的關(guān)鍵參數(shù)如:光譜分布、光源穩(wěn)定性、光源輻照均勻性、輻照強(qiáng)度等要求有所不同。隨著航天技術(shù)領(lǐng)域的不斷發(fā)展，航天飛行器中許多光電器件、功能材料都需要進(jìn)行地面特性測(cè)試， 且在材料特性測(cè)試時(shí)，需要對(duì)不同輻照角度、探測(cè)距離進(jìn)行組合測(cè)試，以獲取全部空間環(huán)境特性數(shù)據(jù)，為航天器姿態(tài)估計(jì)提供詳細(xì)的地面測(cè)試數(shù)據(jù)。目前，大多數(shù)太陽(yáng)模擬器都采用固定光軸式結(jié)構(gòu)，即只提供沿固定光軸方向上的模擬太陽(yáng)光譜及照度等特性。為了獲取目標(biāo)在不同太陽(yáng)夾角下的光學(xué)特性，需要附加旋轉(zhuǎn)裝置以進(jìn)行目標(biāo)光學(xué)特性試驗(yàn)，測(cè)量過(guò)程繁瑣，效率低下。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型的目的在于避免現(xiàn)有技術(shù)的缺陷而提供一種360度向心掃描式太陽(yáng)模擬器，有效解決了現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案為:所述的一種360度向心掃描式太陽(yáng)模擬器，其特點(diǎn)是包括基座，所述的基座上方設(shè)置有水平臂，光源與基座上方的水平臂固定相連，光源的左側(cè)對(duì)應(yīng)設(shè)置有積分器，積分器左側(cè)對(duì)應(yīng)設(shè)置有準(zhǔn)直鏡組，準(zhǔn)直鏡組左側(cè)對(duì)應(yīng)設(shè)置有第一反射鏡，所述的水平臂端部下方設(shè)置有固定套筒，回轉(zhuǎn)臂安裝在固定套筒上， 徑向圓光柵設(shè)置在固定套筒下端部，徑向圓光柵一側(cè)對(duì)應(yīng)設(shè)置有光柵讀數(shù)頭，徑向圓光柵下方的回轉(zhuǎn)臂上對(duì)應(yīng)設(shè)置有第二反射鏡，回轉(zhuǎn)臂的端部對(duì)應(yīng)第二反射鏡還設(shè)置有第三反射鏡，所述的固定套筒下方的基座上對(duì)應(yīng)設(shè)置有樣品載物臺(tái)，樣品載物臺(tái)上設(shè)置為被測(cè)樣品。
[0005]所述的光源通過(guò)光源安裝螺紋安裝在光源安裝座中間，光源安裝座通過(guò)第三螺釘固定安裝在水平臂上，光源外部對(duì)應(yīng)設(shè)置有聚光鏡，聚光鏡外側(cè)通過(guò)第二螺釘與水平臂固定相連，積分器通過(guò)第一隔環(huán)、第二隔環(huán)和第三隔環(huán)安裝在水平臂內(nèi)，準(zhǔn)直鏡組通過(guò)壓圈和頂絲安裝在水平臂內(nèi)，第一反射鏡安裝在第一反射鏡安裝座上，第一反射鏡安裝座通過(guò)第一螺釘安裝在水平臂上。
[0006]所述的光源發(fā)出的光經(jīng)聚光鏡匯聚沿水平臂向左傳播，光源經(jīng)過(guò)積分器使光束進(jìn)行均化，光束通過(guò)積分器后向左發(fā)散傳播且焦點(diǎn)與準(zhǔn)直鏡組的焦點(diǎn)重合，經(jīng)過(guò)準(zhǔn)直鏡組后變成平行光，繼續(xù)向左傳播，光束經(jīng)過(guò)第一反射鏡后，光束變成豎直向下傳播；向下傳播的光束通過(guò)徑向圓光柵經(jīng)第二反射鏡反射至第三反射鏡，光束經(jīng)第三反射鏡水平反射至樣品載物臺(tái)上的被測(cè)樣品上，所述的第二反射鏡和第三反射鏡通過(guò)螺釘與回轉(zhuǎn)臂固定相連。
[0007]所述的光源為氙燈，所述的聚光鏡采用旋轉(zhuǎn)拋物面或二次旋轉(zhuǎn)曲面式結(jié)構(gòu)，聚光鏡中間對(duì)應(yīng)光源設(shè)置有通孔，通過(guò)調(diào)整光源安裝座的軸向距離使光源發(fā)出的光通過(guò)聚光鏡匯聚傳播。
[0008]所述的積分器由兩個(gè)對(duì)稱(chēng)分布的微鏡陣列組成，微鏡陣列通過(guò)光膠樹(shù)脂與基板連接，微鏡陣列設(shè)置成矩形或圓形或蜂窩式結(jié)構(gòu)，積分器通過(guò)第一隔環(huán)、第二隔環(huán)和第三隔環(huán)實(shí)現(xiàn)軸向定位，積分器間距通過(guò)修研第一隔環(huán)、第二隔環(huán)和第三隔環(huán)來(lái)調(diào)節(jié)。
[0009]所述的準(zhǔn)直鏡組采用雙膠合透鏡，準(zhǔn)直鏡組右端通過(guò)第一隔環(huán)定位，準(zhǔn)直鏡組左端通過(guò)壓圈定位;壓圈通過(guò)四個(gè)徑向布置的頂絲進(jìn)行固定。
[0010]所述的第一反射鏡為45°反射鏡，第一反射鏡通過(guò)光學(xué)膠與第一反射鏡安裝座粘接。
[0011]所述的回轉(zhuǎn)臂為L(zhǎng)型結(jié)構(gòu)，回轉(zhuǎn)臂通過(guò)角接觸軸承與水平臂端部下方的固定套筒活動(dòng)連接，分體式力矩電機(jī)的轉(zhuǎn)子通過(guò)螺釘與回轉(zhuǎn)臂固定相連，分體式力矩電機(jī)的定子通過(guò)螺紋壓緊的方式與固定套筒相連，分體式力矩電機(jī)為回轉(zhuǎn)臂提供回轉(zhuǎn)力矩。
[0012]所述的徑向圓光柵通過(guò)螺釘固定安裝在固定套筒下端部，光柵讀數(shù)頭對(duì)應(yīng)徑向圓光柵通過(guò)調(diào)整裝置安裝在固定套筒上，光柵讀數(shù)頭與徑向圓光柵構(gòu)成精密測(cè)角機(jī)構(gòu)。
[0013]所述的固定套筒與樣品載物臺(tái)同軸心設(shè)置，徑向圓光柵與固定套筒同軸心設(shè)置； 所述的聚光鏡、積分器和第一反射鏡通過(guò)連接法蘭與水平臂固定相連。
[0014]本實(shí)用新型的有益效果是:所述的一種360度向心掃描式太陽(yáng)模擬器，其掃描速度達(dá)到120°/s，角度測(cè)量精度5〃，能夠?qū)崿F(xiàn)靜止樣品水平360°掃描，提高了目標(biāo)特性測(cè)量實(shí)驗(yàn)的效率，簡(jiǎn)化了目標(biāo)特性測(cè)量裝置的復(fù)雜程度，能夠滿(mǎn)足不同太陽(yáng)輻照角度下目標(biāo)光學(xué)特性的高效率、高準(zhǔn)確度標(biāo)定，為空間載荷光學(xué)特性標(biāo)定提供了快速、高準(zhǔn)確度的解決途徑?！靖綀D說(shuō)明】
[0〇15]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)原理不意圖；
[0016]圖2為本實(shí)用新型的光束傳播原理示意圖；[〇〇17]圖3為本實(shí)用新型的水平臂內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理示意圖。
[0018]圖中所示:1、光源；1-1、光源安裝座；1-2、光源安裝螺紋；2、積分器;3、準(zhǔn)直鏡組； 4、第一反射鏡；5、角接觸軸承;6、分體式力矩電機(jī);7、光柵讀數(shù)頭;8、徑向圓光柵;9、回轉(zhuǎn)臂；10、第二反射鏡；11、被測(cè)樣品；12、樣品載物臺(tái)；13、第三反射鏡；14、基座；15、水平臂； 15-1、第一螺釘;15-2、第一反射鏡安裝座；15-3、頂絲；15-4、壓圈；15-5、第一隔環(huán)；15-6、第二隔環(huán)；15-7、第三隔環(huán)；15-8、第二螺釘;15-9、第三螺釘;16、固定套筒；17、聚光鏡。【具體實(shí)施方式】
[0019]以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本實(shí)用新型，并非用于限定本實(shí)用新型的范圍。
[0020]如圖1至3所示，所述的一種360度向心掃描式太陽(yáng)模擬器，其特點(diǎn)是包括基座14， 所述的基座14上方設(shè)置有水平臂15,光源1與基座14上方的水平臂15固定相連，光源1的左側(cè)對(duì)應(yīng)設(shè)置有積分器2,積分器2左側(cè)對(duì)應(yīng)設(shè)置有準(zhǔn)直鏡組3,準(zhǔn)直鏡組3左側(cè)對(duì)應(yīng)設(shè)置有第一反射鏡4,所述的水平臂15端部下方設(shè)置有固定套筒16,回轉(zhuǎn)臂9安裝在固定套筒16上，徑向圓光柵8設(shè)置在固定套筒16下端部，徑向圓光柵8—側(cè)對(duì)應(yīng)設(shè)置有光柵讀數(shù)頭7，徑向圓光柵下方8的回轉(zhuǎn)臂9上對(duì)應(yīng)設(shè)置有第二反射鏡10,回轉(zhuǎn)臂9的端部對(duì)應(yīng)第二反射鏡10還設(shè)置有第三反射鏡13,所述的固定套筒16下方的基座14上對(duì)應(yīng)設(shè)置有樣品載物臺(tái)12,樣品載物臺(tái)12上設(shè)置為被測(cè)樣品11。
[0021]進(jìn)一步，所述的光源1通過(guò)光源安裝螺紋1-2安裝在光源安裝座1-1中間，光源安裝座1-1通過(guò)第三螺釘15-9固定安裝在水平臂15上，光源1外部對(duì)應(yīng)設(shè)置有聚光鏡17,聚光鏡 17外側(cè)通過(guò)第二螺釘15-8與水平臂15固定相連，積分器2通過(guò)第一隔環(huán)15-5、第二隔環(huán)15-6 和第三隔環(huán)15-7安裝在水平臂15內(nèi)，準(zhǔn)直鏡組3通過(guò)壓圈15-4和頂絲15-3安裝在水平臂15 內(nèi)，第一反射鏡4安裝在第一反射鏡安裝座15-2上，第一反射鏡安裝座15-2通過(guò)第一螺釘 15-1安裝在水平臂15上。
[0022] 進(jìn)一步，所述的光源1發(fā)出的光經(jīng)聚光鏡17匯聚沿水平臂向左傳播，光源1經(jīng)過(guò)積分器2使光束進(jìn)行均化，光束通過(guò)積分器2后向左發(fā)散傳播且焦點(diǎn)與準(zhǔn)直鏡組3的焦點(diǎn)重合， 經(jīng)過(guò)準(zhǔn)直鏡組3后變成平行光，繼續(xù)向左傳播，光束經(jīng)過(guò)第一反射鏡4后，光束變成豎直向下傳播；向下傳播的光束通過(guò)徑向圓光柵8經(jīng)第二反射鏡10反射至第三反射鏡13,光束經(jīng)第三反射鏡13水平反射至樣品載物臺(tái)12上的被測(cè)樣品11上，所述的第二反射鏡10和第三反射鏡 13通過(guò)螺釘與回轉(zhuǎn)臂9固定相連。為保證模擬器光源水平出射且結(jié)構(gòu)不對(duì)光束造成光束阻擋，第二反射鏡10將光束改變較大角度照射到第三反射鏡13上，調(diào)整第三反射鏡13角度使光束水平出射。當(dāng)?shù)诙瓷溏R10和第三反射鏡13法線(xiàn)夾角為45度時(shí)，總能保證光束水平出射。[〇〇23]進(jìn)一步，所述的光源1為氙燈，所述的聚光鏡17采用旋轉(zhuǎn)拋物面或二次旋轉(zhuǎn)曲面式結(jié)構(gòu)，聚光鏡17中間對(duì)應(yīng)光源1設(shè)置有通孔，通過(guò)調(diào)整光源安裝座1-1的軸向距離使光源1發(fā)出的光通過(guò)聚光鏡17匯聚傳播。
[0024]進(jìn)一步，所述的積分器2由兩個(gè)對(duì)稱(chēng)分布的微鏡陣列組成，微鏡陣列通過(guò)光膠樹(shù)脂與基板連接，微鏡陣列設(shè)置成矩形或圓形或蜂窩式結(jié)構(gòu)，積分器2通過(guò)第一隔環(huán)15-5、第二隔環(huán)15-6和第三隔環(huán)15-7實(shí)現(xiàn)軸向定位，積分器2間距通過(guò)修研第一隔環(huán)15-5、第二隔環(huán) 15-6和第三隔環(huán)15-7來(lái)調(diào)節(jié)。
[0025] 進(jìn)一步，所述的準(zhǔn)直鏡組3采用雙膠合透鏡，準(zhǔn)直鏡組3右端通過(guò)第一隔環(huán)15-5定位，準(zhǔn)直鏡組3左端通過(guò)壓圈6定位;壓圈6通過(guò)四個(gè)徑向布置的頂絲5進(jìn)行固定。[〇〇26]進(jìn)一步，所述的第一反射鏡4為45°反射鏡，第一反射鏡4通過(guò)光學(xué)膠與第一反射鏡安裝座15-2粘接。
[0027]進(jìn)一步，所述的回轉(zhuǎn)臂9為L(zhǎng)型結(jié)構(gòu)，回轉(zhuǎn)臂9通過(guò)角接觸軸承5與水平臂15端部下方的固定套筒16活動(dòng)連接，分體式力矩電機(jī)6的轉(zhuǎn)子通過(guò)螺釘與回轉(zhuǎn)臂9固定相連，分體式力矩電機(jī)6的定子通過(guò)螺紋壓緊的方式與固定套筒16相連，分體式力矩電機(jī)6為回轉(zhuǎn)臂9提供回轉(zhuǎn)力矩。
[0028]進(jìn)一步，所述的徑向圓光柵8通過(guò)螺釘固定安裝在固定套筒16下端部，光柵讀數(shù)頭 8對(duì)應(yīng)徑向圓光柵8通過(guò)調(diào)整裝置安裝在固定套筒16上，光柵讀數(shù)頭7與徑向圓光柵8構(gòu)成精密測(cè)角機(jī)構(gòu)。[〇〇29]進(jìn)一步，所述的固定套筒16與樣品載物臺(tái)12同軸心設(shè)置，徑向圓光柵8與固定套筒 16同軸心設(shè)置;所述的聚光鏡17、積分器2和第一反射鏡4通過(guò)連接法蘭與水平臂15固定相連。
[0030]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種360度向心掃描式太陽(yáng)模擬器，其特征是包括基座，所述的基座上方設(shè)置有水平 臂，光源與基座上方的水平臂固定相連，光源的左側(cè)對(duì)應(yīng)設(shè)置有積分器，積分器左側(cè)對(duì)應(yīng)設(shè) 置有準(zhǔn)直鏡組，準(zhǔn)直鏡組左側(cè)對(duì)應(yīng)設(shè)置有第一反射鏡，所述的水平臂端部下方設(shè)置有固定 套筒，回轉(zhuǎn)臂安裝在固定套筒上，徑向圓光柵設(shè)置在固定套筒下端部，徑向圓光柵一側(cè)對(duì)應(yīng) 設(shè)置有光柵讀數(shù)頭，徑向圓光柵下方的回轉(zhuǎn)臂上對(duì)應(yīng)設(shè)置有第二反射鏡，回轉(zhuǎn)臂的端部對(duì) 應(yīng)第二反射鏡還設(shè)置有第三反射鏡，所述的固定套筒下方的基座上對(duì)應(yīng)設(shè)置有樣品載物 臺(tái)，樣品載物臺(tái)上設(shè)置為被測(cè)樣品。2.如權(quán)利要求1所述的一種360度向心掃描式太陽(yáng)模擬器，其特征在于:所述的光源通 過(guò)光源安裝螺紋安裝在光源安裝座中間，光源安裝座通過(guò)第三螺釘固定安裝在水平臂上， 光源外部對(duì)應(yīng)設(shè)置有聚光鏡，聚光鏡外側(cè)通過(guò)第二螺釘與水平臂固定相連，積分器通過(guò)第 一隔環(huán)、第二隔環(huán)和第三隔環(huán)安裝在水平臂內(nèi)，準(zhǔn)直鏡組通過(guò)壓圈和頂絲安裝在水平臂內(nèi)， 第一反射鏡安裝在第一反射鏡安裝座上，第一反射鏡安裝座通過(guò)第一螺釘安裝在水平臂 上。3.如權(quán)利要求1所述的一種360度向心掃描式太陽(yáng)模擬器，其特征在于:所述的光源發(fā) 出的光經(jīng)聚光鏡匯聚沿水平臂向左傳播，光源經(jīng)過(guò)積分器使光束進(jìn)行均化，光束通過(guò)積分 器后向左發(fā)散傳播且焦點(diǎn)與準(zhǔn)直鏡組的焦點(diǎn)重合，經(jīng)過(guò)準(zhǔn)直鏡組后變成平行光，繼續(xù)向左 傳播，光束經(jīng)過(guò)第一反射鏡后，光束變成豎直向下傳播;向下傳播的光束通過(guò)徑向圓光柵經(jīng) 第二反射鏡反射至第三反射鏡，光束經(jīng)第三反射鏡水平反射至樣品載物臺(tái)上的被測(cè)樣品 上，所述的第二反射鏡和第三反射鏡通過(guò)螺釘與回轉(zhuǎn)臂固定相連。4.如權(quán)利要求2所述的一種360度向心掃描式太陽(yáng)模擬器，其特征在于:所述的光源為 氙燈，所述的聚光鏡采用旋轉(zhuǎn)拋物面或二次旋轉(zhuǎn)曲面式結(jié)構(gòu)，聚光鏡中間對(duì)應(yīng)光源設(shè)置有 通孔，通過(guò)調(diào)整光源安裝座的軸向距離使光源發(fā)出的光通過(guò)聚光鏡匯聚傳播。5.如權(quán)利要求2所述的一種360度向心掃描式太陽(yáng)模擬器，其特征在于:所述的積分器 由兩個(gè)對(duì)稱(chēng)分布的微鏡陣列組成，微鏡陣列通過(guò)光膠樹(shù)脂與基板連接，微鏡陣列設(shè)置成矩 形或圓形或蜂窩式結(jié)構(gòu)，積分器通過(guò)第一隔環(huán)、第二隔環(huán)和第三隔環(huán)實(shí)現(xiàn)軸向定位，積分器 間距通過(guò)修研第一隔環(huán)、第二隔環(huán)和第三隔環(huán)來(lái)調(diào)節(jié)。6.如權(quán)利要求2所述的一種360度向心掃描式太陽(yáng)模擬器，其特征在于:所述的準(zhǔn)直鏡 組采用雙膠合透鏡，準(zhǔn)直鏡組右端通過(guò)第一隔環(huán)定位，準(zhǔn)直鏡組左端通過(guò)壓圈定位;壓圈通 過(guò)四個(gè)徑向布置的頂絲進(jìn)行固定。7.如權(quán)利要求2所述的一種360度向心掃描式太陽(yáng)模擬器，其特征在于:所述的第一反 射鏡為45°反射鏡，第一反射鏡通過(guò)光學(xué)膠與第一反射鏡安裝座粘接。8.如權(quán)利要求1所述的一種360度向心掃描式太陽(yáng)模擬器，其特征在于:所述的回轉(zhuǎn)臂 為L(zhǎng)型結(jié)構(gòu)，回轉(zhuǎn)臂通過(guò)角接觸軸承與水平臂端部下方的固定套筒活動(dòng)連接，分體式力矩電 機(jī)的轉(zhuǎn)子通過(guò)螺釘與回轉(zhuǎn)臂固定相連，分體式力矩電機(jī)的定子通過(guò)螺紋壓緊的方式與固定 套筒相連，分體式力矩電機(jī)為回轉(zhuǎn)臂提供回轉(zhuǎn)力矩。9.如權(quán)利要求1所述的一種360度向心掃描式太陽(yáng)模擬器，其特征在于:所述的徑向圓 光柵通過(guò)螺釘固定安裝在固定套筒下端部，光柵讀數(shù)頭對(duì)應(yīng)徑向圓光柵通過(guò)調(diào)整裝置安裝 在固定套筒上，光柵讀數(shù)頭與徑向圓光柵構(gòu)成精密測(cè)角機(jī)構(gòu)。10.如權(quán)利要求2所述的一種360度向心掃描式太陽(yáng)模擬器，其特征在于:所述的固定套筒與樣品載物臺(tái)同軸心設(shè)置，徑向圓光柵與固定套筒同軸心設(shè)置;所述的聚光鏡、積分器和 第一反射鏡通過(guò)連接法蘭與水平臂固定相連。
【文檔編號(hào)】G01M11/02GK205690187SQ201620465746
【公開(kāi)日】2016年11月16日
【申請(qǐng)日】2016年5月20日 公開(kāi)號(hào)201620465746.4, CN 201620465746, CN 205690187 U, CN 205690187U, CN-U-205690187, CN201620465746, CN201620465746.4, CN205690187 U, CN205690187U
【發(fā)明人】楊墨, 呂玉梅
【申請(qǐng)人】北華航天工業(yè)學(xué)院