本发明专利技术公开了一种用于天文终端仪器的多通道切换装置及方法。装置包括框架、光纤固定座、切换装置、调整装置和精密校正装置。利用入射光纤与切换装置的固定几何位置关系，电机驱动转轴，带动反射镜平移，使不同光纤固定座上不同位置的入射光纤均能够水平的射入终端仪器中，并通过Tip/Tilt镜校准光纤入射光的误差和切换机构误差。电机驱动智行单元切换不同的入射光纤，避免了对每个光纤光源进行高精度位置切换，降低了切换难度，减少了运动机构自由度。该方法实现了对入射光纤的全自动切换，提高了切换效率和精度，同时避免了人工切换需要进入设备现场对设备性能产生影响。本发明专利技术装置可同时兼顾折轴望远镜直接入射和光纤入射多种形式切换。种形式切换。种形式切换。
【技术实现步骤摘要】
用于天文终端仪器的多通道切换装置及方法
[0001]本专利技术属于天文观测设备
，特别是一种用于天文终端仪器多通道切换装置及方法。
技术介绍
[0002]天文终端仪器指观测天体和演示天象的仪器和设备的总称。常用的天文仪器有恒星天文仪器、射电天文仪器和太阳天文仪器等。对于恒星观测常用的天文终端仪器有光谱仪、星冕仪和直接成像仪等。
[0003]随着科学技术的进步，不仅要求天文仪器性能卓越，同时还要求终端仪器具有更多的功能。为了适应天文观测多功能需求，常常通过光纤将不同的目标光引入设备中，进行科学观测。同时仪器本身也需要定标和系统标定，导致终端仪器入射系统非常复杂。现有入射系统要么体积较大，要么精度无法满足更高的精度需求。
[0004]综上所述，在多功能终端仪器不同功能之间切换时，研发一套具有更高精度、更加可靠、重量和体积更小的切换系统成为本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的在于提供一种精度和可靠性更高，重量和体积更小的入射装置，用于切换进入高精密紧凑型天文望远镜多功能光纤终端仪器的光源。
[0006]实现本专利技术目的的技术解决方案为：一种用于天文终端仪器的多通道切换装置，所述装置包括框架、光纤固定座、切换装置、调整装置和精密校正装置；
[0007]所述光纤固定座固定安装在框架的上端，所述光纤固定座上设置多个光纤，且光纤的出射光线处于同一入射平面内；
[0008]所述切换装置，安装在框架的下端，且位于光纤固定座下方，包括反射镜组，用于切换不同类型的光纤，进而使不同类型的光纤出射光进入终端仪器；
[0009]所述调整装置，用于调节光纤固定座在垂直于入射平面的方向上的位置；
[0010]所述精密校正装置，用于使光纤出射光进入终端仪器，同时用于根据终端仪器内部相机反馈误差结果修正切换装置的切换误差和其他噪声载荷引起的误差；
[0011]所述反射镜组包括不同角度的反射镜，不同类型光纤的出射光对应不同角度的反射镜；光纤的出射光经反射镜反射后，形成水平的出射光线入射至精密校正装置，之后经精密校正装置的校正和反射后进入终端仪器。
[0012]进一步地，所述框架包括上框架和支持脚，一对支持脚固定安装在上框架的底部两端；所述上框架为中空结构，所述光纤固定座固定安装在上框架中。
[0013]进一步地，所述切换装置还包括智行单元和电机；所述电机固定安装在其中一个支持脚的一侧，所述智行单元安装在一对支持脚之间且位于光纤固定座的下方，所述反射镜组安装在智行单元的滑块上；所述电机的输出轴驱动智行单元的定子转动，通过智行单元的转子带动滑块运动，进而带动反射镜组沿垂直于入射平面的方向移动，使得不同类型
的光纤出射光经不同角度的反射镜反射后水平出射，实现光纤切换。
[0014]进一步地，所述调整装置包括调节螺钉和板簧，一对所述板簧分别安装在光纤固定座两侧且与上框架连接，且分别位于入射平面的两侧，所述板簧的压缩方向垂直于入射平面；所述上框架上设有一对压片，分别位于一对板簧的上方，所述调节螺钉的尾端穿过压片上的螺纹孔抵在板簧上；通过调节所述调节螺钉使得板簧发生形变产生弹力施加给光纤固定座，推动光纤固定座的位置移动，进而实现对入射光纤位置的调整。
[0015]进一步地，所述调整装置还包括顶丝结构，用于微调光纤固定座的位置；所述顶丝结构包括一对顶丝，顶丝的一端分别安装在上框架中平行于入射平面的两个侧面上，另一端分别抵在光纤固定座的调整侧面上，所述调整侧面平行于入射平面；通过调整上框架两侧的顶丝，使得光纤固定座沿着垂直于入射平面的方向水平移动，实现对入射光纤位置的微调。
[0016]进一步地，所述上框架的侧壁上设置有导向槽，所述光纤固定座的固定端置于导向槽内，导向槽的侧壁对固定端形成定位，且光纤固定座可沿导向槽滑动；所述上框架平行于入射平面的内侧壁上均设置第一卡槽，光纤固定座上位于入射平面两侧的侧壁上均设置第二卡槽，板簧的两端分别卡接在第一卡槽和第二卡槽内。
[0017]进一步地，所述精密校正装置包括Tip/Tilt反射镜和Tip/Tilt执行机构；所述Tip/Tilt反射镜用于将反射镜组的反射光反射进入终端仪器；所述Tip/Tilt执行机构，用于根据终端仪器内部相机反馈误差结果修正切换装置的切换误差和其他噪声载荷引起的误差，使反射镜组的反射光精准进入终端仪器。
[0018]进一步地，所述电机为编码器电机，编码器电机的输出轴具有零位和切换位，精确标定不同位置对应的不同入射光纤的切换位置；当输出轴处于零位时，安装在中心位置的光纤的出射光线经反射镜反射，形成水平的出射光线；当输出轴处于切换位时，反射镜的反射面的法线与夹角的角平分线重合；所述夹角为光纤的出射光线在入射平面内与水平线形成的夹角。
[0019]基于所述装置的天文终端仪器多通道切换方法，所述方法包括以下步骤：
[0020]步骤1，标定编码器电机的输出轴的零位和切换位，获取各个切换位相对于零位的步数值；
[0021]步骤2，将编码器电机的输出轴调整至零位；
[0022]步骤3，切换不同的步数值，将不同光纤的入射光线引入终端仪器中。
[0023]进一步地，该方法还包括：
[0024]步骤4，终端仪器内设置的监视CCD对入射光线成像，并进行图像处理，监视CCD将成像的入射误差值反馈给Tip/Tilt的控制系统，对入射光线方位进行修正。
[0025]本专利技术与现有技术相比，其显著优点为：
[0026]1)利用入射光纤与切换装置的固定几何位置关系，通过电机的输出轴的一维运动旋转完成对不同光纤光源的切换，避免了对每个目标光纤光源进行高精度位置切换，降低了切换难度，减少了运动机构自由度，进而减少了装置的体积和重量，降低了成本。
[0027]2)通过调节调整装置实现光纤固定座在垂直于入射平面的水平移动，从而实现入射光纤的位置微调，其结构简单，提高了入射光纤位置的调节精度。
[0028]3)通过Tip/Tilt反射镜对切换误差和环境噪声干扰进行动态补偿，提高切换系统
的稳定性。
[0029]4)可以兼顾光纤入射和折轴式望远镜入射等不同望远镜入射通道。
[0030]下面结合附图对本专利技术作进一步详细描述。
附图说明
[0031]图1是本专利技术实施例中用于天文终端仪器多通道切换装置的示意图；
[0032]图2是图1的第一剖视图；
[0033]图3是图1的第二剖视图。
具体实施方式
[0034]为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
[0035]需要说明，若本专利技术实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于天文终端仪器的多通道切换装置，其特征在于，所述装置包括框架、光纤固定座、切换装置、调整装置和精密校正装置；所述光纤固定座固定安装在框架的上端，所述光纤固定座上设置多个光纤，且光纤的出射光线处于同一入射平面内；所述切换装置，安装在框架的下端，且位于光纤固定座下方，包括反射镜组，用于切换不同类型的光纤，进而使不同类型的光纤出射光进入终端仪器；所述调整装置，用于调节光纤固定座在垂直于入射平面的方向上的位置；所述精密校正装置，用于使光纤出射光进入终端仪器，同时用于根据终端仪器内部相机反馈误差结果修正切换装置的切换误差和其他噪声载荷引起的误差；所述反射镜组包括不同角度的反射镜，不同类型光纤的出射光对应不同角度的反射镜；光纤的出射光经反射镜反射后，形成水平的出射光线入射至精密校正装置，之后经精密校正装置的校正和反射后进入终端仪器。2.根据权利要求1所述的用于天文终端仪器的多通道切换装置，其特征在于，所述框架包括上框架和支持脚，一对支持脚固定安装在上框架的底部两端；所述上框架为中空结构，所述光纤固定座固定安装在上框架中。3.根据权利要求2所述的用于天文终端仪器的多通道切换装置，其特征在于，所述切换装置还包括智行单元和电机；所述电机固定安装在其中一个支持脚的一侧，所述智行单元安装在一对支持脚之间且位于光纤固定座的下方，所述反射镜组安装在智行单元的滑块上；所述电机的输出轴驱动智行单元的定子转动，通过智行单元的转子带动滑块运动，进而带动反射镜组沿垂直于入射平面的方向移动，使得不同类型的光纤出射光经不同角度的反射镜反射后水平出射，实现光纤切换。4.根据权利要求3所述的用于天文终端仪器的多通道切换装置，其特征在于，所述调整装置包括调节螺钉和板簧，一对所述板簧分别安装在光纤固定座两侧且与上框架连接，且分别位于入射平面的两侧，所述板簧的压缩方向垂直于入射平面；所述上框架上设有一对压片，分别位于一对板簧的上方，所述调节螺钉的尾端穿过压片上的螺纹孔抵在板簧上；通过调节所述调节螺钉使得板簧发生形变产生弹力施加给光纤固定座，推动光纤固定座的位置移动，进而实现对入射光纤位置的调整。5.根据权利要求4所述的用于天文终端仪器的多通道切换装置，其特征在于，所述调整装置还包括顶丝结构，用于...
【专利技术属性】
技术研发人员：许明明，张宏，窦江培，郭伟，陈博，刘宝禄，孔令一，
申请(专利权)人：中国科学院国家天文台南京天文光学技术研究所，
类型：发明
国别省市：
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