CN102364300B - 小角度角度块 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种适用于小于1°的工作角，满足小角度计量仪器的校准和小角度检测的小角度角度块。其包括固定在安装底板上方的角度块基座，在角度块基座的同一侧面上加工有上下间隔布局的两个安装面，在上安装面内安装有上反射镜，在下安装面内安装有下反射镜；在上反射镜和下反射镜前方设置一个透射折光镜，透射折光镜也固定在安装底板上方。本发明所述的小角度角度块结构新颖，安装方便，性能稳定，准确度高，测量重复性好，角度值容易复现，其用于光学小角度测量仪器的测量和校准，可以有效避免测量面转换过程中光轴对中的问题，降低角度块安装复杂性。

Description

小角度角度块
技术领域
本发明属于几何量计量技术领域，具体涉及一种角度范围为-1°～+1°的小角度角度块。
背景技术
激光小角度测量装置是用于测量-1°～+1°小角度的测量仪器，测量准确度高，测量不确定度为U＝0.05″(k＝2)。激光小角度测量装置校准和量值传递需要角度块作为标准器具，但是传统角度块1采用工作面为左右水平布局结构，相邻两个工作面法线的夹角作为工作角，参见图1所示。两工作面中心法线的交点为角度块的回转中心，配合角度块测量的自准直仪的光轴尽量与角度块工作面中心法线重合，这样随着角度块旋转，工作面转换后自准直仪的光轴能与另外工作面中心法线重合。
但对于小于1°的工作角，角度块1工作面中心法线交点与工作面距离变大，为了保证旋转角度后，自准直仪能够对准工作面中心，角度块工作面中心法线交点与回转中心重合，需要有很长的回转臂。公式D＝L/2tan(θ/2)显示了回转中心到工作面距离D与角度块角度的关系，当角度块角度小于1°时，回转中心到工作面距离甚至长达1m，这给角度块的安装带来很大困难。同时，工作角小于1°的角度块加工起来也比较麻烦，废品率较高，造成角度块成本大幅提升。研制新形式的小角度角度块，克服上述弊端，满足小角校准和测量的需求成为亟需解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种适用于小于1°的工作角，满足小角度计量仪器的校准和小角度检测的小角度角度块。
实现本发明目的的技术方案：一种小角度角度块，其包括固定在安装底板上方的角度块基座，在角度块基座的同一侧面上加工有上下间隔布局的两个安装面，在上安装面内安装有上反射镜，在下安装面内安装有下反射镜；在上反射镜和下反射镜前方设置一个透射折光镜，透射折光镜也固定在安装底板上方；所述的角度块基座上的下安装面与角度块基座的底面垂直；所述的角度块基座上的上安装面与角度块基座的底面垂直、且与角度块基座的下安装面加工出-1°～+1°角度；此时上安装面和下安装面在角度块基座的底面投影夹角即为该角度块工作角，角度范围为-1°～+1°；所述的透射折光镜由上下两块棱镜胶合而成，上下两块棱镜胶合面处涂有半透射半反射膜；其中，上棱镜为平行棱镜，上棱镜通光口与上反射镜相对正；下棱镜为三棱镜，下棱镜通光口与下反射镜相对正。
如上所述的一种小角度角度块，其所述的角度块基座上的下安装面中心加工有通孔，通孔沿圆周均布四个螺纹孔，下反射镜安装在该通孔内，并通过四个螺栓穿过四个螺纹孔固定；所述的角度块基座上的上安装面中心加工有通孔，通孔沿圆周均布四个螺纹孔，上反射镜安装在该通孔内，并通过四个螺栓穿过四个螺纹孔固定。
如上所述的一种小角度角度块，其所述的安装在上安装面内的上反射镜和安装在下安装面内的下反射镜的上反射面和下反射面与安装底板垂直，该上反射面和下反射面中心投影与安装底板中心一致。
如上所述的一种小角度角度块，其所述的上反射镜和下反射镜采用微晶玻璃加工。
如上所述的一种小角度角度块，其所述的透射折光镜采用K9玻璃加工而成，其利用光学结构胶粘接在安装底板上。
如上所述的一种小角度角度块，其所述的安装底板为圆形的金属板，在安装底板上加工有安装面，可以将整个角度块安装在回转机构上。
如上所述的一种小角度角度块，其所述的安装底板采用2Cr13材料加工而成；所述的角度块基座采用殷钢材料加工而成。
本发明的效果在于：
本发明所述的小角度角度块，由两个反射面组成，两个工作面采用上下布局，可以安装在回转中心，无需安装于回转臂上即可保证旋转角度后自准直仪准直工作面中心。该角度块结构新颖，安装方便，性能稳定，准确度高，测量重复性好，角度值容易复现，其用于光学小角度测量仪器的测量和校准，可以有效避免测量面转换过程中光轴对中的问题，降低角度块安装复杂性。
本发明所述的小角度角度块可以根据需要加工成任意角度，特别适合小角度情况。角度块从结构上有别于传统角度块，可以避免由于角度太小而造成回转半径过大的问题，安装和使用更加方便，适用于光电自准直仪等小角度测量仪器的校准。
附图说明
图1传统角度块的工作原理；
图2本发明所述的一种小角度角度块结构示意图。
图中：1.传统角度块；2.自准直仪光管；3.安装底板；4.角度块基座；5.上反射镜；6.下反射镜；7.透射折光镜；8.自准直仪。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明所述的一种小角度角度块作进一步描述。
如图2所示，本发明所述的一种小角度角度块主要包括安装底板3、角度块基座4、上反射镜5、下反射镜6、透射折光镜7。
其中，角度块基座4固定在安装底板3上方，在角度块基座4的同一侧面上加工有上下间隔布局的两个安装面，在上安装面内安装有上反射镜5，在下安装面内安装有下反射镜6；在上反射镜5和下反射镜6前方设置一个透射折光镜7，透射折光镜7底端也固定在安装底板3上方。
上述角度块基座4采用殷钢加工，以降低角度块基座随温度产生的变化量。角度块基座4上的下安装面与角度块基座4的底面垂直；角度块基座4上的上安装面与角度块基座4的底面垂直、且与角度块基座4的下安装面加工出-1°～+1°角度；此时上安装面和下安装面在角度块基座4的底面投影夹角即为该角度块工作角，角度范围为-1°～+1°。
在角度块基座4上的下安装面中心加工有通孔，通孔沿圆周均布四个螺纹孔，下反射镜6安装在该通孔内，并通过四个螺栓穿过四个螺纹孔固定。在角度块基座4上的上安装面中心加工有通孔，通孔沿圆周均布四个螺纹孔，上反射镜5安装在该通孔内，并通过四个螺栓穿过四个螺纹孔固定。上反射镜5和下反射镜6采用微晶玻璃加工，保证反射面平面度。
上述透射折光镜7采用K9玻璃加工，由上下两块棱镜胶合而成，上下两块棱镜胶合面处涂有半透射半反射膜。上棱镜为平行棱镜，上棱镜通光口与上反射镜5相对正；下棱镜为三棱镜，下棱镜通光口与下反射镜6相对正。透射折光镜7利用光学结构胶粘接在安装底板3上，能够实现半透半反的功能。使用时来自自准直仪8的光束在半透射半反射膜处分成两路光束，一路光束射到上反射镜5，无法反射回自准直仪8内；另一路光束射到下反射镜6，可反射回自准直仪8内。
上述安装底板3为圆形的金属板，用于固定角度块基座4和透射折光棱镜7，同时安装底板3上加工有安装孔，可以将整个角度块安装在回转机构上。安装底板3的加工材料采用2Cr13。
安装过程中，通过修整角度块基座4，使得上反射镜5和下反射镜6的上反射面和下反射面与安装底板3垂直，还要将该上反射面和下反射面中心投影与安装底板3中心调整一致。
本发明所述的小角度角度块工作原理：
本发明的小角度角度块采用反射面上下布局的形式，即角度块基座4上安装的上反射镜5和下反射镜6在水平方向上形成夹角为角度块的角度值，角度范围为-1°～+1°，参见图2所示。该角度块使用安装方便，可以有效避免左右结构角度块回转对心问题。角度块上下两个反射面在水平方向上形成夹角，由于自准直仪8测量角度范围很小，当利用光电自准直仪准直下反射面时，上反射面反射光束无法回射到自准直仪内，角度块旋转角度后，自准直仪准直上反射面，下反射面的反射光束不能回射到自准直仪内，这样两个工作面独立在自准直仪中准直成像，角度块的角度值即为回转测量的角度。
本发明为小角度校准设计的角度块，结构新颖，性能稳定，其特别针对小于1°的角度块而研制，角度块安装方便，测量重复性好，角度值容易复现，对于开展小角度测量和校准有很大帮助。

Claims (6)

1.一种小角度角度块，其特征在于：该小角度角度块包括固定在安装底板（3）上方的角度块基座（4），在角度块基座（4）的同一侧面上加工有上下间隔布局的两个安装面，在上安装面内安装有上反射镜（5），在下安装面内安装有下反射镜（6）；在上反射镜（5）和下反射镜（6）前方设置一个透射折光镜（7），透射折光镜（7）也固定在安装底板（3）上方；
所述的角度块基座（4）上的下安装面与角度块基座（4）的底面垂直；所述的角度块基座（4）上的上安装面与角度块基座（4）的底面垂直、且与角度块基座（4）的下安装面加工出-1°～+1°角度；此时上安装面和下安装面在角度块基座（4）的底面投影夹角即为该角度块工作角，角度范围为-1°～+1°；
所述的透射折光镜（7）由上下两块棱镜胶合而成，上下两块棱镜胶合面处涂有半透射半反射膜；其中，上棱镜为平行棱镜，上棱镜通光口与上反射镜（5）相对正；下棱镜为三棱镜，下棱镜通光口与下反射镜（6）相对正。
2.根据权利要求1所述的一种小角度角度块，其特征在于：所述的角度块基座（4）上的下安装面中心加工有通孔，通孔沿圆周均布四个螺纹孔，下反射镜（6）安装在该通孔内，并通过四个螺栓穿过四个螺纹孔固定；所述的角度块基座（4）上的上安装面中心加工有通孔，通孔沿圆周均布四个螺纹孔，上反射镜（5）安装在该通孔内，并通过四个螺栓穿过四个螺纹孔固定。
3.根据权利要求1所述的一种小角度角度块，其特征在于：所述的上反射镜（5）和下反射镜（6）采用微晶玻璃加工。
4.根据权利要求1所述的一种小角度角度块，其特征在于：所述的透射折光镜（7）采用K9玻璃加工而成，其利用光学结构胶粘接在安装底板（3）上。
5.根据权利要求1所述的一种小角度角度块，其特征在于：所述的安装底板（3）为圆形的金属板，在安装底板（3）上加工有安装面，可以将整个角度块安装在回转机构上。
6.根据权利要求1所述的一种小角度角度块，其特征在于：所述的安装底板（3）采用2Cr13材料加工而成；所述的角度块基座（4）采用殷钢材料加工而成。
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