一种用于光学设备的螺旋式精密调平机构的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于光机电工程技术领域，具体涉及一种用于光学设备的螺旋式精密调平机构。
【背景技术】
[0002]在光学系统中，光轴上物点在近轴区以细光束成像是完善的，而光学系统的光轴是由各个镜组的光轴共同决定的，因此，光电设备的安装调试阶段，常常需要对光学镜头中的次镜或校正镜组进行调整，使它们的光轴能与主镜的光轴同轴，以实现系统光学完善成像功能。其次，光学系统安装调试完毕后，由于压力、温度、重力等因素的影响，次镜或校正镜组的光轴相对于主镜光轴也将产生不同程度的偏心和倾斜，此时，也需要对次镜或校正镜组的光轴加以调整，使之与主镜光轴同轴。再次，在实验室内进行相关光学实验时，也经常需要将光学镜头的光轴调至水平状态，方便后续光路的对接，在调整过程中，通过成像CCD可实时地观测到调整量对光学系统的成像影响，调整机构需要具备较高的稳定性和分辨率。次镜或校正镜组光轴的调整一般分为偏心调整及倾斜调整，其对应的装置分别为偏心调整装置及调平装置(倾斜调整装置)，针对传统调平装置效率较低、成本较高、误差较大等问题。
[0003]根据三点确定一个平面的原理，调平机构一般采用三点支撑调平，三点调平不但可以确定一个平面，而且可以保证大型光电设备工作时有较高的光路对准重复性，三点支撑调平是最简单也是效率最高的支撑调平方式。按支撑方式划分，调平机构可分为液压式和机械式，液压式调平虽然单位体积内输出的力较大，但是它存在着一些缺点，比如:液压油具有可压缩性、液压油的黏度系数随温度变化、密封元器件存在泄漏问题、液压油具有可燃性、自身不能实现机械锁紧等，而机械式调平环境适应性较强、能够实现自锁，故本发明调平方式采用三点机械式调平。目前工程中常用的三点机械式调平机构有三种:螺旋千斤顶式，瓦块变形式，楔铁式。
【发明内容】
[0004]为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种用于光学设备的螺旋式精密调平机构，该结构简单可靠、成本低、精度及分辨率高、效率高、误差小的技术方案，解决光电设备调平机构的精度、效率、成本等问题。
[0005]本发明解决技术问题所采用的技术方案如下:
[0006]一种用于光学设备的螺旋式精密调平机构，该机构圆周均布在调整板上，该调平机构包括:支座、连接螺母、调整螺母、第一球面垫圈对、第二球面垫圈对、锁紧螺母和连接螺栓；连接螺栓依次穿过支座、连接螺母、调整螺母、第一球面垫圈对、调整板、第二球面垫圈对和锁紧螺母；支座和连接螺母螺纹链接；连接螺母和调整螺母螺纹连接；连接螺栓与连接螺母螺纹连接；通过调整调整螺母的位置来调整调整板当前的位置，调整完毕后，通过锁紧螺母固定锁紧。
[0007]本发明的有益效果是:本发明根据三点调平原理，利用细牙螺纹微调和自锁的特点，左右旋螺纹配合使用的防转、防松效应，并把微小角度或微小位移的测量转化为对大位移的测量，且调平方案符合阿贝原则，保证了调平机构的精度。本发明调平机构结构简单、效率高、成本低、误差小、更加稳定可靠。
【附图说明】
[0008]图1本发明一种用于光学设备的螺旋式精密调平机构调平原理图
[0009]图2本发明一种用于光学设备的螺旋式精密调平机构的剖视图
[0010]图中:1、支座，2、连接螺母，3、调整螺母，4、第一球面垫圈对，5、第二球面垫圈对，6、调整板，7、锁紧螺母和8、连接螺栓。
【具体实施方式】
[0011]下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明。
[0012]如图1所示，将三组结构完全相同的用于光学设备的螺旋式调平机构布置在调整板6边缘上的不同三点①、②、③(圆周120度均布)，次镜或校正镜组安装在调整板6的中央，且与调整板6共面，通过调整这三组调平机构中调整螺母3位置的高低，可高效、精准地对次镜或校正镜组进行调平，而且该调平方案符合阿贝原则，保证了调平机构的精度。
[0013]如图1所示，该用于光学设备的螺旋式精密调平机构圆周均布在调整板6上，该调平机构包括:支座1、连接螺母2、调整螺母3、第一球面垫圈对4、第二球面垫圈对5、锁紧螺母7和连接螺栓8 ;连接螺栓8依次穿过支座1、连接螺母2、调整螺母3、第一球面垫圈对4、调整板6、第二球面垫圈对5和锁紧螺母7 ;支座I和连接螺母2螺纹链接；连接螺母2和调整螺母3螺纹连接；连接螺栓8与连接螺母2螺纹连接；通过调整调整螺母3的位置来调整调整板6的位置。支座I与连接螺母2、连接螺母2与调整螺母3的螺纹牙型均为牙型角较大的细牙三角螺纹，其具有微调功能且自锁性能较好，提高了调平机构的精度及可靠性。另夕卜，可以通过改变连接螺母2与调整螺母3的螺距来改变调平机构的精度。
[0014]通过成像CCD观测光学系统的成像，计算出调平机构①(②、③)中调整螺母3需要向上或向下调整的位移，松开三组调平机构中的锁紧螺母7，然后逆时针或者顺时针拧动调整螺母3，此时，调整板6上的对应点将随着调整螺母3移动一段距离，当调整螺母3达到目标位置后，观测光学系统的成像是否达到调平要求，是，则拧紧锁紧螺母7，调整完成；否，就再进行计算、调整和观测，直到达到调平要求。调整过程中，由于支座1、连接螺母2的螺纹连接的旋向与连接螺母2、调整螺母3的螺纹连接的旋向相反，例如支座I和连接螺母2为左旋螺纹连接；连接螺母2和调整螺母3为右旋螺纹连接；连接螺栓8和连接螺母2为右旋螺纹连接。当逆时针或顺时针拧动调整螺母3时，根据螺纹传动原理，能有效防止连接螺母2及连接螺栓8发生转动，而第一球面垫圈对4和第二球面垫圈对5会自动调整位置，使与之相接触的零部件能更好地适应调整及受力均匀，提高了调平机构的使用寿命及调平机构的稳定可靠。
【主权项】
1.一种用于光学设备的螺旋式精密调平机构，其特征在于，该机构圆周均布在调整板(6)上，该调平机构包括:支座(I)、连接螺母(2)、调整螺母(3)、第一球面垫圈对(4)、第二球面垫圈对(5)、锁紧螺母(7)和连接螺栓(8);所述连接螺栓(8)依次穿过支座(1)、连接螺母(2)、调整螺母(3)、第一球面垫圈对(4)、调整板(6)、第二球面垫圈对(5)和锁紧螺母(7);支座(I)和连接螺母(2)螺纹链接；连接螺母(2)和调整螺母(3)螺纹连接；连接螺栓(8)与连接螺母(2)螺纹连接；通过调整调整螺母(3)的位置来调整调整板￠)当前的位置，调整完毕后，通过锁紧螺母(7)固定锁紧。
2.根据权利要求1所述的一种用于光学设备的螺旋式精密调平机构，其特征在于，所述第一球面垫圈对(4)和第二球面垫圈对(5)为球面配合，来调整调整板(6)的俯仰倾斜，使调整板(6)受力均匀。
3.根据权利要求1所述的一种用于光学设备的螺旋式精密调平机构，其特征在于，所述支座(I)和连接螺母(2)螺纹连接与连接螺母(2)和调整螺母(3)螺纹连接方向相反；连接螺母(2)和调整螺母(3)螺纹连接与连接螺栓(8)和连接螺母(2)的螺纹连接方向相同。
4.根据权利要求1所述的一种用于光学设备的螺旋式精密调平机构，其特征在于，所述支座(I)与连接螺母(2)的螺纹、连接螺母(2)与调整螺母(3)的螺纹均为细牙三角螺纹。
5.根据权利要求1所述的一种用于光学设备的螺旋式精密调平机构，其特征在于，所述调平机构分布在调整板(6)上的数量为三个。
6.根据权利要求1所述的一种用于光学设备的螺旋式精密调平机构，其特征在于，所述需要调平的镜组安装在调整板(6)的中央，且与调整板(6)共面，调整板(6)的直径大于或远大于镜组的直径。
【专利摘要】一种用于光学设备的螺旋式精密调平机构属于光机电工程技术领域，该机构圆周均布在调整板上，该调平机构包括：支座、连接螺母、调整螺母、第一球面垫圈对、第二球面垫圈对、锁紧螺母和连接螺栓；连接螺栓依次穿过支座、连接螺母、调整螺母、第一球面垫圈对、调整板、第二球面垫圈对和锁紧螺母；支座和连接螺母螺纹链接；连接螺母和调整螺母螺纹连接；连接螺栓与连接螺母螺纹连接；通过调整螺母来调整板当前的位置，调整完毕后，通过锁紧螺母固定锁紧。本发明根据三点调平原理，利用细牙螺纹微调和自锁的特点，左右旋螺纹配合使用的防转、防松效应，保证了调平机构的精度。本发明调平机构结构简单、效率高、成本低、误差小、更加稳定可靠。
【IPC分类】G02B7-00
【公开号】CN104656221
【申请号】CN201510075390
【发明人】杨飞, 安其昌, 张景旭, 张丽敏, 彭尧
【申请人】中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2015年2月12日