自制天文望遠鏡手工電子DIY教程

DIYer: arpruss 製作時間: 一星期 製作難度: ★★★★☆ GEEK指數: ★★★★★

我一直都想自己做一臺望遠鏡。鏡片不貴——一個 6 吋的 F/5 鏡片（帶有一個 1.5 吋的副鏡片），是 Cloudy Nights論壇上一個朋友賣給我的。我想做一個傳統式樣的望遠鏡，只要把鏡片裝在 Sonotube（Sonoco 的管材品牌）裡，其餘部分基本上都是用 1/2 吋的波羅地海樺木夾板製成的。

 

1   高度軸承用曲槽刨出了軸承，材料用的是 3/4 吋紅橡木。弧度比半圓大一些。一般來說，軸承都是圓形的，不過，如果用半圓軸承（或者弧度再稍稍大一些）的話，那麼花同樣的錢，用同樣大小的木板，做成半圓軸承半徑就能更大，穩定性也會更好。用孔鋸挖幾個孔，以減輕重量，同時強度也不會有太大變化。 

2   鏡片焦距粗略測量了一下，鏡片的焦距大約是 29 英寸。方法是用一盞紅色 LED 燈，在離鏡片表面一段距離（d1）的位置照射它，讓光線調焦到一張蠟紙上，然後測量蠟紙距離鏡片表面的距離（d2），公式為 1/d1+1/d2=1/f 計算，其中 f 是焦距。測量兩次，取平均值。 

3   鏡筒用一根直徑約8 吋的 Sonotube 管，不過壁厚只有大約 0.095 英寸，又輕又薄，易壞。根據 Cloudy Nights 上的建議，我採取了以下行動：從夾板中用曲槽刨切出四個環，用於加固外壁。需要一個 29 吋長的管子（也就是焦距的長度）。再製作三個環塞進大管子裡，用於加固。木膠水和水以 1：1 混合，將硬紙板的兩面都塗滿後，我把環插入管子裡。在塗抹內側的時候，我把一部分水換成了黑丙烯酸粘合劑，給內側先上一層暗色，到最後會把它塗得更黑。最後我們就完成了一根非常結實的管子，不過目前我只裝上了一個夾板環。 

4   安裝主鏡片鏡片本身配有塑料外殼但要將它安裝在 8 吋內徑的管子裡，需要塞些東西填隙，於是我就要製作一個鏡片框。先繪製向量草圖。我的測量技巧並不是很好，所以，為了儘可能地精確，我把切割模板列印了出來，貼在木料上，按照模板切割和鑽孔，或是就用鉛筆畫下記號，直接穿過模板鑽孔。計劃用廢料製作鏡片框。外殼本身會做成一個切角的三角形，材料是兩層 1/2 吋厚的波羅地海樺木夾板。 

定位螺栓通風孔我用線鋸切割外殼，然後用孔鋸挖出了通風孔。接著，我在兩個三角形的其中一個上面鑽幾個埋頭孔，用於定位螺釘的安裝。上好螺釘後，將另一塊夾板粘合在這塊上面然後用力壓緊。最後，螺釘的端部就被鎖在這塊基本牢固的夾板中（兩塊夾板粘合起來，就成了一塊基本牢固的厚夾板了！） 

小通風孔大通風孔定位螺栓孔用剩餘的紅橡木料製作一個矩形的基板（下面的示意圖中的“後擋板”）。底板的安裝位置在接近管子底部位置。用曲槽刨將餘料切成圓形，直徑與管子基本相吻合。這些孔做成了埋頭孔，使套在螺釘上的定位彈簧沉入孔中，組裝時更緊湊。用孔鋸在底盤上挖了3個通風孔。要強調一下，這種佈置完全是從功能上考慮的。在保證定位螺釘孔周圍強度的條件下，儘量讓內孔開得夠大。4顆木螺釘足以將底盤和管子固定住。鏡片用3滴 3/4 吋的矽酮密封劑粘在外殼中，用 Plop（某鏡片安裝工具）將其調整到最佳位置。我用一些可拆卸的 1/4 吋硬紙板墊圈，確保密封劑不會在凝固時不會漏出來。鏡片應該和密封劑之間沒有擠壓，當溫度變化時，木頭和玻璃的不同膨脹率不會對它造成任何應力。 

5   鑽調焦孔在硬紙板管子上鑽孔。塗滿膠水的硬紙板能承受孔鋸。結果較成功，只是內側有一點缺口，可用膠水補上。 

6   調焦座H 形零件與鋼杆接觸的一側（在調焦管的旋鈕之間）調節指旋螺釘滑板軸承頂部望遠鏡加固環製作這臺望遠鏡的時候，我採用的是更普通的 Crayford 式調焦座的做法。目鏡套筒是鋁質的，外徑 1.5 吋，內徑 1.25 吋。實際上，拿到套筒的時候，發現接目鏡和鐳射瞄準器和它不匹配，於是我不得不將套筒的內徑磨大些。方法是用螺絲起子，在柄上裹上砂紙和泡沫塑料，用膠帶纏住一頭，然後插在電鑽上使用。 

鬆緊調節螺釘滑板軸承H 形零件所在的柱子調焦座的主要部分是一塊硬紙板，兩邊有兩根 5/16 吋的銷釘，讓它與管子的曲線相匹配，以及三根柱子。它們都是粘在板上的，並用螺釘固定。右邊的兩根柱子裝有滾珠軸承，左邊的那根當中挖了一個孔，這是調焦軸的支架。在支架上有兩個螺絲，用於調節鬆緊度。 

H 形零件將鋼杆頂在調焦管上1/4 吋不鏽鋼棒橡膠零件提供了一定的彈性，置於 H 形零件和柱子之間非固定的部分包括一個小的 H 形白楊木零件，安裝在左邊支架的槽中。它當中切出了幾個 V 形的孔，充入了聚四氟乙烯。在 H 形零件和柱子之間，放橡膠零件增加彈性。調焦軸是一根 1/4 吋的不鏽鋼棒。旋鈕是用松木板製成的。在製作旋鈕的時候，我先用 1.25 吋的槳形鑽頭往松木板裡鑽大概 1/3 吋深。再用大型的孔鋸將它們切下來，得到帶有嵌入孔的圓柱體。穿入螺栓，用電鑽打磨。然後，就可以將軸裝入了。我在軸上安裝了一些聚四氟乙烯塑料環，還把軸的一端銼粗糙，然後將旋鈕安裝到位。調焦座底部的銷釘則是個例外，為了讓調焦座與管子緊密連線，我用了強力膠。它們之間的運動很平滑。 

1.將銷釘粘住，貼緊管子的曲線

在照片中，調焦筒還沒有完全修整好。到最後，我會將它修整到正確的長度（在確定了焦平面的位置以後——讓它位於焦平面下 0.25 英寸的位置），並且新增一個固定螺釘。 

7   簡易副鏡片底座我用曲槽刨和手鋸從一個 1 吋的方形白楊木杆上切下了粗略的副鏡片底座。 

8   副鏡片支架和十字叉

1.用牙籤做墊片，以後會拿掉。

我把一根鋼條夾在兩根之間，在靠近末端的部分彎折過來，用錘子將它敲平，再用可調扳手鎖緊，用手彎折，微調。 

這提供了定位的第二個自由度這提供了定位的第一個自由度調焦筒 

1.多餘的部分要切除

 

 

副鏡的支桿連線在這根馬車螺栓上在副鏡支架上要安裝十字叉的位置鑽一個 1/4 吋的孔。用普通的辦法，把副鏡片粘在支架，用矽酮密封劑和幾根牙籤保證留出足夠間隙，晾了幾個小時之後，把牙籤撤去。這樣就做出了一個1.5 吋副鏡。裝上主鏡片。然後試著裝上副鏡片。我們量出管徑一半長度的木板，以將鋼條固定在中央。我們還切了一小塊硬木板，作為直角規，讓鋼條能和調焦管成直角。為了確保垂直方向上的精度，我將鐳射瞄準器放在調焦管裡，用 Inkscape 畫了一個對中目標，剪下來，貼在副鏡片前面。不用試圖讓它百分之百地對準，在精度已經足夠的情況下，安裝鏡片。副鏡片的支架用馬車螺栓安裝在管子上。馬車螺栓的一頭旋上一個塑料的帶翼螺母，另一頭插入管子外面的夾板盤內。有些長螺釘要修整尺寸。 

9   各鏡筒組裝的初始測試用鐳射發射器校準了鏡面之後，是時間進行開光測試了。換上適當的目鏡，放大倍率為28倍，大約能看到 2 度的視野。那天晚上，我們清晰地看到了土星。現在，我們要製作一個寬大的六角形夾板環，大約有 7 吋大，套在鏡筒的中間，然後把高度軸承裝在上面，製作一個標準的道布森望遠鏡盒。 

10   八邊形全封閉望遠鏡盒底部加強環調焦筒六邊形盒子，綁著膠帶和大橡皮筋，等待膠水凝固頂部加強環我們臺鋸切割 1/2 吋（實際上比這個稍微小一點）波羅的海樺木。在望遠鏡鏡筒的重心處要放一個六邊形的盒子。這做起來在精度上會有點難。為了彌補尺寸過大的問題，我們把其中兩邊切小了一點，然後在盒子與鏡筒之間的空隙處填入了一些木片。圖中，我們正把六邊形盒子晾乾，用大橡皮筋（紅色）和膠帶（銀色）綁住。 

11   安裝

1&2. 墊腳

 

1、2.這裡有一個聚四氟乙烯塑料墊，粘在底部的盒子上，朝下壓在半圓形軸承上面，讓膠水能將它們緊密結合起來。

 

我裝上了這些木條，用聚四氟乙烯粘合，用於避免軸承從側面滑落聚四氟乙烯軸承表面方位角鬆緊調節 

將六邊形牢固連線的加固零件；上色之後更好看！這個軸承盒子看起來非常不錯。圓形的零件都是用曲槽刨製作的。我還在軸承底部粘上了幾個 1/16 吋的聚四氯乙烯塑料墊，然後利用盒子自身的重量將塑料墊壓緊。軸承底座的製作很簡單：只要一塊圓形的夾板，裝上 3 個圓形的撐腿（用孔鋸在軸承上挖出減重孔），在靠近撐腿的位置墊上聚四氯乙烯塑料墊（用於穩固），然後插入一張老唱片，抵住聚四氯乙烯墊。像第一張照片裡那樣，用磚頭把墊腳和撐腿都壓住。最後，把軸承安裝到鏡筒上。我還添加了些木頭零件，用聚四氯乙烯粘在軸承孔內側，避免軸承落下來。這就是完成後的望遠鏡。最後給你們一個上色的小提示：記得要著重給夾板邊緣的木料末端部分上漆，因為那個部位很容易受潮。另外，要把鏡筒內所有的東西都上均勻的黑漆，除了鏡片（在上漆時要取出來）——黑漆要儘可能地均勻，避免光線反射。