底座可调式快速调平型分光计的制作方法

本实用新型涉及物理光学实验装置领域，特别是底座可调式快速调平型分光计。

背景技术：

分光计是大学物理实验中常用的仪器。用分光计可以进行方位角的观察和测量。分光计的调整步骤极其繁琐，归纳起来主要分为“目测粗调”和“光学微调”两步。目测粗调的精准度直接决定了接下来光学微调的效率。而目测微调过于依赖于实验者的经验和实验技术，导致很多初级实验者很难进行准确的调节。

为了降低分光计目测粗调的难度，市场上已经设计出几类改进型分光计。主要的设计思路是在分光计的载物台、望远镜和平行光管上设置水平仪，借助水平仪的直观显示来帮助实验人员快速进行粗调。通常采用的分光计型号为had-jjy1型分光计，这种分光计有如下两类缺陷，本实用新型对该型号分光计进行了改进。(1)忽略了分光计底座的水平。分光计角度的读数，需要四个平面相互水平。这四个平面是：望远镜所在平面、平行光管所在平面、载物台所在平面和刻度盘所在平面。由于刻度盘与分光计底座是平行的，因此，如果分光计底座不水平，则刻度盘平面也不水平。当放置分光计的桌台不平时，即使望远镜、平行光管、载物台都调整到水平，调整误差依然很大。(2)忽略了水平仪的检修、维护和零位校准。现有的设计方案，水平仪多采用内嵌型。水平仪在长期使用后，需要重现检查和校准，也需要对零位进行校正。即使是用于粗调，若长期使用水平仪而不进行零位校准，会带来很大的调整误差。目前的设计，都无法对分光计内嵌的水平仪进行零位校准。

技术实现要素：

针对上述问题，本实用新型提供底座可调式快速调平型分光计。

具体的技术方案如下：

底座可调式快速调平型分光计，包括分光计底座、分光计底脚、底脚粗调旋钮、底脚微调旋钮、分光计转轴、平行光管支架、平行光管、平行光管水平仪、平行光管固定架、平行光管倾斜螺丝、平行光管活动轴、望远镜支架、望远镜、望远镜水平仪、望远镜水平仪可调螺丝、望远镜固定架、望远镜倾斜螺丝、望远镜活动轴、刻度盘、刻度盘水平仪、载物台底座、分光计载物台、分光计载物台倾斜螺丝、载物台水平仪、支撑杆、刻度盘锁紧螺丝，所述分光计底座呈圆形结构，所述分光计底脚数量为三个，所述底脚粗调旋钮数量为三个，每个所述底脚粗调旋钮包括固定杆、固定杆外螺纹、旋钮、旋钮内螺纹、所述固定杆顶端与分光计底座下表面垂直固定连接，所述固定杆外螺纹周向设置于固定杆底端外壁，所述旋钮底端嵌入设置于所述分光计底脚顶端，所述旋钮与分光计底脚可转动连接，所述旋钮内螺纹设置于旋钮顶端内壁，所述分光计底脚与分光计底座通过旋钮内螺纹配合固定杆外螺纹实现固定连接，所述底脚微调旋钮数量为三个，每个所述底脚微调旋钮周向设置于分光计底座侧面，所述平行光管支架呈倒“l”形结构，所述平行光管支架一端与分光计底座一侧垂直固定连接，所述平行光管固定架数量为两个，每个所述平行光管固定架分别固定于平行光管前后端，所述平行光管固定架内径与平行光管外径相适应，所述前端的平行光管固定架与平行光管支架通过平行光管倾斜螺丝固定连接，所述后端的平行光管固定架与平行光管支架通过平行光管活动轴固定连接，所述平行光管水平仪设置于平行光管顶端，所述平行光管水平仪包括平行光管水平仪套管，平行光管水平仪水准管和平行光管水平仪可调螺丝，所述平行光管水平仪套管套于平行光管水平仪水准管外侧固定连接，所述平行光管水平仪可调螺丝数量为两个，每个所述平行光管水平仪可调螺丝分别设置于平行光管水平仪套管两侧，所述平行光管水平仪套管与平行光管通过平行光管水平仪可调螺丝固定连接；

所述分光计转轴设置于分光计底座上表面中心，所述分光计转轴与分光计底座垂直固定连接，所述望远镜支架底端与分光计转轴底段转动连接，所述望远镜固定架数量为两个，每个所述望远镜固定架分别固定于望远镜前后端，所述望远镜固定架内径与望远镜外径相适应，所述前端的望远镜固定架与望远镜支架通过望远镜倾斜螺丝固定连接，所述后端的望远镜固定架与望远镜支架通过望远镜活动轴固定连接，所述望远镜水平仪设置于望远镜顶端，所述望远镜水平仪包括望远镜水平仪套管、望远镜水平仪水准管和望远镜水平仪可调螺丝，所述望远镜水平仪套管套于望远镜水平仪水准管外侧固定连接，所述望远镜水平仪可调螺丝数量为两个，每个所述望远镜水平仪可调螺丝分别设置于望远镜水平仪套管两侧，所述望远镜水平仪套管与望远镜通过望远镜水平仪可调螺丝固定连接；

所述刻度盘呈圆形结构，所述刻度盘周向设置于分光计转轴中段外侧，所述刻度盘通过支撑杆一端配合刻度盘锁紧螺丝与平行光管支架固定连接，所述刻度盘水平仪数量为两个，每个所述刻度盘水平仪包括刻度盘水平仪套管、刻度盘水平仪水准管、刻度盘水平仪底座和刻度盘水平仪紧固螺丝，所述刻度盘水平仪套管套于刻度盘水平仪水准管外侧固定连接，所述刻度盘水平仪底座设置于刻度盘水平仪套管底面一侧，所述刻度盘水平仪紧固螺丝设置于刻度盘水平仪套管另一侧，每个所述刻度盘水平仪内嵌设置于刻度盘上表面内，所述刻度盘水平仪与刻度盘通过刻度盘水平仪紧固螺丝固定连接；

所述载物台底座设置于分光计转轴顶端，所述载物台底座下底面与分光计转轴上顶面垂直固定设置，所述分光计载物台设置于载物台底座上表面，所述分光计载物台直径与载物台底座直径相适应，所述分光计载物台倾斜螺丝数量为三个，每个所述分光计载物台倾斜螺丝周向设置于分光计载物台外侧，所述分光计载物台下表面与载物台底座上表面贴合，且通过分光计载物台倾斜螺丝固定连接，所述载物台水平仪数量为两个，每个所述载物台水平仪包括载物台水平仪套管、载物台水平仪水准管、载物台水平仪底座和载物台水平仪紧固螺丝，所述载物台水平仪套管套于载物台水平仪水准管外侧固定连接，所述载物台水平仪底座设置于载物台水平仪套管底面一侧，所述载物台水平仪紧固螺丝设置于载物台水平仪套管另一侧，每个所述载物台水平仪内嵌设置于分光计载物台上表面内，所述载物台水平仪与分光计载物台通过载物台水平仪紧固螺丝固定连接。

进一步的，两个所述刻度盘水平仪呈“v”字形结构，每两个所述分光计底脚与一个所述刻度盘水平仪在同一竖直面，每个所述分光计底脚之间安装角度α与刻度盘水平仪之间安装角度β相同，且α＝β＝60°。

进一步的，两个所述载物台水平仪呈“v”字形结构，每两个所述载物台水平仪紧固螺丝与一个所述载物台水平仪在同一竖直面，每个所述载物台水平仪紧固螺丝之间设置角度γ与载物台水平仪之间安装角度δ相同，且γ＝δ＝60°。

进一步的，所述倾斜螺丝为螺栓、螺母、螺钉、自攻螺钉中的一种。

进一步的，所述紧固螺丝为螺栓、螺母、螺钉、自攻螺钉中的一种。

本实用新型的工作原理是：

(一)本实用新型调节方法：

(1)取出本实用新型仪器，先调节分光计底座下端三个底脚粗调旋钮，再调教分光计底座侧面三个底脚微调旋钮，观察刻度盘内两个刻度盘水平仪，使得每个刻度盘水平仪水准管内气泡处于水平位置。

(2)分别调节三个分光计载物台倾斜螺丝，观察分光计载物台内两个载物台水平仪，使得每个载物台水平仪水准管内气泡处于水平位置。

(3)调节望远镜倾斜螺丝，观察望远镜水平仪，使得望远镜水平仪水准管内气泡处于水平位置。

(4)调节平行光管倾斜螺丝，观察平行光管水平仪，使得平行光管水平仪水准管内气泡处于水平位置。

(5)用光学法进行微调，使分光计达到调整标准。

(二)本实用新型水平仪校准方法：

(1)固定分光计的刻度盘，记录刻度盘上两个刻度盘水平仪水准管内气泡读数。然后将刻度盘转动180度，若读数相同，则零位校准完成，否则需要调节刻度盘水平仪紧固螺丝，直至转动180度前后，刻度盘水平仪水准管内气泡读数相等。

(2)刻度盘水平仪校准完成后，调节分光计底座，根据刻度盘内嵌的v型水平仪调至刻度盘水平。利用光学调整法，完成望远镜、平行光管、分光计载物台的调整工作。完成调整后，望远镜、平行光管和分光计载物台分别与刻度盘平行。因此，望远镜、平行光管和分光计载物台应处于水平方位。检查望远镜、平行光管和分光计载物台上的望远镜水平仪、平行光管水平仪、载物台水平仪，调节对应的望远镜水平仪可调螺丝、平行光管水平仪可调螺丝、载物台水平仪紧固螺丝，使这些各水平仪内气泡指零。此时校准完成。

另有一种可选方案。如果有已经校准好的水平尺，可以借助水平尺来对水平仪进行校准。方法如下：

(1)把水平尺贴近刻度盘上的刻度盘水平仪，与刻度盘水平仪平行放置在刻度盘平面上，如果刻度盘水平仪读数与水平尺读数不相等，则需要调整刻度盘水平仪紧固螺丝，直至读数相等。然后将刻度盘转动180度，比较水平尺和刻度盘上刻度盘水平仪水准管内气泡的读数，重复比较和调整工作。直至将刻度盘转动180度前后，水平尺和刻度盘水平仪读数完全相等，即完成校准工作。

(2)把水平尺贴近分光计载物台上的载物台水平仪，与载物台水平仪平行放置在分光计载物台平面上，如果载物台水平仪读数与水平尺读数不相等，则需要调整载物台水平仪紧固螺丝，直至读数相等。然后将分光计载物台转动180度，比较水平尺和分光计载物台上载物台水平仪的读数，重复比较和调整工作。直至将分光计载物台转动度前后，水平尺和载物台水平仪读数完全相等，即完成载物台水平仪校准工作。

(3)利用载物台水平仪，调节底脚微调旋钮和分光计载物台倾斜螺丝直至刻度盘和分光计载物台水平。再调节平行光管倾斜螺丝、望远镜倾斜螺丝直至平行光管水平仪和望远镜水平仪指示水平。保持刻度盘和分光计载物台不动，利用光学法微调望远镜和平行光管到满足微调要求。此时，望远镜和平行光管应该与分光计转轴垂直。检查平行光管水平仪水准管和望远镜水平仪水准管内的气泡读数，如果不指零，则平行光管水平仪可调螺丝和望远镜水平仪可调螺丝，使读数为零，校准完成。

本实用新型的有益效果是：

(1)分光计能进行高精度、快速的粗调，降低分光计调整难度，提高分光计调整速度。分光计底座有底座粗调旋钮和底座微调旋钮，可对分光计底座三个方位的底脚高度进行调节，配合刻度盘v型水平仪，可以使分光计底座快速调整至水平。

(2)本实用新型结构简单，刻度盘水平仪、载物台水平仪、望远镜水平仪和平行光管水平仪可方便的指示各平面水平情况，也可以方便的进行零位校准。

附图说明

图1为本实用新型侧视图。

图2为本实用新型载物台的局部俯视图。

图3为本实用新型读数盘的局部俯视图。

图4为载物台水平仪结构示意图。

图5为刻度盘水平仪结构示意图。

图6为底脚粗调旋钮的局部剖视图。

本附图标记说明：分光计底座1、分光计底脚2、底脚粗调旋钮3、固定杆3-1、固定杆外螺纹3-2、旋钮3-3、旋钮内螺纹3-4、底脚微调旋钮4、分光计转轴5、平行光管支架6、平行光管7、平行光管水平仪8、平行光管水平仪套管8-1、平行光管水平仪水准管8-2、平行光管水平仪可调螺丝8-3、平行光管固定架9、平行光管倾斜螺丝10、平行光管活动轴11、望远镜支架12、望远镜13、望远镜水平仪14、望远镜水平仪套管14-1、望远镜水平仪水准管14-2、望远镜水平仪可调螺丝14-3、望远镜固定架15、望远镜倾斜螺丝16、望远镜活动轴17、刻度盘18、刻度盘水平仪19、刻度盘水平仪套管19-1、刻度盘水平仪水准管19-2、刻度盘水平仪底座19-3、刻度盘水平仪紧固螺丝19-4、载物台底座20、分光计载物台21、分光计载物台倾斜螺丝22、载物台水平仪23、载物台水平仪套管23-1、载物台水平仪水准管23-2、载物台水平仪底座23-3、载物台水平仪紧固螺丝23-4、支撑杆24、刻度盘锁紧螺丝25。

具体实施方式

为使本实用新型的技术方案更加清晰明确，下面结合附图对本实用新型进行进一步描述，任何对本实用新型技术方案的技术特征进行等价替换和常规推理得出的方案均落入本实用新型保护范围。本实施例中所提及的固定连接，固定设置、固定结构均为焊接、螺钉连接、螺栓螺母连接、铆接等本领域技术人员所知晓的公知技术。本实用新型中所提到底脚微调旋钮采用由发明人李树强发明，专利公开号为cn204785354u，专利名称为一种限位调节的云台，其作用原理为该领域人员通识技术，在本实用新型中不赘述。

结合附图可见，底座可调式快速调平型分光计，分光计底座1、分光计底脚2、底脚粗调旋钮3、底脚微调旋钮4、分光计转轴5、平行光管支架6、平行光管7、平行光管水平仪8、平行光管固定架9、平行光管倾斜螺丝10、平行光管活动轴11、望远镜支架12、望远镜13、望远镜水平14、望远镜固定架15、望远镜倾斜螺丝16、望远镜活动轴17、刻度盘18、刻度盘水平仪19、载物台底座210、分光计载物台21、分光计载物台倾斜螺丝22、载物台水平仪23、支撑杆24、刻度盘锁紧螺丝25，所述分光计底座1呈圆形结构，所述分光计底脚2数量为三个，所述底脚粗调旋钮3数量为三个，每个所述底脚粗调旋钮3包括固定杆3-1、固定杆外螺纹3-2、旋钮3-3、旋钮内螺纹3-4、所述固定杆3-1顶端与分光计底1座下表面垂直固定连接，所述固定杆外螺纹3-2周向设置于固定杆3-1底端外壁，所述旋钮3-3底端嵌入设置于所述分光计底脚2顶端，所述旋钮3-3与分光计底脚2可转动连接，所述旋钮内螺纹3-4设置于旋钮3-3顶端内壁，所述分光计底脚2与分光计底座1通过旋钮内螺纹3-4配合固定杆外螺纹3-2实现固定连接，所述底脚微调旋钮4数量为三个，每个所述底脚微调旋钮4周向设置于分光计底座1侧面，所述平行光管支架6呈倒“l”形结构，所述平行光管支架6一端与分光计底座1一侧垂直固定连接，所述平行光管固定架9数量为两个，每个所述平行光管固定架9分别固定于平行光管7前后端，所述平行光管固定架9内径与平行光管7外径相适应，所述前端的平行光管固定架9与平行光管支架6通过平行光管倾斜螺丝10固定连接，所述后端的平行光管固定架9与平行光管支架6通过平行光管活动轴11固定连接，所述平行光管水平仪8设置于平行光管7顶端，所述平行光管水平仪8包括平行光管水平仪套管8-1，平行光管水平仪水准管8-2和平行光管水平仪可调螺丝8-3，所述平行光管水平仪套管8-1套于平行光管水平仪水准管8-2外侧固定连接，所述平行光管水平仪可调螺丝8-3数量为两个，每个所述平行光管水平仪可调螺丝8-3分别设置于平行光管水平仪套管8-1两侧，所述平行光管水平仪套管8-1与平行光管7通过平行光管水平仪可调螺丝8-3固定连接；

所述分光计转轴5设置于分光计底座1上表面中心，所述分光计转轴5与分光计底座1垂直固定连接，所述望远镜支架12底端与分光计转轴5底段转动连接，所述望远镜固定架15数量为两个，每个所述望远镜固定架15分别固定于望远镜13前后端，所述望远镜固定架15内径与望远镜13外径相适应，所述前端的望远镜固定架15与望远镜支架12通过望远镜倾斜螺丝16固定连接，所述后端的望远镜固定架15与望远镜支架12通过望远镜活动轴17固定连接，所述望远镜水平仪14设置于望远镜13顶端，所述望远镜水平仪14包括望远镜水平仪套管14-1、望远镜水平仪水准管14-2和望远镜水平仪可调螺丝14-3，所述望远镜水平仪套管14-1套于望远镜水平仪水准管14-2外侧固定连接，所述望远镜水平仪可调螺丝14-3数量为两个，每个所述望远镜水平仪可调螺丝14-3分别设置于望远镜水平仪套管14-1两侧，所述望远镜水平仪套管14-1与望远镜13通过望远镜水平仪可调螺丝14-3固定连接；

所述刻度盘18呈圆形结构，所述刻度盘18周向设置于分光计转轴5中段外侧，所述刻度盘18通过支撑杆24一端配合刻度盘锁紧螺丝25与平行光管支架6固定连接，所述刻度盘水平仪19数量为两个，每个所述刻度盘水平仪19包括刻度盘水平仪套管19-1、刻度盘水平仪水准管19-2、刻度盘水平仪底座19-3和刻度盘水平仪紧固螺丝19-4，所述刻度盘水平仪套管19-1套于刻度盘水平仪水准管19-2外侧固定连接，所述刻度盘水平仪底座19-3设置于刻度盘水平仪套管19-1底面一侧，所述刻度盘水平仪紧固螺丝19-4设置于刻度盘水平仪套管19-1另一侧，每个所述刻度盘水平仪19内嵌设置于刻度盘18上表面内，所述刻度盘水平仪19与刻度盘18通过刻度盘水平仪紧固螺丝19-4固定连接；

所述载物台底座20设置于分光计转轴5顶端，所述载物台底座20下底面与分光计转轴5上顶面垂直固定设置，所述分光计载物台21设置于载物台底座20上表面，所述分光计载物台20直径与载物台底座19直径相适应，所述分光计载物台倾斜螺丝22数量为三个，每个所述分光计载物台倾斜螺丝22周向设置于分光计载物台21外侧，所述分光计载物台21下表面与载物台底座20上表面贴合，且通过分光计载物台倾斜螺丝22固定连接，所述载物台水平仪23数量为两个，每个所述载物台水平仪23包括载物台水平仪套管23-1、载物台水平仪水准管23-2、载物台水平仪底座23-3和载物台水平仪紧固螺丝23-4，所述载物台水平仪套管23-1套于载物台水平仪水准管23-2外侧固定连接，所述载物台水平仪底座23-3设置于载物台水平仪套管23-1底面一侧，所述载物台水平仪紧固螺丝23-4设置于载物台水平仪套管23-1另一侧，每个所述载物台水平仪23内嵌设置于分光计载物台21上表面内，所述载物台水平仪23与分光计载物台21通过载物台水平仪紧固螺丝23-4固定连接。

进一步的，两个所述刻度盘水平仪19呈“v”字形结构，每两个所述分光计底脚2与一个所述刻度盘水平仪19在同一竖直面，每个所述分光计底脚2之间安装角度α与刻度盘水平仪19之间安装角度β相同，且α＝β＝60°。

进一步的，两个所述载物台水平仪23呈“v”字形结构，每两个所述载物台水平仪紧固螺丝22与一个所述载物台水平仪23在同一竖直面，每个所述载物台水平仪紧固螺丝22之间设置角度γ与载物台水平仪23之间安装角度δ相同，且γ＝δ＝60°。

本实用新型的工作原理是：

(一)本实用新型调节方法：

(1)取出本实用新型仪器，先调节分光计底座1下端三个底脚粗调旋钮3，再调教分光计底座1侧面三个底脚微调旋钮4，观察刻度盘18内两个刻度盘水平仪19，使得每个刻度盘水平仪水准管19-2内气泡处于水平位置。

(2)分别调节三个分光计载物台倾斜螺丝22，观察分光计载物台21内两个载物台水平仪23，使得每个载物台水平仪水准管23-2内气泡处于水平位置。

(3)调节望远镜倾斜螺丝16，观察望远镜水平仪14，使得望远镜水平仪水准管14-2内气泡处于水平位置。

(4)调节平行光管倾斜螺丝10，观察平行光管水平仪8，使得平行光管水平仪水准管8-2内气泡处于水平位置。

(5)用光学法进行微调，使分光计达到调整标准。

(二)本实用新型水平仪校准方法：

(1)固定分光计的刻度盘18，记录刻度盘18上两个刻度盘水平仪水准管19-2内气泡读数。然后将刻度盘18转动180度，若读数相同，则零位校准完成，否则需要调节刻度盘水平仪紧固螺丝19-4，直至转动180度前后，刻度盘水平仪水准管19-2内气泡读数相等。

(2)刻度盘水平仪19校准完成后，调节分光计底座1，根据刻度盘内嵌的v型水平仪19调至刻度盘18水平。利用光学调整法，完成望远镜13、平行光管7、分光计载物台21的调整工作。完成调整后，望远镜13、平行光管7和分光计载物台21分别与刻度盘18平行。因此，望远镜13、平行光管7和分光计载物台21应处于水平方位。检查望远镜13、平行光管7和分光计载物台21上的望远镜水平仪14、平行光管水平仪8、载物台水平仪23，调节对应的望远镜水平仪可调螺丝14-3、平行光管水平仪可调螺丝8-3、载物台水平仪紧固螺丝23-4，使这些各水平仪内气泡指零。此时校准完成。

另有一种可选方案。如果有已经校准好的水平尺，可以借助水平尺来对水平仪进行校准。方法如下：

(1)把水平尺贴近刻度盘18上的刻度盘水平仪19，与刻度盘水平仪19平行放置在刻度盘18平面上，如果刻度盘水平仪19读数与水平尺读数不相等，则需要调整刻度盘水平仪紧固螺丝19-4，直至读数相等。然后将刻度盘18转动180度，比较水平尺和刻度盘18上刻度盘水平仪水准管19-2内气泡的读数，重复比较和调整工作。直至将刻度盘18转动180度前后，水平尺和刻度盘水平仪19读数完全相等，即完成校准工作。

(2)把水平尺贴近分光计载物台21上的载物台水平仪23，与载物台水平仪23平行放置在分光计载物台21平面上，如果载物台水平仪23读数与水平尺读数不相等，则需要调整载物台水平仪紧固螺丝23-4，直至读数相等。然后将分光计载物台21转动180度，比较水平尺和分光计载物台21上载物台水平仪23的读数，重复比较和调整工作。直至将分光计载物台21转动180度前后，水平尺和载物台水平仪23读数完全相等，即完成载物台水平仪23校准工作。

(3)利用载物台水平仪23，调节底脚微调旋钮4和分光计载物台倾斜螺丝22直至刻度盘18和分光计载物台21水平。再调节平行光管倾斜螺丝10、望远镜倾斜螺丝16直至平行光管水平仪8和望远镜水平仪14指示水平。保持刻度盘18和分光计载物台21不动，利用光学法微调望远镜13和平行光管7到满足微调要求。此时，望远镜13和平行光管7应该与分光计转轴5垂直。检查平行光管水平仪水准管8-2和望远镜水平仪水准管14-2内的气泡读数，如果不指零，则平行光管水平仪可调螺丝8-3和望远镜水平仪可调螺丝14-3，使读数为零，校准完成。

本实用新型的有益效果是：

(1)分光计能进行高精度、快速的粗调，降低分光计调整难度，提高分光计调整速度。分光计底座有底座粗调旋钮和底座微调旋钮，可对分光计底座三个方位的底脚高度进行调节，配合刻度盘v型水平仪，可以使分光计底座快速调整至水平。

(2)本实用新型结构简单，刻度盘水平仪、载物台水平仪、望远镜水平仪和平行光管水平仪可方便的指示各平面水平情况，也可以方便的进行零位校准。