CN110579850A - 一种应用于大口径光学***的定位***及定位装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种应用于大口径光学***的定位装置，包括相对固设的第一限位板和第二限位板、定位座、与定位座弹性相抵的弹性驱动部及与定位座相固连的阻尼缓冲件。弹性驱动部推动定位座移动至目标位置时，定位座与主镜相抵，主镜因自身重力对定位座施加反作用力，定位座同时克服弹性阻力和阻尼力向远离目标位置的方向移动，使定位座实现双重缓冲，使主镜免受定位座的冲击；弹性驱动部拉动定位座进一步远离目标位置，消除定位座施加至主镜的作用力，使主镜完全被现有的支撑机构支撑。因此，本发明所提供的应用于大口径光学***的定位装置有利于提升主镜的重复定位精度。本发明还公开一种包含上述定位装置的应用于大口径光学***的定位***。

Description

一种应用于大口径光学***的定位***及定位装置

技术领域

本发明涉及光学元件辅助设备领域，特别涉及一种应用于大口径光学***的定位装置。本发明还涉及一种包含上述定位装置的一种应用于大口径光学***的定位***。

背景技术

大口径光学***通常包括主镜和支撑机构，支撑机构用于支撑主镜。为使主镜具有较高的工作精度，支撑机构需还需具备较高的定位精度，例如包含有光轴和机械轴的支撑机构需保证光轴与机械轴能够在主镜集成时完全重合。

正常工作时，主镜需进行镀膜处理，主镜镀膜处理时难免引起与之相连的光轴与机械轴动作，为使光轴与机械轴完全重合，每次主镜镀膜完成后工作人员需重新调整光轴与机械轴，从而调整支撑机构的定位精度。需定期进行镀膜处理的主镜致使工作人员需频繁地调整光轴与机械轴，以保证主镜所在位置准确可靠。

为使主镜具备较高的重复定位精度，主镜定位时通常需依赖定位装置。鉴于主镜的支撑机构通常是通过准确的优化设计得到的，现有的定位装置不能承受主镜的重力，意味着定位装置仅能够用于定位主镜。

尽管现有的定位装置能够在一定程度上缓解主镜的重复定位难度，但现有的定位装置尚存在不足之处。现有的定位装置通常包括定位块和与定位块相连的支撑弹簧，定位块依靠支撑弹簧的弹性力与主镜相抵，在定位块远离主镜时支撑弹簧还能依靠弹性力减缓定位块受到的冲击振动，但因支撑弹簧缓冲程度有限，仍使定位块在移动过程中受到较大的冲击振动，极易影响主镜，导致主镜的重复定位精度过低。

另外，在主镜完成定位后，定位块在支撑弹簧的作用下仍与主镜弹性相抵，尽管定位块施加至主镜的刚度远小于支撑机构的刚度，但被支撑弹簧支撑的定位块仍对主镜施加有一定程度的作用力，且该作用力几乎无法消除，主镜无法完全被支撑机构支撑，严重时定位块所施加的支撑力可能导致主镜的镜面变形增大。

因此，如何提升主镜的重复定位精度并消除定位装置对镜面变形的影响是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种应用于大口径光学***的定位***及定位装置，能够实现双重缓冲，且能够消除施加至主镜的作用力，有利于提升主镜的重复定位精度。

其具体方案如下：

本发明提供一种应用于大口径光学***的定位装置，包括：

相对固设的第一限位板和第二限位板；

穿过第一限位板的定位座；

穿过第二限位板且与定位座弹性相抵以驱动定位座靠近或远离目标位置使定位座在目标位置限定主镜姿态的弹性驱动部；弹性驱动部用于在定位座受到主镜施加的反作用力时依靠弹性阻力使定位座远离目标位置时实现缓冲；

与定位座相固连、用于在定位座远离目标位置时依靠阻尼力使定位座进一步实现缓冲的阻尼缓冲件。

优选地，弹性驱动部包括：

位于第一限位板和第二限位板之间的弹性支座；

两端分别与定位座和弹性支座相抵的弹性件；

与弹性支座远离弹性件的一端相固连、用于驱动弹性支座移动的驱动导向组件。

优选地，弹性支座设有用于安装弹性件的安装槽，定位座靠近弹性件的一端设有供弹性件套设的支撑柱。

优选地，驱动导向组件包括：

调节底座；

与调节底座嵌套设置并相对于调节底座沿轴向滑动的调节杆；

固设于调节杆远离调节底座的一端且穿过第二限位板以与弹性支座相固连的导向杆。

优选地，还包括具有第二限位板、套于调节杆外周且与调节底座相固连的支撑外壳，阻尼缓冲件具体为固定于支撑外壳的液压阻尼器，液压阻尼器的活塞杆依次穿过第二限位板和弹性支座以与定位座相固连。

优选地，还包括调节杆具有中心型腔，阻尼缓冲件设于中心型腔内。

优选地，还包括具有第一限位板、套于弹性支座外周且与支撑外壳相固连的限位壳。

优选地，还包括设于调节杆与调节底座之间、用于限定调节杆相对于调节底座位置的定位组件。

优选地，还包括与调节底座相固连以支撑调节底座的支撑底座，支撑底座设有供调节杆穿过的避让孔。

本发明还提供一种应用于大口径光学***的定位***，包括若干组如上任一项所述的应用于大口径光学***的定位装置。

相对于背景技术，本发明所提供的应用于大口径光学***的定位装置包括第一限位板、第二限位板、定位座、弹性驱动部和阻尼缓冲件。

相对于第二限位板推动弹性驱动部，弹性驱动部推动与之弹性相抵的定位座相对于第一限位板移动，当定位座移动至目标位置时，定位座与主镜相抵以实现限定主镜姿态；

与此同时，主镜因自身重力对定位座施加反作用力，定位座克服弹性驱动部的弹性阻力向远离目标位置的方向移动，使定位座初步实现缓冲；进一步地，在定位座向远离目标位置移动的过程中，阻尼缓冲件依靠阻尼力使定位座进一步实现缓冲；由此可知，定位座依靠弹性驱动部和阻尼缓冲件实现双重缓冲，极大地降低定位座的冲击振动，使主镜免受定位座的冲击，从而提升主镜的重复定位精度。

相对于第二限位板反向拉动弹性驱动部，弹性驱动部拉动之弹性相抵的定位座相对于第一限位板反向移动，使定位座进一步远离目标位置，有利于弹性驱动部恢复至自然状态，从而为弹性驱动部消除施加至定位座的弹性力提供可能，进而消除定位座施加至主镜的作用力，使主镜完全被现有的支撑机构支撑，从而防止主镜的镜面因受到支撑力而发生变形。

因此，本发明所提供的应用于大口径光学***的定位装置有利于提升主镜的重复定位精度，并能够消除定位装置对镜面变形的影响。

本发明所提供的包含上述定位装置的应用于大口径光学***的定位***具有相同的有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供的应用于大口径光学***的定位装置将定位座推至目标位置的剖面图；

图2为本发明所提供的应用于大口径光学***的定位装置将定位座远离目标位置时的剖面图；

图3为本发明所提供的应用于大口径光学***的定位装置将定位座脱离主镜时的剖面图。

附图标记如下：

定位座1、弹性驱动部2、阻尼缓冲件3、支撑外壳4、限位壳5、定位组件6和支撑底座7；

支撑柱11；

弹性支座21、弹性件22和驱动导向组件23；

安装槽211；

调节底座231、调节杆232和导向杆233；

第二限位板41；

第一限位板51；

避让孔71。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1至图3，图1为本发明所提供的应用于大口径光学***的定位装置将定位座推至目标位置的剖面图；图2为本发明所提供的应用于大口径光学***的定位装置将定位座远离目标位置时的剖面图；图3为本发明所提供的应用于大口径光学***的定位装置将定位座脱离主镜时的剖面图。

本发明实施例公开了一种应用于大口径光学***的定位装置，包括第一限位板51、第二限位板41、定位座1、弹性驱动部2和阻尼缓冲件3。

第一限位板51能够与定位座1相抵，用于限位定位座1位置。第二限位板41能够与弹性驱动部2相抵，用于限位弹性驱动部2位置。第一限位板51和第二限位板41相互平行且相对设置，二者的相对位置固定。定位座1穿过第一限位板51，且与弹性驱动部2弹性抵接。

在该具体实施例中，定位座1包括定位杆和抵接挡板，定位杆穿过第一限位板51，以便与主镜相抵，实现限定主镜姿态。相应地，第一限位板51设有供定位杆穿过的过孔。抵接挡板设于定位杆底端的外周，且抵接挡板与定位杆同轴设置，从而使抵接挡板阻挡定位杆从第一限位板51脱出。具体地，定位杆呈圆柱状，抵接挡板呈圆环状。当然，定位座1的结构不限于此。

弹性驱动部2穿过第二限位板41，以便驱动定位座1靠近或远离目标位置。需说明的是，此处的目标位置是指定位座1能够实现限定主镜姿态的位置，在该具体实施例中，目标位置具体是指抵接挡板与第一限位板51相抵时定位杆所处的位置，此时的定位杆能够与主镜相抵。另外，当定位座1受到主镜施加的反作用力时，弹性驱动部2能够依靠弹性阻力使定位座1远离目标位置时实现缓冲。

阻尼缓冲件3与定位座1相固连，且相对于第二限位板41固定。当定位座1远离目标位置时，阻尼缓冲件3依靠阻尼力使定位座1进一步实现缓冲。

相对于第二限位板41推动弹性驱动部2，弹性驱动部2推动与之弹性相抵的定位座1相对于第一限位板51移动，当定位座1移动至目标位置时，定位座1与主镜相抵，从而实现限定主镜姿态；

与此同时，主镜因自身重力对定位座1施加反作用力，定位座1克服弹性驱动部2的弹性阻力向远离目标位置的方向移动，使定位座1初步实现缓冲；进一步地，在定位座1向远离目标位置移动的过程中，阻尼缓冲件3依靠阻尼力使定位座1进一步实现缓冲；由此可知，定位座1依靠弹性驱动部2和阻尼缓冲件3实现双重缓冲，极大地降低定位座1的冲击振动，使主镜免受定位座1的冲击，从而提升主镜在安装过程中安全性，同时有利于提升主镜的重复定位精度。

接着，相对于第二限位板41反向拉动弹性驱动部2，弹性驱动部2拉动之弹性相抵的定位座1相对于第一限位板51反向移动，使定位座1进一步远离目标位置，有利于弹性驱动部2恢复至自然状态，从而为弹性驱动部2消除施加至定位座1的弹性力提供可能，进而消除定位座1施加至主镜的作用力，使主镜完全被现有的支撑机构支撑，提升主镜的支撑效果，从而防止主镜的镜面因受到支撑力而发生变形。

综上所述，本发明所提供的应用于大口径光学***的定位装置有利于提升主镜的重复定位精度，并能够消除定位装置对镜面变形的影响。

在该具体实施例中，可选地，弹性驱动部2包括弹性支座21、弹性件22和驱动导向组件23。其中，弹性支座21位于第一限位板51与第二限位板41之间，用于支撑弹性件22。弹性件22设于定位座1与弹性支座21之间，且弹性件22的两端分别与定位座1和弹性支座21相抵。弹性件22优选普通圆柱弹簧。

在该具体实施例中，为实现限定弹性件22，弹性支座21设有用于安装弹性件22的安装槽211，定位座1靠近弹性件22的一端设有供弹性件22套设的支撑柱11，从而使弹性件22的一端与安装槽211相抵，另一端与支撑柱11相抵，防止弹性件22脱离定位座1或弹性支座21，保证弹性件22工作可靠。具体地，弹性支座21呈圆柱状，安装槽211具体为弹性支座21靠近定位座1的一端圆柱状凹槽。

驱动导向组件23与弹性支座21远离弹性件22的一端相固连，以便驱动弹性支座21移动。需说明的是驱动导向件可以是手动驱动、液压驱动或电驱动等，在此不作具体限定。

在该具体实施例中，驱动导向组件23优选手动驱动，包括调节底座231、调节杆232和导向杆233。调节杆232与调节底座231嵌套设置，以便减小占用空间，使结构更紧凑。优选地，调节底座231呈圆盘状，且调节底座231的中心具有与调节杆232相配合的调节孔。调节杆232设于调节孔内，从而使调节杆232相对于调节底座231沿轴向滑动。此处的轴向是指平行调节杆232中心轴线方向。

为保证定位座1稳定移动，定位座1、弹性件22、弹性支座21及调节杆232均同轴设置，以便弹性件22均匀伸缩，避免因定位座1晃动而影响主镜的重复定位精度。

优选地，调节杆232与调节底座231之间采用螺纹连接，方便手动精确转动调节杆232，但不限于此。以附图1的当前视图为准，当相对于调节底座231顺时转动调节杆232时，调节杆232推动弹性支座21上移；当相对于调节底座231逆时转动调节杆232时，调节杆232拉动弹性支座21下移。

导向杆233固设于调节杆232远离调节底座231的一端，且穿过第二限位板41，导向杆233穿过第二限位板41的部分与弹性支座21相固连，相应地第二限位板41设有供导向杆233穿过的导向孔，以便导向杆233引导弹性支座21移动。在该具体实施例中，调节杆232远离调节底座231的一端设有用于固定导向杆233的固定板，固定杆通过紧固螺钉固定于调节杆232的端部。具体地，固定板呈圆环状。导向柱的一端固定于固定板。导向柱与固定板之间通过连接螺栓实现连接，导向柱与弹性支座21之间也采用螺纹连接，具体地，导向柱靠近弹性支座21的一端设有连接螺柱，弹性支座21设有与连接螺柱相配合的连接螺纹槽，连接螺柱与连接螺纹槽相配合。进一步地，调节杆232的端部设有若干根导向柱，且若干导向柱呈圆环状均匀排列，以便弹性支座21均匀受力。当然，导向柱的分布方式及连接方式均不限于此。

为延长导向杆233的使用寿命和配合精度，驱动导向组件23还包括设于导向杆233与导向孔支架的衬套，防止导向杆233与导向孔磨损严重，有利于提升导向杆233的导向精度。衬套可以是铜制无油衬套等，在此不作具体限定。

本发明还包括具有第二限位板41且套于调节杆232外周的支撑外壳4，支撑外壳4与调节底座231相固连。在该具体实施例中，支撑外壳4包括环形侧板和固定于环形侧板一端的第二限位板41，调节杆232便位于环形侧板中心所设的型腔内。环形侧板远离第二限位板41的一侧与调节底座231相抵，且二者通过若干连接螺钉实现固连。

在该具体实施例中，阻尼缓冲件3具体为固定于支撑外壳4的液压阻尼器，液压阻尼器的缸筒固定于支撑外壳4上，具体地，第二限位板41中心设有用于固定液压阻尼器的固定孔。液压阻尼器的活塞杆依次穿过第二限位板41和弹性支座21，直至与定位座1相固连，使定位座1实现缓冲。相应地，弹性支座21远离弹性件22一端的中心设有供活塞杆穿过的缓冲孔，定位座1靠近弹性件22一端的中心设有缓冲槽。缓冲孔、缓冲槽与安装槽211同轴设置。当然，阻尼缓冲件3的类型及连接方式均不限于此。

为使结构更紧凑，调节杆232具体中心型腔，阻尼缓冲件3便设于该中心型腔内，也即调节杆232与阻尼缓冲件3也采用嵌套设置，从而使阻尼缓冲件3、调节杆232、弹性支座21、弹性件22与定位座1均同轴设置，有利于进一步减小占用空间。

本发明还包括具有第一限位板51、套于弹性支座21外周的限位壳5，限位壳5与支撑外壳4相固连。在该具体实施例中，限位壳5包括限位环板和设于限位环板一端的第一限位板51。限位环板远离第一限位板51的一端与第二限位板41通过若干连接螺钉实现连接。当然，限位壳5的结构及连接方式均不限于此。

本发明还包括设于调节杆232与调节底座231之间的定位组件6，以便利用定位组件6限定调节杆232相对于调节底座231位置，保证每次调整调节杆232后调节杆232位置不变，有利于提升定位座1的重复定位精度，进而提升主镜的重复定位精度。

需补充的是，只有当调节杆232完成调节后，才拧紧定位组件6，使调节杆232实现锁定；当旋转调节杆232时，定位组件6处于锁定解除状态。

在该实施例中，定位组件6包括定位环板、定位孔、定位紧固件和定位抵接面。其中，定位环板固设于调节杆232的外周，具体呈圆环状。定位孔为若干设于定位环弧的圆形通孔，若干定位孔呈圆环状均匀排列。定位抵接面设有调节底座231的底端，定位紧固件穿过定位孔并与定位抵接面相抵。定位紧固件优选紧固螺钉。当然，定位组件6的结构不限于此。

本发明还包括与调节底座231相固连的支撑底座7，以便支撑底座7支撑其他零部件。在该具体实施例中，调节底座231设有支撑底座7顶部，且调节底座231与支撑底座7之间通过若干连接螺栓实现固连。具体地，支撑底座7呈圆盘状，但支撑底座7的结构及连接方式军不限于此。

为使调节杆232可靠转动，支撑底座7设有供调节杆232穿过的避让孔71，避让孔71优选为圆形通孔，且避让孔71的内径大于定位环板的外径，为调节杆232的转动及定位组件6的安装提供条件。

本发明所提供的应用于大口径光学***的定位装置工作原理如下：

初始状态下，弹性件22处于自然状态，定位组件6处于锁定解除状态，且弹性支座21与第二限位板41相抵；

顺时针转动调节杆232，调节杆232相对于调节底座231向上移动，调节杆232通过导向柱推动弹性支座21上移，弹性支座21挤压弹性件22，弹性件22依靠弹性力推动定位座1相对第一限位板51上移，直至调节杆232与第二限位杆相抵，此时定位座1抵达目标位置；

定位座1与主镜相抵，主镜因自身重力对定位座1施加反作用力，定位座1克服弹性件22的弹性力下移以远离目标位置，使定位座1初步实现缓冲；在定位座1下移的过程中，阻尼缓冲件3依靠阻尼力使定位座1进一步实现缓冲；

当定位座1下移至与弹性支座21相抵时，定位座1完全脱离主镜，主镜姿态已实现确定，连接主镜与支撑机构；

逆时针转动调节杆232，调节杆232相对于调节底座231向下移动，直至调节杆232带动弹性支座21与第二限位板41相抵，此时弹性件22完全恢复至初始状态，定位座1同时也完全脱离主镜；

调节定位组件6，锁定调节杆232；

如此使主镜实现一次定位，如此循环，便可实现定期调节主镜。

本法还提供一种应用于大口径光学***的定位***，包括若干组应用于大口径光学***的定位装置，若干组定位装置相互配合使主镜实现准确定位，具有相同的有益效果。

以上对本发明所提供的用于大口径光学***的定位***及其定位装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种应用于大口径光学***的定位装置，其特征在于，包括：

相对固设的第一限位板(51)和第二限位板(41)；

穿过所述第一限位板(51)的定位座(1)；

穿过所述第二限位板(41)且与所述定位座(1)弹性相抵以驱动所述定位座(1)靠近或远离目标位置使所述定位座(1)在所述目标位置限定主镜姿态的弹性驱动部(2)；所述弹性驱动部(2)用于在所述定位座(1)受到主镜施加的反作用力时依靠弹性阻力使所述定位座(1)远离所述目标位置时实现缓冲；

与所述定位座(1)相固连、用于在所述定位座(1)远离所述目标位置时依靠阻尼力使所述定位座(1)进一步实现缓冲的阻尼缓冲件(3)。

2.根据权利要求1所述的应用于大口径光学***的定位装置，其特征在于，所述弹性驱动部(2)包括：

位于所述第一限位板(51)和所述第二限位板(41)之间的弹性支座(21)；

两端分别与所述定位座(1)和所述弹性支座(21)相抵的弹性件(22)；

与所述弹性支座(21)远离所述弹性件(22)的一端相固连、用于驱动所述弹性支座(21)移动的驱动导向组件(23)。

3.根据权利要求2所述的应用于大口径光学***的定位装置，其特征在于，所述弹性支座(21)设有用于安装所述弹性件(22)的安装槽(211)，所述定位座(1)靠近所述弹性件(22)的一端设有供所述弹性件(22)套设的支撑柱(11)。

4.根据权利要求3所述的应用于大口径光学***的定位装置，其特征在于，所述驱动导向组件(23)包括：

调节底座(231)；

与所述调节底座(231)嵌套设置并相对于所述调节底座(231)沿轴向滑动的调节杆(232)；

固设于所述调节杆(232)远离所述调节底座(231)的一端且穿过所述第二限位板(41)以与所述弹性支座(21)相固连的导向杆(233)。

5.根据权利要求4所述的应用于大口径光学***的定位装置，其特征在于，还包括具有所述第二限位板(41)、套于所述调节杆(232)外周且与所述调节底座(231)相固连的支撑外壳(4)，所述阻尼缓冲件(3)具体为固定于所述支撑外壳(4)的液压阻尼器，所述液压阻尼器的活塞杆依次穿过所述第二限位板(41)和所述弹性支座(21)以与所述定位座(1)相固连。

6.根据权利要求4所述的应用于大口径光学***的定位装置，其特征在于，还包括所述调节杆(232)具有中心型腔，所述阻尼缓冲件(3)设于所述中心型腔内。

7.根据权利要求5所述的应用于大口径光学***的定位装置，其特征在于，还包括具有所述第一限位板(51)、套于所述弹性支座(21)外周且与所述支撑外壳(4)相固连的限位壳(5)。

8.根据权利要求4至7任一项所述的应用于大口径光学***的定位装置，其特征在于，还包括设于所述调节杆(232)与所述调节底座(231)之间、用于限定所述调节杆(232)相对于所述调节底座(231)位置的定位组件(6)。

9.根据权利要求8所述的应用于大口径光学***的定位装置，其特征在于，还包括与所述调节底座(231)相固连以支撑所述调节底座(231)的支撑底座(7)，所述支撑底座(7)设有供所述调节杆(232)穿过的避让孔(71)。

10.一种应用于大口径光学***的定位***，其特征在于，包括若干组如权利要求1至9任一项所述的应用于大口径光学***的定位装置。