这款双筒望远结构的设计,最初是面向野外远距离目视观测场景做的方案落地,日常在林业巡护、户外地质勘探、野外动植物观测、边境巡检这类需要长时间手持观测的场景里,这类结构的设备是一线作业人员的标配工具。不同于大口径固定架设的观测设备,手持双筒结构的核心设计约束首先来自握持平衡,整个镜身的重心必须落在双手握持的桥接结构中心位置,长时间单手握持或者双手举持时不会出现前端下坠、后端翘边的力矩偏差,这一点在结构建模阶段就做了多轮配重仿真,把镜筒内部的光学件安装位、调焦结构的安装槽都做了重心配平,避免实际使用时手腕承重过载。
从功能特性来看,这个结构采用了经典的保罗式棱镜布局,两个镜筒通过中间的铰接桥实现瞳距适配,铰接结构的阻尼做了分段设计,从最小55mm瞳距到最大75mm瞳距的调节区间内,每一段转动都有均匀的阻尼反馈,不会出现调节过松导致光轴偏移,也不会因为阻尼过大导致单指无法完成瞳距调整。镜筒的物镜端做了42mm口径的通光设计,这个尺寸是手持便携性和通光量的平衡阈值,再大的口径会让整体重量突破手持舒适区间,再小的通光量又无法满足晨昏时段弱光环境下的观测需求。目镜端的眼罩做了可翻折的结构预留,既可以适配裸眼观测,也能给戴眼镜的使用者留出足够的出瞳距离,避免眼镜片刮蹭目镜表面。
设计过程中首先敲定的是光轴同轴度的安装基准,两个镜筒的物镜安装端面、棱镜安装槽、目镜安装座的同轴度公差控制在0.02mm以内,铰接桥的转动轴和两个镜筒的光轴交点必须完全重合,否则在调节瞳距的时候会出现光轴偏移,长时间使用会让使用者产生眩晕感。镜身的外壳采用了等壁厚的曲面设计,壁厚控制在2.5mm,既可以给内部的光学元件提供足够的防护强度,意外跌落时不会因为壳体变形挤压棱镜移位,也不会因为壁厚过大增加不必要的重量。镜筒表面做了防滑纹理的结构预留,对应手持握持的位置做了微凹的曲面贴合,手指搭靠的时候可以自然贴合指腹轮廓,即使手上沾有露水或者薄汗也不会出现打滑脱手的情况。
从安装边界来看,整个结构在瞳距收拢到最小尺寸时,整体宽度为118mm,高度为132mm,前后方向的最大厚度为62mm,这个尺寸可以适配绝大多数常规的望远镜便携收纳包,不需要额外定制大尺寸收纳容器。中间的调焦轮安装位预留了18mm的直径空间,调焦行程对应物镜端0.5m到无穷远的对焦范围,调焦轮的转动阻尼做了递进设计,快速转动时可以完成大范围对焦,微调时阻尼提升保证对焦精度。镜筒的物镜端和目镜端都预留了滤光片、保护盖的安装卡槽,不需要额外粘接结构,直接通过卡扣就可以固定配件,在强光环境下可以加装减光滤片,雨雪天气可以加装透明保护盖避免镜片沾水沾灰。
结构的铰接桥内部预留了干燥剂仓的安装空间,仓体和镜筒内部的空腔通过微通气孔连通,既可以平衡镜筒内外的气压差,避免温差过大导致镜片起雾,也可以通过干燥剂吸收镜筒内部的残留水汽,延长光学元件的使用寿命。整个结构没有多余的突出棱角,所有的外轮廓边都做了R2以上的圆角处理,放在背包里的时候不会刮蹭其他装备,手持使用的时候也不会因为棱角硌手影响长时间握持的舒适度。镜身的桥接位置预留了挂绳孔的安装位,孔位做了内嵌式设计,挂绳连接后不会突出镜身表面,收纳的时候不会出现勾挂布料的问题。
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