一种用于实验室光电检测的三自由度精密转台的制作方法

1.本发明涉及一种用于实验室光电检测的三自由度精密转台。


背景技术：

2.近年来，随着国际形式不断变化、国家与国家之间的竞争越发激烈，光学系统武器已成为各军事强国争夺的关键领域，我国各大军工科研单位已经展开了研制，并且各国也在提升本国的光学基础学科建设；玻片堆在研究光学非常重要，玻片堆是由许多表面互相平行的玻璃片组成，自然光以布鲁斯特角入射时，垂直于入射面的振动分量在每个界面上均要发生反射，而平行于入射面的振动分量则完全不能反射，故从玻片堆透出的光基本上只包含平行分量，玻片堆可用作起偏器。玻片堆实际上就是一个三自由度精密转台。
3.传统玻片堆精度不高，两个平行的玻璃片平行度满足不了要求，并且传统的玻片堆为手动转动，存在效率低下等不足。


技术实现要素：

4.本发明其目的就在于提供一种用于实验室光电检测的三自由度精密转台，以解决上述背景技术中的问题。
5.为实现上述目的而采取的技术方案是，一种用于实验室光电检测的三自由度精密转台，包括盒体转动驱动机构，所述盒体转动驱动机构上安装有盒体，盒体上设有玻片堆转动驱动机构；所述盒体转动驱动机构包括u形底座，u形底座的顶部分别设有左框架和右框架，所述左框架上通过盒体左轴承组件安装有盒体左轴，盒体左轴的一端与盒体固定连接，盒体左轴的另一端设有盒体角度传感器，所述右框架上通过盒体右轴承组件安装有盒体右轴，盒体右轴的一端与盒体固定连接，盒体右轴的另一端连接有1号力矩电机；所述玻片堆转动驱动机构包括对称安装在盒体上的玻片堆左轴承组件和玻片堆右轴承组件，所述玻片堆左轴承组件上安装有玻片堆左轴，玻片堆左轴上安装有玻片堆角度传感器，所述玻片堆右轴承组件上安装有玻片堆右轴，玻片堆右轴上安装有2号力矩电机，所述玻片堆左轴和玻片堆右轴均通过连接支架分别与o形框的两端连接，o形框上安装有玻片堆。
6.进一步，所述盒体左轴和盒体右轴的内部均为轴向通孔结构。
7.进一步，所述玻片堆转动驱动机构有2套，2套玻片堆转动驱动机构平行安装在盒体上。
8.进一步，所述1号力矩电机和2号力矩电机均为稀土永磁直流力矩电机。
9.进一步，所述盒体的内壁上设有黑色氧化的铝合金的镶条，用于解决盒体的光反射。
10.进一步，所述u形底座底部设有调平垫铁。
11.有益效果与现有技术相比本发明具有以下优点。
12.1.本发明合理有效地解决了现有技术精度不高、组织生产效率低的缺点；并且解
决了现有技术中的玻片堆转台采用传统手动驱动轴系，适应不了现在的高精度要求和高效率的组织生产的问题；2.本发明采用电动驱动的方式、由三个轴系组成，每个轴系均采用高精度角度编码器作为测角反馈元件，能够实现每个轴系的高精度定位，突破了现有技术的瓶颈；3.本发明具有操作简单、方便、灵活、快捷的特点，能够有效的实现实验室光电进行高精度测试等功能，并且还有具有较大的经济效益。
附图说明
13.以下结合附图对本发明作进一步详述。
14.图1为本发明的整体结构示意图；图2为本发明中玻片堆转动驱动机构的结构示意图；图3为本发明中盒体转动驱动机构的结构示意图。
具体实施方式
15.下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述。
16.如图1-图3所示，一种用于实验室光电检测的三自由度精密转台，包括盒体转动驱动机构3，所述盒体转动驱动机构3上安装有盒体2，盒体2上设有玻片堆转动驱动机构1；所述盒体转动驱动机构3包括u形底座22，u形底座22的顶部分别设有左框架16和右框架21，所述左框架16上通过盒体左轴承组件17安装有盒体左轴15，盒体左轴15的一端与盒体2固定连接，盒体左轴15的另一端设有盒体角度传感器6，所述右框架21上通过盒体右轴承组件19安装有盒体右轴18，盒体右轴18的一端与盒体2固定连接，盒体右轴18的另一端连接有1号力矩电机20；所述玻片堆转动驱动机构1包括对称安装在盒体2上的玻片堆左轴承组件5和玻片堆右轴承组件8，所述玻片堆左轴承组件5上安装有玻片堆左轴4，玻片堆左轴4上安装有玻片堆角度传感器14，所述玻片堆右轴承组件8上安装有玻片堆右轴7，玻片堆右轴7上安装有2号力矩电机13，所述玻片堆左轴4和玻片堆右轴7均通过连接支架11分别与o形框10的两端连接，o形框10上安装有玻片堆12。
17.所述盒体左轴15和盒体右轴18的内部均为轴向通孔结构。
18.所述玻片堆转动驱动机构1有2套，2套玻片堆转动驱动机构1平行安装在盒体2上。
19.所述1号力矩电机20和2号力矩电机13均为稀土永磁直流力矩电机。
20.所述盒体2的内壁上设有黑色氧化的铝合金的镶条，用于解决盒体的光反射。
21.所述u形底座22底部设有调平垫铁9。
22.本发明中，所述盒体左轴15和盒体右轴18对称且同轴固定连接在盒体2的左右两端，所述玻片堆左轴4和玻片堆右轴7对称且同轴固定连接在盒体2的前后两端。所述盒体转动驱动机构3中的盒体左轴15和盒体右轴18的轴向通孔均可中空通光，从盒体左轴15中通过的自然光将通过两个玻片堆12形成偏振光，并从盒体右轴18中输出。
23.本发的明工作原理是，采用精密机械轴承支承，由永磁直流力矩电机直接驱动，高精度进口角度编码器作为角度测量和反馈元件，功率部件采用国内成熟的大功率pwm方式驱动器；控制系统选用稳定可靠的嵌入式实时控制系统；由两个平行的玻片堆转动驱动机构和一个盒体转动驱动机构组成，为一个电动的三轴转台；玻片堆转动驱动机构为两套平
行安装在盒体上，玻片堆安装在o形框上，并在盒体的内壁安装有黑色氧化的铝合金的镶条，用于解决盒体的光反射；盒体用螺钉与盒体左轴和盒体右轴的轴端固定连接。盒体左轴和盒体右轴通过盒体左轴承组件和盒体右轴承组件支撑在u形底座上端的框架上。通过直联在盒体右轴上的1号力矩电机驱动盒体转动，通过固定在盒体左轴轴端的盒体角度传感器检测和反馈盒体转动驱动机构的角位置。
24.本发明中，两套所述玻片堆转动驱动机构1分别由不同的驱动系统控制，它们是独立的，通过控制两个轴系的角位置，可以实现两个玻片堆的任意夹角；所述用于实验室光电检测的三自由度精密转台，每个轴系均有高精度的角度传感器，每个轴系独立闭环控制，轴系的定位精度能够实现
±2″
的精度；所述u形底座下面放置有3个调整垫铁，通过调整垫铁调整三自由度精密转台的水平。
25.本发明具体实施时，所述玻片堆转动驱动机构1是将2片玻片安装在2个o形框10上，2个o形框分别与2个连接支架11相连，2个连接支架11分别与玻片堆左轴4和玻片堆右轴7连接；玻片堆左轴4上依次通过螺钉安装有玻片堆左轴承组件5、玻片堆角度传感器14；玻片堆右轴7依次通过螺钉安装有玻片堆右轴承组件8和2号力矩电机13；按照上述顺序，再完成另外一套玻片堆转动机构1的组装；如图1所示，完成2套玻片堆转动驱动机构1的组装，2套玻片堆转动驱动机构的安装载体为盒体2。
26.所述盒体转动驱动机构3的组装是将左框架16和右框架21分别安装在u形底座22上，将盒体左轴15、盒体左轴承组件17、盒体角度传感器6安装在左框架16上，将盒体右轴18、盒体右轴承组件19、1号力矩电机20分别安装在右框架21上，调平垫铁9安装在u形底座22底部。
27.所述玻片堆转动驱动机构1运动时，2号力矩电机13工作，玻片堆转动驱动机构1绕玻片堆左轴4及玻片堆右轴7回转，调整2套玻片堆转动驱动机构1平行，同时驱动2套玻片堆转动驱动机构运动，完成玻片堆转动驱动机构1的角度调整。
28.所述盒体转动驱动机构3运动时，盒体转动驱动机构3中的1号力矩电机20驱动盒体左轴15和盒体右轴18回转，盒体2随着盒体左轴15和盒体右轴18一起回转，从而带动玻片堆转台机构1随着盒体转动驱动机构3一起回转。
29.本发明在形成偏振光时，如图1所示，从三自由度精密转台的盒体转台驱动机构3中盒体左轴15的轴向通孔左侧入射一束光，重复玻片堆转动驱动机构1及盒体转动驱动机构3运动，形成不同性质的偏振光，在盒体转动驱动机构3中盒体右轴18的轴向通孔右侧接收生产的偏振光，完成偏振光的生成。