本發(fā)明屬于大口徑相機性能測試技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種大口徑相機重力變形對像質(zhì)影響測試設(shè)備。

背景技術(shù)：

大口徑相機工作環(huán)境為地球軌道的失重空間，由于相機在地面實驗室環(huán)境和在軌失重環(huán)境的受力狀態(tài)截然不同，重力變化必然引起結(jié)構(gòu)變形，而且對于外形尺寸和質(zhì)量越大的相機這種變形的趨勢越明顯。目前國內(nèi)大口徑相機的重量高達2t，外形尺寸達到，結(jié)構(gòu)微小的變形引起的光學(xué)件面形變形將導(dǎo)致相機系統(tǒng)成像質(zhì)量的巨大變化，因此必須測量出重力變形對像質(zhì)的影響。

一般的失重環(huán)境試驗是在試驗飛機機艙內(nèi)實現(xiàn)，試驗飛機在萬米高空急速下降，當(dāng)下降加速度等于重力加速度時，機艙內(nèi)便可模擬失重環(huán)境，但該試驗方法成本高、試驗周期短、試驗環(huán)境不穩(wěn)定，無法滿足大口徑相機的測試，因此需要在地面實驗室解決這個問題。

由于在地面上無法完全模擬在軌失重環(huán)境，根據(jù)業(yè)內(nèi)先進研制經(jīng)驗，可以采用轉(zhuǎn)位測量法來驗證，其作法為通過轉(zhuǎn)位設(shè)備使相機沿其光軸旋轉(zhuǎn)，每次轉(zhuǎn)90°，如果每次成像質(zhì)量都很好，則相機在軌成像也可以保持良好。

基于上述測量方案，大口徑相機重力變形對像質(zhì)影響測試設(shè)備需要滿足以下技術(shù)要求：大口徑相機通過相關(guān)設(shè)備吊裝到測試設(shè)備上后，需要保證相機光軸與測試設(shè)備的翻轉(zhuǎn)軸線平行，但由于相機的質(zhì)量和尺寸巨大，人工無法調(diào)整，需要該測試設(shè)備具有電動調(diào)整能力；相機轉(zhuǎn)動到指定位置后，需要 較長時間穩(wěn)定，一般穩(wěn)定時間≥12h，因此測試設(shè)備運動機構(gòu)需要可靠的鎖定且不能有顫振影響。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題為：提出一種大口徑相機重力變形對像質(zhì)影響測試設(shè)備，每個自由度在行程內(nèi)任意位置均可鎖定，具有較高的自動化程度高和較好的穩(wěn)定性。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下所述：

一種大口徑相機重力變形對像質(zhì)影響測試設(shè)備，包括工作臺、偏航機構(gòu)、俯仰機構(gòu)、升降機構(gòu)、平移機構(gòu)、滾轉(zhuǎn)機構(gòu)、滾轉(zhuǎn)框架、滾環(huán)、滾輪和基座：定義Y軸方向為垂直方向，Z軸方向為與大地水平方向，X、Y、Z軸符合右手螺旋定則；相機安裝在工作臺上，工作臺安裝在偏航機構(gòu)上，偏航機構(gòu)帶動工作臺和相機繞Y軸做小角度偏航運動；偏航機構(gòu)安裝在俯仰機構(gòu)上，俯仰機構(gòu)帶動偏航機構(gòu)、工作臺和相機繞X軸做小角度俯仰運動；俯仰機構(gòu)安裝在升降機構(gòu)上，升降機構(gòu)帶動俯仰機構(gòu)、偏航機構(gòu)、工作臺和相機沿Y軸方向做升降運動；升降機構(gòu)安裝在平移機構(gòu)上，平移機構(gòu)帶動升降機構(gòu)、俯仰機構(gòu)、偏航機構(gòu)、工作臺和相機沿X軸方向做平移運動；平移機構(gòu)安裝在滾轉(zhuǎn)框架上；滾環(huán)安裝在滾轉(zhuǎn)框架上，滾轉(zhuǎn)機構(gòu)和滾輪安裝在基座上，滾轉(zhuǎn)機構(gòu)帶動滾轉(zhuǎn)框架、滾環(huán)、平移機構(gòu)、升降機構(gòu)、俯仰機構(gòu)、偏航機構(gòu)、工作臺和相機繞Z軸做滾轉(zhuǎn)運動，滾輪和滾環(huán)在滾轉(zhuǎn)機構(gòu)的帶動下相對滾動，起到輔助支撐的作用；基座放置在大地上，與大地固連；通過上述偏航運動、俯仰運動、升降運動和平移運動，將相機的光軸調(diào)整至與Z軸平行，然后由翻轉(zhuǎn)運動到指定位置后進行相機的測試工作。

作為優(yōu)選方案：所述滾轉(zhuǎn)機構(gòu)采用大型轉(zhuǎn)盤軸承和滾環(huán)組成機械軸系：驅(qū)動端采用外齒式大型轉(zhuǎn)盤軸承，位于相機鏡頭的后方；滾環(huán)位于相機前方。

作為優(yōu)選方案：所述滾環(huán)位于相機前方，內(nèi)徑大于，與滾輪外 圓相切，實現(xiàn)-90°～+180°的角范圍運動。

本發(fā)明的有益效果為：

本發(fā)明的一種大口徑相機重力變形對像質(zhì)影響測試設(shè)備，具有四維調(diào)整平臺和滾轉(zhuǎn)機構(gòu)，每個自由度在行程內(nèi)任意位置均可鎖定，可滿足大口徑相機的重力影響測試需求，具有自動化程度高、穩(wěn)定性好等特點，可達到如下技術(shù)指標(biāo)：

附圖說明

圖1為本發(fā)明的一種大口徑相機重力變形對像質(zhì)影響測試設(shè)備原理示意圖。

圖中，1-相機，2-工作臺，3-偏航機構(gòu)，4-俯仰機構(gòu)，5-升降機構(gòu)，6-平移機構(gòu)，7-滾轉(zhuǎn)框架，8-滾環(huán)，9-滾輪，10-滾轉(zhuǎn)機構(gòu)，11-基座。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明的一種大口徑相機重力變形對像質(zhì)影響測試設(shè)備進行詳細(xì)說明。

本發(fā)明的一種大口徑相機重力變形對像質(zhì)影響測試設(shè)備，包括工作臺2、偏航機構(gòu)3、俯仰機構(gòu)4、升降機構(gòu)5、平移機構(gòu)6和滾轉(zhuǎn)機構(gòu)10，共有五個 自由度運動，能夠?qū)崿F(xiàn)二維平動和俯仰、偏航調(diào)整和滾動轉(zhuǎn)動。作為負(fù)載的相機1安裝在工作臺2上，通過俯仰機構(gòu)10、升降機構(gòu)5和平移機構(gòu)6將相機1的光軸中心與滾轉(zhuǎn)軸中心調(diào)整至同心狀態(tài)，然后各機構(gòu)鎖死，再運行滾轉(zhuǎn)機構(gòu)10進行相機重力影響測試。

具體而言，定義Y軸方向為垂直方向，Z軸方向為與大地水平方向，X、Y、Z軸符合右手螺旋定則；相機1安裝在工作臺2上，工作臺2安裝在偏航機構(gòu)3上，偏航機構(gòu)3帶動工作臺2和相機1繞Y軸做小角度偏航運動；偏航機構(gòu)3安裝在俯仰機構(gòu)4上，俯仰機構(gòu)4帶動偏航機構(gòu)3、工作臺2和相機1繞X軸做小角度俯仰運動；俯仰機構(gòu)4安裝在升降機構(gòu)5上，升降機構(gòu)帶動俯仰機構(gòu)4、偏航機構(gòu)3、工作臺2和相機1沿Y軸方向做升降運動；升降機構(gòu)5安裝在平移機構(gòu)6上，平移機構(gòu)6帶動升降機構(gòu)5、俯仰機構(gòu)4、偏航機構(gòu)3、工作臺2和相機1沿X軸方向做平移運動；平移機構(gòu)6安裝在滾轉(zhuǎn)框架7上；滾環(huán)8安裝在滾轉(zhuǎn)框架7上，滾轉(zhuǎn)機構(gòu)10和滾輪9安裝在基座11上，滾轉(zhuǎn)機構(gòu)10帶動滾轉(zhuǎn)框架7、滾環(huán)8、平移機構(gòu)6、升降機構(gòu)5、俯仰機構(gòu)4、偏航機構(gòu)3、工作臺2和相機1繞Z軸做滾轉(zhuǎn)運動，滾輪9和滾環(huán)8在滾轉(zhuǎn)機構(gòu)10的帶動下相對滾動，起到輔助支撐的作用；基座11放置在大地上，與大地固連；通過上述偏航運動、俯仰運動、升降運動和平移運動，將相機1的光軸調(diào)整至與Z軸平行，然后由翻轉(zhuǎn)運動到指定位置后進行相機1的測試工作。

本實施例中，為保證相機前方鏡頭前方無遮擋，相機通光口徑需達到以上，本發(fā)明中所述滾轉(zhuǎn)機構(gòu)10采用大型轉(zhuǎn)盤軸承和滾環(huán)8組成機械軸系，驅(qū)動端采用外齒式大型轉(zhuǎn)盤軸承，位于相機鏡頭的后方，滾環(huán)8位于相機1前方，內(nèi)徑大于，與3個輔助滾輪9外圓相切，實現(xiàn)-90°～+180°的角范圍運動，具有結(jié)構(gòu)緊湊、安裝簡單、維護方便等特點。