CN111751949B - 高精度球头光学装调装置 - Google Patents

Abstract

本发明为高精度球头光学装调装置，涉及航空航天技术领域，解决了现有技术中的高精度装调方案存在装调过程复杂、装调精度受到装调人员手艺影响、装调精度有限的技术问题。技术特征包括第一固定架；安装在第一固定架上的精调机构；安装在精调机构上的粗调机构；安装在粗调机构上的光学器件。具有装调精度高、装调精度不受装调人员和研磨水平影响、装调过程简单、装调后结构强度和刚度高的有益效果。

Description

高精度球头光学装调装置

技术领域

本发明涉及航空航天技术领域。具体涉及高精度光学***或其它高精度***的装调，特别涉及高精度球头光学装调装置。

背景技术

高精度球头光学装调装置主要应用于高精度光学***或其它高精度***的装调。高精度装调结构一般以径向位移调节和角度调节共有四维调节功能。传统装调结构是光学器件1安装在待调节器件14上，装调径向位移时用四周均布的紧定螺钉16调节、装调角度是通过研磨待装调器件14与第二固定架17之间的修整垫片15的二面角实现，最后通过压圈13压紧实现光学器件位移和角度的固定。传统方案把角度调节和位移调节解耦，装调过程中先装调径向位移后再装调角度，但在研磨修整垫片15大角度二面角时径向位移调节往往会影响到角度调节，即没有完全实现角度调节和位移调节的解耦，这种方案在装调过程中每次修研二面角前都需要拆卸光学器件，导致装调流程过于复杂、装调时间过长。另外，传统装调方案的装调精度受到二面角最小研磨量影响，实际装调精度与装调人员手艺有直接关系。传统装调方案典型的机械结构如图1 所示。

发明内容

本发明要解决现有技术中的高精度装调方案存在装调过程复杂、装调精度受到装调人员手艺影响、装调精度有限的技术问题，提供高精度球头光学装调装置。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案具体如下：

高精度球头光学装调装置，包括：

第一固定架；

安装在第一固定架上的精调机构；

安装在精调机构上的粗调机构；

安装在粗调机构上的光学器件。

进一步的，第一固定架为中空式的阶梯结构，在第一固定架内设有用于安装精调机构的精调机构空间；

其中，在精调机构空间上均布设有与精调机构连通的四个精调螺纹孔。

进一步的，精调机构包括：

精调球凹，精调球凹放置在精调机构空间内，精调球凹的外周侧设有精调径向调整凹槽；

精调位移螺钉，精调位移螺钉与精调螺纹孔螺纹配合、并且与精调径向调整凹槽贴合；

精调球头，精调球头与精调球凹同心，并且精调球头与精调球凹通过均布在精调球头上的四个精调角度螺钉拉紧固定；

精调压圈，精调压圈与精调机构空间螺纹配合；

其中，精调球头上还设有用于安装粗调机构的粗调机构空间，粗调机构空间上均布设有与粗调机构连通的四个粗调螺纹孔。

进一步的，粗调机构包括：

粗调球凹，粗调球凹放置在粗调机构空间内，粗调球凹的外周侧设有粗调径向调整凹槽；

粗调位移螺钉，粗调位移螺钉与粗调螺纹孔螺纹配合、并且与粗调径向调整凹槽贴合；

粗调球头，粗调球头与粗调球凹同心，并且粗调球头与粗调球凹通过均布在粗调球头上的四个粗调角度螺钉拉紧固定；

粗调压圈，粗调压圈与粗调机构空间螺纹配合；

其中，光学器件与粗调球头固定连接。

进一步的，精调球头与精调球凹的接触圆周面上设有导胶槽。

一种光学器件光轴指向的调节方法：

第一步，通过调节四个均布的粗调角度螺钉的松紧调节粗调球头与粗调球凹之间的角度，进而调整光学器件光轴指向，调节粗调位移螺钉的松紧来调节光学器件的径向位移，通过不断调节粗调角度螺钉和粗调位移螺钉使光学器件的光轴指向大约指向目标方向和位置；

第二步，用粗调压圈压紧粗调球凹，保证粗调结束后的刚度和强度；

第三步，精调过程与粗调过程相同，完成光学器件的角度调节。

本发明具有以下的有益效果：

本发明的高精度球头光学装调装置，通过设置粗调机构和精调机构，利用等半径球凹和球头在相对运动过程中始终绕其公共圆心的原理实现光学器件高精度调节，该装置装调过程中通过不断调节球头四周螺钉，改变球凹和球头之间的相对角度，进而实现高精度装调目的。相比传统光学装调装置本发明所述的装调装置具有装调精度高、装调精度不受装调人员和研磨水平影响、装调过程简单、装调后结构强度和刚度高等优势；解决现有技术中的高精度装调方案存在装调过程复杂、装调精度受到装调人员手艺影响、装调精度有限的技术问题。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

图1为传统光学调整装置的示意图；

图2为本发明的高精度球头光学装调装置的结构示意图。

图中的附图标记表示为：

1、光学器件；2、粗调球头；3、粗调球凹；4、粗调压圈；5、粗调角度螺钉；6、粗调位移螺钉；7、精调球头；8、精调球凹；9、精调角度螺钉；10、精调压圈；11、精调位移螺钉；12、第一固定架；13、压圈；14、待调节器件； 15、修整垫片；16、紧定螺钉；17、第二固定架。

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。

请参阅图2，高精度球头光学装调装置，包括：

第一固定架12；

安装在第一固定架12上的精调机构；

安装在精调机构上的粗调机构；

安装在粗调机构上的光学器件1。

第一固定架12为中空式的阶梯结构，在第一固定架12内设有用于安装精调机构的精调机构空间；

其中，在精调机构空间上均布设有与精调机构连通的四个精调螺纹孔。

精调机构包括：

精调球凹8，精调球凹8放置在精调机构空间内，精调球凹8的外周侧设有精调径向调整凹槽；

精调位移螺钉11，精调位移螺钉11与精调螺纹孔螺纹配合、并且与精调径向调整凹槽贴合；

精调球头7，精调球头7与精调球凹8同心，并且精调球头7与精调球凹8通过均布在精调球头7上的四个精调角度螺钉9拉紧固定；

精调压圈10，精调压圈10与精调机构空间螺纹配合；

其中，精调球头7上还设有用于安装粗调机构的粗调机构空间，粗调机构空间上均布设有与粗调机构连通的四个粗调螺纹孔。

粗调机构包括：

粗调球凹3，粗调球凹3放置在粗调机构空间内，粗调球凹3的外周侧设有粗调径向调整凹槽；

粗调位移螺钉6，粗调位移螺钉6与粗调螺纹孔螺纹配合、并且与粗调径向调整凹槽贴合；

粗调球头2，粗调球头2与粗调球凹3同心，并且粗调球头2与粗调球凹3通过均布在粗调球头2上的四个粗调角度螺钉5拉紧固定；

粗调压圈4，粗调压圈4与粗调机构空间螺纹配合；

其中，光学器件1与粗调球头2固定连接。

工作原理：精调机构安装在第一固定架12上，粗调机构安装在精调球头上，粗调时通过调节四个均布的粗调角度螺钉5的松紧来调节光学器件1的光轴指向，调节粗调位移螺钉6的松紧来调节光学器件1的径向位移，通过不断调节粗调角度螺钉5和粗调位移螺钉6使光学器件1的光轴指向大约指向目标方向和位置，粗调结束后用粗调压圈4压紧粗调球凹3，保证装调结束后的刚度和强度；精调过程与粗调过程相同：同时调节精调角度螺钉9和精调位移螺钉11，使光学器件1 的光轴精确指向目标方向和位置，精调结束后用精调压圈10压紧精调球凹8，使精调球凹8与第一固定架12之间不发生相对位移，调整完毕。精调过程与粗调过程的区别在于精调球头7与精调球凹8的半径比粗调球头2与粗调球凹3大、精调角度螺钉9的拉紧距离更大、承载力和装调精度随之更大。

通过粗调角度螺钉5来调整粗调球头2与粗调球凹3之间的角度，进而调节光学器件1的光轴指向，粗调位移螺钉6对粗调球凹3作用力，来调整粗调球凹3的径向方向进而调整光学器件1的径向方向；精调角度螺钉9和精调位移螺钉11的调节原理与粗调角度螺钉5和粗调位移螺钉6的调节原理一致。

相比传统光学装调装置本发明所述的装调装置具有装调精度高、装调精度不受装调人员和研磨水平影响、装调过程简单、装调后结构强度和刚度高等优势；解决现有技术中的高精度装调方案存在装调过程复杂、装调精度受到装调人员手艺影响、装调精度有限的技术问题。

精调球头7与精调球凹8的接触圆周面上设有导胶槽。

本实施方式提高本高精度球头光学装调装置的结构强度和刚度，精调球头7 上预留导胶槽，以便装调结束后利用胶枪灌胶。另外，在装调时粗调角度螺钉5、粗调位移螺钉6、粗调压圈4、精调角度螺钉9、精调位移螺钉11、精调压圈10均需要涂抹螺纹防松胶，进一步保证了高精度球头装调结构的强度、刚度和稳定性。

一种光学器件光轴指向的调节方法：

第一步，通过调节四个均布的粗调角度螺钉5的松紧调节粗调球头2与粗调球凹3之间的角度，进而调整光学器件1光轴指向，调节粗调位移螺钉6的松紧来调节光学器件1的径向位移，通过不断调节粗调角度螺钉5和粗调位移螺钉6使光学器件1的光轴指向大约指向目标方向和位置；

第二步，用粗调压圈4压紧粗调球凹3，保证粗调结束后的刚度和强度；

第三步，同时调节精调角度螺钉9和精调位移螺钉11，使光学器件1的光轴精确指向目标方向和位置，精调结束后用精调压圈10压紧精调球凹8与第一固定架12之间不发生相对位移，调节完毕。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (2)

1.一种高精度球头光学装调装置，其特征在于，包括：

第一固定架(12)；

安装在所述第一固定架(12)上的精调机构；

安装在所述精调机构上的粗调机构；

安装在所述粗调机构上的光学器件(1)；

所述第一固定架(12)为中空式的阶梯结构，在所述第一固定架(12)内设有用于安装精调机构的精调机构空间；

其中，在所述精调机构空间上均布设有与精调机构连通的四个精调螺纹孔；

所述精调机构包括：

精调球凹(8)，所述精调球凹(8)放置在精调机构空间内，所述精调球凹(8)的外周侧设有精调径向调整凹槽；

精调位移螺钉(11)，所述精调位移螺钉(11)与精调螺纹孔螺纹配合、并且与精调径向调整凹槽贴合；

精调球头(7)，所述精调球头(7)与精调球凹(8)同心，并且所述精调球头(7)与精调球凹(8)通过均布在精调球头(7)上的四个精调角度螺钉(9)拉紧固定；

精调压圈(10)，所述精调压圈(10)与精调机构空间螺纹配合；

其中，所述精调球头(7)上还设有用于安装粗调机构的粗调机构空间，粗调机构空间上均布设有与粗调机构连通的四个粗调螺纹孔；

所述粗调机构包括：

粗调球凹(3)，所述粗调球凹(3)放置在粗调机构空间内，所述粗调球凹(3)的外周侧设有粗调径向调整凹槽；

粗调位移螺钉(6)，所述粗调位移螺钉(6)与粗调螺纹孔螺纹配合、并且与粗调径向调整凹槽贴合；

粗调球头(2)，所述粗调球头(2)与粗调球凹(3)同心，并且所述粗调球头(2)与粗调球凹(3)通过均布在粗调球头(2)上的四个粗调角度螺钉(5)拉紧固定；

粗调压圈(4)，所述粗调压圈(4)与粗调机构空间螺纹配合；

其中，所述光学器件(1)与粗调球头(2)固定连接；

所述精调球头(7)与精调球凹(8)的接触圆周面上设有导胶槽。

2.如权利要求1所述的高精度球头光学装调装置，其特征在于，应用所述高精度球头光学装调装置对光学器件光轴指向的调节方法包括：

第一步，通过调节四个均布的粗调角度螺钉(5)的松紧调节粗调球头(2)与粗调球凹(3)之间的角度，进而调整光学器件(1)光轴指向，调节粗调位移螺钉(6)的松紧来调节光学器件(1)的径向位移，通过不断调节粗调角度螺钉(5)和粗调位移螺钉(6)使光学器件(1)的光轴指向大约指向目标方向和位置；

第二步，用粗调压圈(4)压紧粗调球凹(3)，保证粗调结束后的刚度和强度；

第三步，同时调节精调角度螺钉(9)和精调位移螺钉(11)，使光学器件(1)的光轴精确指向目标方向和位置，精调结束后用精调压圈(10)压紧精调球凹(8)与第一固定架(12)之间不发生相对位移，调节完毕。

Images