天文“发烧友”自制天文望远镜

　　我一直都想自己做一台望远镜。镜片不贵——一个 6 吋的 F/5 镜片（带有一个 1.5 吋的副镜片），是 Cloudy Nights论坛上一个朋友卖给我的。我想做一个传统式样的望远镜，只要把镜片装在 Sonotube（Sonoco 的管材品牌）里，其余部分基本上都是用 1/2 吋的波罗地海桦木夹板制成的。

　　1   高度轴承

　　2   镜片焦距

　　3   镜筒

　　4   安装主镜片

　　5   钻调焦孔（上海绿植租赁huanqiu-green.cn/）

　　6   调焦座

　　7   简易副镜片底座

　　8   副镜片支架和十字叉

　　9   各镜筒组装的初始测试

　　10   八边形全封闭望远镜盒

　　11   安装

　　1   高度轴承

　　用曲槽刨出了轴承，材料用的是 3/4 吋红橡木。弧度比半圆大一些。

　　一般来说，轴承都是圆形的，不过，如果用半圆轴承（或者弧度再稍稍大一些）的话，那么花同样的钱，用同样大小的木板，做成半圆轴承半径就能更大，稳定性也会更好。

　　用孔锯挖几个孔，以减轻重量，同时强度也不会有太大变化。

　　2   镜片焦距

　　粗略测量了一下，镜片的焦距大约是 29 英寸。方法是用一盏红色 LED 灯，在离镜片表面一段距离（d1）的位置照射它，让光线调焦到一张蜡纸上，然后测量蜡纸距离镜片表面的距离（d2），公式为 1/d1+1/d2=1/f 计算，其中 f 是焦距。测量两次，取平均值。

　　3   镜筒

　　用一根直径约8 吋的 Sonotube 管，不过壁厚只有大约 0.095 英寸，又轻又薄，易坏。

　　根据 Cloudy Nights 上的建议，我采取了以下行动：

　　从夹板中用曲槽刨切出四个环，用于加固外壁。

　　需要一个 29 吋长的管子（也就是焦距的长度）。再制作三个环塞进大管子里，用于加固。

　　木胶水和水以 1：1 混合，将硬纸板的两面都涂满后，我把环插入管子里。在涂抹内侧的时候，我把一部分水换成了黑丙烯酸粘合剂，给内侧先上一层暗色，到最后会把它涂得更黑。

　　最后我们就完成了一根非常结实的管子，不过目前我只装上了一个夹板环。

　　4   安装主镜片

　　镜片本身配有塑料外壳但要将它安装在 8 吋内径的管子里，需要塞些东西填隙，于是我就要制作一个镜片框。

　　先绘制矢量草图。我的测量技巧并不是很好，所以，为了尽可能地精确，我把切割模板打印了出来，贴在木料上，按照模板切割和钻孔，或是就用铅笔画下记号，直接穿过模板钻孔。

　　计划用废料制作镜片框。外壳本身会做成一个切角的三角形，材料是两层 1/2 吋厚的波罗地海桦木夹板。

　　定位螺栓

　　通风孔

　　我用线锯切割外壳，然后用孔锯挖出了通风孔。接着，我在两个三角形的其中一个上面钻几个埋头孔，用于定位螺钉的安装。上好螺钉后，将另一块夹板粘合在这块上面然后用力压紧。最后，螺钉的端部就被锁在这块基本牢固的夹板中（两块夹板粘合起来，就成了一块基本牢固的厚夹板了！）

　　小通风孔

　　大通风孔

　　定位螺栓孔

　　用剩余的红橡木料制作一个矩形的基板（下面的示意图中的“后挡板”）。底板的安装位置在接近管子底部位置。用曲槽刨将余料切成圆形，直径与管子基本相吻合。

　　这些孔做成了埋头孔，使套在螺钉上的定位弹簧沉入孔中，组装时更紧凑。

　　用孔锯在底盘上挖了3个通风孔。要强调一下，这种布置完全是从功能上考虑的。在保证定位螺钉孔周围强度的条件下，尽量让内孔开得够大。4颗木螺钉足以将底盘和管子固定住。

　　镜片用3滴 3/4 吋的硅酮密封剂粘在外壳中，用 Plop（某镜片安装工具）将其调整到最佳位置。我用一些可拆卸的 1/4 吋硬纸板垫圈，确保密封剂不会在凝固时不会漏出来。镜片应该和密封剂之间没有挤压，当温度变化时，木头和玻璃的不同膨胀率不会对它造成任何应力。

　　5   钻调焦孔

　　在硬纸板管子上钻孔。

　　涂满胶水的硬纸板能承受孔锯。结果较成功，只是内侧有一点缺口，可用胶水补上。

　　6   调焦座

　　H 形零件与钢杆接触的一侧（在调焦管的旋钮之间）

　　调节指旋螺钉

　　滑板轴承

　　顶部望远镜加固环

　　制作这台望远镜的时候，我采用的是更普通的 Crayford 式调焦座的做法。目镜套筒是铝质的，外径 1.5 吋，内径 1.25 吋。

　　实际上，拿到套筒的时候，发现接目镜和激光瞄准器和它不匹配，于是我不得不将套筒的内径磨大些。方法是用螺丝起子，在柄上裹上砂纸和泡沫塑料，用胶带缠住一头，然后插在电钻上使用。

　　松紧调节螺钉

　　滑板轴承

　　H 形零件所在的柱子

　　调焦座的主要部分是一块硬纸板，两边有两根 5/16 吋的销钉，让它与管子的曲线相匹配，以及三根柱子。它们都是粘在板上的，并用螺钉固定。右边的两根柱子装有滚珠轴承，左边的那根当中挖了一个孔，这是调焦轴的支架。在支架上有两个螺丝，用于调节松紧度。

　　H 形零件将钢杆顶在调焦管上

　　1/4 吋不锈钢棒

　　橡胶零件提供了一定的弹性，置于 H 形零件和柱子之间

　　非固定的部分包括一个小的 H 形白杨木零件，安装在左边支架的槽中。它当中切出了几个 V 形的孔，充入了聚四氟乙烯。

　　在 H 形零件和柱子之间，放橡胶零件增加弹性。调焦轴是一根 1/4 吋的不锈钢棒。旋钮是用松木板制成的。

　　在制作旋钮的时候，我先用 1.25 吋的桨形钻头往松木板里钻大概 1/3 吋深。再用大型的孔锯将它们切下来，得到带有嵌入孔的圆柱体。穿入螺栓，用电钻打磨。然后，就可以将轴装入了。我在轴上安装了一些聚四氟乙烯塑料环，还把轴的一端锉粗糙，然后将旋钮安装到位。调焦座底部的销钉则是个例外，为了让调焦座与管子紧密连接，我用了强力胶。

　　它们之间的运动很平滑。

　　1.将销钉粘住，贴紧管子的曲线

　　在照片中，调焦筒还没有完全修整好。到最后，我会将它修整到正确的长度（在确定了焦平面的位置以后——让它位于焦平面下 0.25 英寸的位置），并且添加一个固定螺钉。

　　7   简易副镜片底座

　　我用曲槽刨和手锯从一个 1 吋的方形白杨木杆上切下了粗略的副镜片底座。

　　8   副镜片支架和十字叉

　　1.用牙签做垫片，以后会拿掉。

　　我把一根钢条夹在两根之间，在靠近末端的部分弯折过来，用锤子将它敲平，再用可调扳手锁紧，用手弯折，微调。

　　这提供了定位的第二个自由度

　　这提供了定位的第一个自由度

　　调焦筒

　　1.多余的部分要切除

　　副镜的支杆连接在这根马车螺栓上

　　在副镜支架上要安装十字叉的位置钻一个 1/4 吋的孔。

　　用普通的办法，把副镜片粘在支架，用硅酮密封剂和几根牙签保证留出足够间隙，晾了几个小时之后，把牙签撤去。这样就做出了一个1.5 吋副镜。

　　装上主镜片。然后试着装上副镜片。

　　我们量出管径一半长度的木板，以将钢条固定在中央。我们还切了一小块硬木板，作为直角规，让钢条能和调焦管成直角。为了确保垂直方向上的精度，我将激光瞄准器放在调焦管里，用 Inkscape 画了一个对中目标，剪下来，贴在副镜片前面。

　　不用试图让它百分之百地对准，在精度已经足够的情况下，安装镜片。

　　副镜片的支架用马车螺栓安装在管子上。马车螺栓的一头旋上一个塑料的带翼螺母，另一头插入管子外面的夹板盘内。有些长螺钉要修整尺寸。

　　9   各镜筒组装的初始测试

　　用激光发射器校准了镜面之后，是时间进行开光测试了。换上适当的目镜，放大倍率为28倍，大约能看到 2 度的视野。那天晚上，我们清晰地看到了土星。

　　现在，我们要制作一个宽大的六角形夹板环，大约有 7 吋大，套在镜筒的中间，然后把高度轴承装在上面，制作一个标准的道布森望远镜盒。

　　10   八边形全封闭望远镜盒

　　底部加强环

　　调焦筒

　　六边形盒子，绑着胶带和大橡皮筋，等待胶水凝固

　　顶部加强环

　　我们台锯切割 1/2 吋（实际上比这个稍微小一点）波罗的海桦木。

　　在望远镜镜筒的重心处要放一个六边形的盒子。这做起来在精度上会有点难。

　　为了弥补尺寸过大的问题，我们把其中两边切小了一点，然后在盒子与镜筒之间的空隙处填入了一些木片。图中，我们正把六边形盒子晾干，用大橡皮筋（红色）和胶带（银色）绑住。

　　11   安装

　　1&2. 垫脚

　　1、2.这里有一个聚四氟乙烯塑料垫，粘在底部的盒子上，朝下压在半圆形轴承上面，让胶水能将它们紧密结合起来。

　　我装上了这些木条，用聚四氟乙烯粘合，用于避免轴承从侧面滑落

　　聚四氟乙烯轴承表面

　　方位角松紧调节

　　将六边形牢固连接的加固零件；上色之后更好看！

　　这个轴承盒子看起来非常不错。圆形的零件都是用曲槽刨制作的。我还在轴承底部粘上了几个 1/16 吋的聚四氯乙烯塑料垫，然后利用盒子自身的重量将塑料垫压紧。

　　轴承底座的制作很简单：只要一块圆形的夹板，装上 3 个圆形的撑腿（用孔锯在轴承上挖出减重孔），在靠近撑腿的位置垫上聚四氯乙烯塑料垫（用于稳固），然后插入一张老唱片，抵住聚四氯乙烯垫。像第一张照片里那样，用砖头把垫脚和撑腿都压住。

　　最后，把轴承安装到镜筒上。我还添加了些木头零件，用聚四氯乙烯粘在轴承孔内侧，避免轴承落下来。

　　这就是完成后的望远镜。

　　最后给你们一个上色的小提示：记得要着重给夹板边缘的木料末端部分上漆，因为那个部位很容易受潮。另外，要把镜筒内所有的东西都上均匀的黑漆，除了镜片（在上漆时要取出来）——黑漆要尽可能地均匀，避免光线反射。

高手，膜拜！

这又不知道从哪里转发的

morning 发表于 2017-11-9 19:16
这又不知道从哪里转发的

版主坛主是否对这些转发不注明出处冒充自己作品的剽窃帖有所行动？@rjxie

果然又是广告

，，这是多少年以前的制作了，，三年前我就看过了

是楼主翻译 Cloudy Nights上的文章吧？

文采大于水平一万倍