CN102081216A - 三轴可快速调节的六方棱镜装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高精度的、并能够快速安装的、用于卫星精度测量的六方棱镜装置。该装置主要由上调支架组件、下调节支架组件、Z向转动调节螺钉、六角头紧固螺钉、X和Y向转动调节螺钉、紧固螺钉、棱镜支架和六方棱镜本体等构成。本发明可以快速的实现六方棱镜的安装和调试，从而大大提高了棱镜安装的效率。

Description

三轴可快速调节的六方棱镜装置

技术领域

本发明涉及一种高精度、并能够快速安装、调节的用于卫星精度测量的六方棱镜装置；更具体地说，本发明涉及一种三轴可快速调节的六方棱镜装置。

背景技术

在卫星壳体和整星装配过程中，需要使用基准棱镜等辅助装置进行卫星装配过程中的精度测量。从而保证壳体结构精度和有精度要求的仪器设备的安装精度。六方棱镜的安装精度直接决定着卫星和单机的精度，因此，六方棱镜在卫星的制造和装配过程中起着关键的作用。

卫星精测时通常是将六方棱镜安装在卫星的承力筒或精测环上，安装表面多为圆柱面和圆锥面，棱镜和承力筒或精测环的安装面有棱镜支架转接，通常棱镜支架装配好后用胶水固定，防止棱镜安装支架移位。现有的六方棱镜结构形式多由棱镜本体和固定支架组成，即六方镜镜面经过加工后直接与固定支座紧固，或者六方棱镜与固定支座做成一体，这些结构形式最大的缺点是棱镜自身的姿态位置无法调节。而六方棱镜与棱镜安装过程中，由于承力筒和精测环的安装表面的制造误差及棱镜支架的安装误、制造误差，导致六方棱镜安装时需要大量的修配，调整和棱镜安装支架的铲刮等工作，棱镜体积小，调节工作不易操作，安装精度难以保证，并且浪费了大量的人力、物力，造成了不必要的损失。

目前没有发现同本发明类似技术的说明或报道，也尚未收集到国内外类似的资料。

发明内容

本发明要解决的关键技术问题是：为了保证六方棱镜的安装精度，提高棱镜安装效率，提出了一种具有棱镜保护功能的、能够三轴可调的、高精度的三轴可快速调节的六方棱镜装置。该三轴可快速调节的六方棱镜装置的特点是：调节精度高，结构简单、易星，能够满足精测棱镜在卫星上快速安装的要求。

本发明采用的技术方案：一种三轴可快速调节的六方棱镜装置，由上调节支架组件，下调节支架组件，绕Z向转动调节螺钉，六角头紧固螺钉，绕X、Y向转动调节螺钉，棱镜支架、六方棱镜本体、棱镜保护罩、棱镜保护罩盖板和棱镜保护罩螺钉组成，其中：上调节支架组件由上调节板和挡块组成，下调节支架组件由下调节板和支座组成；下调节板与棱镜支架相联，由四个螺钉紧固，下调节板的底面和棱镜支架的安装面不需要进行铲刮、修配等调整；上调节支架组件与下调节支架组件由四个M2×8mm六角头螺钉联接，上调节支架组件的螺钉安装处为通孔，通孔孔径为Φ4mm，即螺钉与通孔具有一定的可调间隙；下调节支架组件螺钉安装处为螺纹孔；上调节支架组件和下调节支架组件中心通过球铰链联接，实现两个支架间的相对转动，并达到支撑作用；在上调节支架的X、Y方向分别装有一个调节螺钉，通过四个M2×8mm六角头紧固螺钉的配合，借助球铰的支撑、转动作用，从而实现上调节支架组件相对下调节支架组件绕Y、X方向转动的调节；上调节板与挡块，下调节板与支座都采用焊接的方法联接固定，下调节板的两个支座中都安装有M2×12mm十字槽盘头螺钉，结合上调节支架下表面的挡块，通过螺钉的配合来实现沿Z方向转动的调节。

本发明中，六方棱镜本体固定在上调节板的上安装面，并配有六方棱镜保护罩，可以防止外界环境对六方棱镜本体外表面的损害。棱镜保护罩具有棱镜保护罩盖板，并由棱镜保护罩螺钉紧固。

本发明具有的有益效果：一种三轴可快速调节的六方棱镜可以实现棱镜绕X，Y，Z三个方向转动的调节，其中X，Y方向的调节通过两个调节螺钉实现。利用球铰的支撑和六角头紧固螺钉与上调节板之间的摩擦力，使两方向的转动具有了一定的阻尼力，提高了棱镜的调节精度，Z方向的调节由两个螺钉配合完成，由于两个螺钉的相互作用，可以实现绕Z轴顺、逆时针转动的调节，并且提供了一定的阻尼力，从而提高了该方向的调节精度。本发明通过简单的结构实现了六方棱镜高精度的调节，提高了六方棱镜安装的可操作性，大大减少了棱镜安装时间，该调节装置已经应用于卫星的装配过程，对卫星的生产和装配起到了有益的效果。

附图说明

下面结合附图说明和具体实施方式对一种三轴可快速调节的六方棱镜装置作进一步说明，其中：

图1-1是本发明三轴可快速调节的六方棱镜装配图。

图1-2是图1-1的俯视图。

图1-3是图1-2的A-A剖视图。

图2是本发明三轴可快速调节的六方棱镜爆炸图。

图3是本发明上调节板的俯视图。

其中：1为上调节支架组件；2为下调节支架组件；3为绕Z向转动调节螺钉；4为六角头紧固螺钉；5为绕X、Y向转动调节螺钉；6为紧固螺钉；7为六方棱镜本体；8为棱镜保护罩；9为棱镜保护罩盖板；10为保护罩螺钉；11为上调节板；12为挡块；13为下调节板；14为支座。

具体实施方式

如图1-1、1-2和1-3所示，本发明优选实施例提供的三轴可快速调节的六方棱镜由上调节支架组件1，下调节支架组件2，绕Z向转动调节螺钉3，六角头紧固螺钉4，绕X、Y向转动调节螺钉5，紧固螺钉6，六方棱镜本体7，棱镜保护罩8，棱镜保护罩盖9和保护罩螺钉10组成。

如图2所示，所述的上调节支架组件1由上调节板11和挡块12组成。两零件均选用抗腐蚀性高的牌号为1Cr18Ni9Ti含钛不锈钢进行加工制作。为了六方棱镜本体6的安装，上调节板11上设计了便于棱镜保护罩定位的方形凹槽，凹槽的尺寸与棱镜保护罩8的外型成配合尺寸，为了保证凹槽表面的加工精度，在凹槽的四个拐角处设计了工艺孔(如图3所示)。该工艺孔的设计提高了上调节板11的可加工性，同时满足了凹槽表面高精度的要求。上调节板与棱镜保护罩配合安装后，用胶水胶接固定。上调节板11底面的球面与下调节板13的球面相互配合，构成用于支撑和转动的球形铰链。为了实现高精度的调节功能，球铰链必须具有很高的加工精度。因此，采用了表面氧化和抛光处理，使球形体的表面粗糙度达到了Ra0.4，提高上调节板11球面的加工精度。挡块12安装在上调节板11的底面，用于棱镜绕Z方向转动的调节，挡块12主要起止动作用，因此可以适当降低挡块12的制造精度。挡块12采用亚弧焊焊接方式与上调节板11进行焊接固定，焊接前将零件的缺陷彻底清除，破口面应修的平整圆滑，不得有尖角存在。上调节板11绕X，Y方向转动调节螺钉5的安装孔应严格位于上调节板11的中心线上，X、Y方向各一个调节螺钉安装孔，且距离中心的位置也应该严格相等。通过螺钉孔位的严格控制，可以提高六方棱镜的调节精度。

所述的棱镜保护罩8用于六方棱镜的固定和保护，棱镜保护罩8四面挖空，漏出棱镜侧面刻线，外表面与上调节板11凹槽安装配合好后用胶水固定。棱镜保护罩8内表面与棱镜外表面配做，使棱镜在保护罩内不能晃动，装入棱镜后，再装配保护罩盖9，靠四个螺钉10压紧棱镜本体7，保护罩盖9同样需要挖空，漏出棱镜上表面刻线。

所述的下调节支架组件2由下调节板13和支座14组成。两零件也选用抗腐蚀性高的牌号为1Cr18Ni9Ti含钛不锈钢进行加工制作。下调节板13的球面采用了表面氧化，抛光打磨处理，提高了安装表面的表面粗糙度，同时增强了球铰的灵活性。支座14上安装绕Z向转动调节螺钉3，用于调节六方棱镜绕Z轴的转动。调节时，两个转动调节螺钉3配合使用，一个螺钉起推动作用，另一个螺钉起阻碍作用，这样，在调节过程中总是使上调节支架组件1处于受力状态，使得球铰链的转动具有一定的阻尼力，这样可以提高六方棱镜的调节精度。

下面结合附图具体说明本发明六方棱镜的调节原理：

如图1-1、1-2和2所示，将三轴可快速安装的六方棱镜固定在棱镜支架上后，靠棱镜支架上的四个紧固螺钉6紧固。将上调节支架组件1上四个六角头紧固螺钉4拧紧后，依靠上调节支架组件1上的X，Y向转动调节螺钉5进行调节，因为四个六角头紧固螺钉4的安装孔与螺钉均有0.5m的间隙，所以拧紧四个六角头紧固螺钉4是为了实现球铰链的配合，同时螺钉头与上调节板11的摩擦力为转动调节提供了一定的阻尼，可以提高转动调节精度。位于X方向的调节螺钉5用于调节六方棱镜沿Y轴的转动，位于Y方向的调节螺钉5用于调节六方棱镜沿X方向的转动。棱镜Z方向的转动依靠两个Z向转动调节螺钉3进行调节，调节时两个螺钉配合使用。

本发明所述的三轴可快速调节六方棱镜用于卫星壳体，单机的装配，同时也用于卫星的精度测量。与以往六方棱镜的装配过程相对比，本发明可以快速的实现六方棱镜的安装和调试，而不需要大量修配安装，并进行大量的垫高，铲刮等工作。本发明所述三轴可快速调节六方棱镜具有对棱镜起保护作用保护罩，可以防止棱镜镜面被外界环境损坏，同时每个方向的调节均有细牙螺钉实现，可以达到较高的调节精度，调节过程中的阻尼力也提高了棱镜的调节精度。通过在卫星装配过程中实际应用，本发明实现了高精度的安装，并大大提高了棱镜的安装的效率。

Claims (4)

1.一种三轴可快速调节的六方棱镜装置，其特征在于，该装置包括上调支架组件(1)、下调节支架组件(2)、Z向转动调节螺钉(3)、六角头紧固螺钉(4)、X和Y向转动调节螺钉(5)、紧固螺钉(6)、棱镜支架和六方棱镜本体(7)，其中：

上调节支架组件(1)由上调节板(11)和挡块(12)组成，上调节板(11)和挡块(12)通过焊接方式固定联接；六方棱镜本体7固定在上调节板(11)的上安装面；

下调节支架组件(2)由下调节板(13)和支座(14)组成，下调节板(13)和支座(14)通过焊接方式固定联接；

下调节板(13)与棱镜支架相联，由紧固螺钉(6)紧固；

上调节支架组件(1)和下调节支架组件(2)中心通过球铰链联接，并由六角头紧固螺钉(4)紧固；在上调节支架组件(1)的X、Y方向分别设有调节螺钉(5)，通过六角头紧固螺钉(4)的配合，并借助球铰的支撑和转动作用，从而实现上调节支架组件(1)相对下调节支架组件(2)绕Y、X方向转动的调节；

下调节支架组件(2)的两个支座(14)中都安装有十字槽盘头螺钉，配合上调节支架下表面的挡块(12)，通过十字槽盘头螺钉的配合来实现沿Z方向转动的调节。

2.根据权利要求1所述的三轴可快速调节的六方棱镜装置，其特征在于，棱镜保护罩(8)具有棱镜保护罩盖板(9)，并由棱镜保护罩螺钉(10)紧固。

3.根据权利要求1或2所述的三轴可快速调节的六方棱镜装置，其特征在于，上调节支架组件(1)与下调节支架组件(2)由四个M2×8mm六角头紧固螺钉(4)联接，上调节支架组件(1)的螺钉安装处为通孔，通孔孔径为Φ4mm，即螺钉与通孔具有一定的可调间隙；下调节支架组件2的螺钉安装处为螺纹孔。

4.根据权利要求1或2所述的三轴可快速调节的六方棱镜装置，其特征在于，下调节板(13)的两个支座(14)中都安装有M2×12mm十字槽盘头螺钉。

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