CN104035183A - 一种大型反射镜俯仰调整装置 - Google Patents

Abstract

一种大型反射镜俯仰调整装置，涉及大型反射镜检测领域，解决了现有连杆滑块调整装置存在的通用性差、研制周期长、成本高、体积大的问题。包括固定基板，载荷安装板，对称固定在固定基板两端的两个L形承力基座，对称同轴安装在两个L形承力基座侧面的两个限位螺柱，对称同轴安装在两个L形承力基座侧面的两组旋转调节组件，旋转调节组件包括轴承衬套、两个角接触球轴承、轴承外环隔圈、弹性挡圈、承力心轴和轴承端盖，安装在固定基板上用于调整载荷安装板俯仰位置的多个双重调节组件。整个装置通用性强，操作简单，结构尺寸小，节省空间，成本低，可以实现大型反射镜水平安装、竖直检测，俯仰粗、精调整需求，降低了操作风险和操作难度。

Description

一种大型反射镜俯仰调整装置

技术领域

本发明涉及大型反射镜检测技术领域，具体涉及一种大型反射镜俯仰调整装置。

背景技术

随着科学的不断进步，空间光学遥感器的分辨率不断提升，相应的空间光学遥感器有效口径不断增大，所以，大型反射镜已经成为空间光学遥感器发展的必然趋势。大型反射镜地面安装及检测过程中，需要进行姿态变化，特别是俯仰调整，以满足地面安装和检测的需求。目前，对于大型反射镜的安装和检测多采用专一连杆滑块调整装置。这种装置有以下几个缺点：

1)研制周期长。连杆滑块调整装置质量重、体积大，导致各零件加工周期长，特别是后期的精加工、研磨及装配过程，严重影响项目的研制周期。

2)成本高。由于连杆滑块调整装置的体量及精度的需求，特别是精密导轨的使用，导致成本很高。另外没有通用性，也使成本成倍增长。

3)通用性差。连杆滑块调整装置的专一性，没有考虑与其它产品的接口，难以重复利用。

发明内容

为了解决现有连杆滑块调整装置存在的通用性差、研制周期长、成本高、体积大的问题，本发明提供一种大型反射镜俯仰调整装置，用于实现大型反射镜水平安装、竖直检测和粗精俯仰姿态调整，以满足大型反射镜地面安装及检测需要。

本发明为解决技术问题所采用的技术方案如下：

一种大型反射镜俯仰调整装置，包括作为安装基板和起吊基板的固定基板、侧边带有光孔的载荷安装板，还包括：

对称固定在固定基板两端的两个L形承力基座；

对称同轴安装在两个L形承力基座侧面的两个限位螺柱，所述限位螺柱旋入L形承力基座侧面的螺纹孔内并进入载荷安装板的光孔对载荷安装板进行限位作用；

对称同轴安装在两个L形承力基座侧面的两组旋转调节组件，每个旋转调节组件包括：一端与载荷安装板固定相连且过盈配合，另一端套装有两个角接触球轴承的承力心轴；安装在两个角接触球轴承外环之间用于限制两个角接触球轴承外环轴向运动的轴承外环隔圈；安装在外侧角接触球轴承内环外部用于限制外侧角接触球轴承内环轴向运动的弹性挡圈；套装在两个角接触球轴承外环上用于限制内侧角接触球轴承外环轴向运动的轴承衬套，所述轴承衬套外侧与L形承力基座固定相连；固定在轴承衬套端面上用于限制外侧角接触球轴承外环轴向运动的轴承端盖；

安装在固定基板上用于调整载荷安装板俯仰位置的多个双重调节组件。

所述双重调节组件包括：安装在固定基板上的安装基座；旋入安装基座中心通孔中的粗调螺柱，用于大范围粗略调节；旋入粗调螺柱中心通孔中的精调螺柱，用于小范围精细调整；安装在载荷安装板上的均载圆盘，所述均载圆盘套装在精调螺柱端部；两端分别固定在安装基座和均载圆盘上的圆柱螺旋拉伸弹簧；套装在精调螺柱端部且其两端分别固定在粗调螺柱和均载圆盘上的圆柱螺旋压缩弹簧，用于对均载圆盘进行限位作用。

所述精调螺柱端部的球头安装在均载圆盘的球窝中。

所述圆柱螺旋拉伸弹簧为三个，三个圆柱螺旋拉伸弹簧以120°等角度分布在安装基座和均载圆盘之间。

所述精调螺柱为细牙螺纹，所述粗调螺柱为粗牙螺纹。

进行粗调操作时，采用三个螺钉将精调螺柱和粗调螺柱连接为一体，顺时针或逆时针旋转精调螺柱，使粗调螺柱与安装基座发生相对运动，对载荷安装板进行粗调。

进行精调操作时，采用三个螺钉将粗调螺柱和安装基座连接为一体，顺时针或逆时针旋转精调螺柱，使精调螺柱与粗调螺柱发生相对运动，对载荷安装板进行精调。

本发明的有益效果是：设计运输准备和闲置放置状态，通过限位螺柱粗略定位，节省空间，方便管理及运输，节省使用准备时间；设计安装状态，通过限位螺柱粗略定位，降低了大型反射镜安装操作的风险，节省了安装时间；设计双重调节组件，节省空间，方便操作，并能达到很高的精度需求；整个装置通用性强，操作简单，外形尺寸小，成本低。本发明可以实现大型反射镜水平安装、竖直检测，俯仰粗、精调整需求，降低了操作风险和操作难度；装置有起吊接口及安装多维运动的接口，方便转运和转接；装置充分利用结构内部空间，占用空间小，操作简单，使用方便。本发明可应用于大型反射镜安装、固定及俯仰姿态调整等领域。

附图说明

图1为本发明的一种大型反射镜俯仰调整装置的剖视图。

图2为图1所示的大型反射镜俯仰调整装置的左视图。

图3为图1所示的大型反射镜俯仰调整装置的俯视图。

图4为图1中A部分的局部放大图。

图5为双重调节组件的剖视图。

图6为图5所示的双重调节组件的俯视图。

图7为双重调节组件粗调剖视图。

图8为双重调节组件精调剖视图。

图中：1、固定基板，2、L形承力基座，3、限位螺柱，4、轴承衬套，5、载荷安装板，6、角接触球轴承，7、轴承外环隔圈，8、弹性挡圈，9、承力心轴，10、轴承端盖，11、双重调节组件，11-1、精调螺柱，11-2、粗调螺柱，11-3、安装基座，11-4、均载圆盘，11-5、圆柱螺旋拉伸弹簧，11-6、圆柱螺旋压缩弹簧。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

如图1、图2和图3所示，本发明的一种大型反射镜俯仰调整装置，包括固定基板1、两个L形承力基座2、两个限位螺柱3、用于安装大型反射镜及配重的载荷安装板5、三组双重调节组件11和两组旋转调节组件，该装置整体以载荷安装板5的轴线对称，固定基板1作为安装基板和起吊基板以及承载整个装置的载体，其上设置有多个安装孔和轻量化的孔，两个L形承力基座2对称固定在固定基板1的左右两端，每个L形承力基座2侧面上都设置有用于安装限位螺柱3的三个螺纹孔以及安装旋转调节组件的安装孔，两个L形承力基座2的安装孔和与固定基板1的连接面必须同时加工，保证两个旋转调节组件的安装孔同心。

如图1所示，两组旋转调节组件对称安装在两个L形承力基座2侧面上端的安装孔内，如图4所示，每个旋转调节组件包括轴承衬套4、两个角接触球轴承6、轴承外环隔圈7、弹性挡圈8、承力心轴9和轴承端盖10，载荷安装板5安装在两个L形承力基座2之间的位置，两个承力心轴9与载荷安装板5过盈配合，保证两个承力心轴9同轴，承力心轴9一端与载荷安装板5固定相连，另一端沿着轴向套装有两个角接触球轴承6，轴承外环隔圈7安装在两个角接触球轴承6的外环之间，用于限制两个角接触球轴承6的外环轴向运动，弹性挡圈8安装在外侧角接触球轴承6的内环外部，用于限制外侧角接触球轴承6的内环轴向运动，轴承衬套4内侧套装在两个角接触球轴承6的外环上，用于限制内侧角接触球轴承6的外环轴向运动，轴承衬套4外侧与L形承力基座2固定相连，轴承端盖10通过螺钉固定在轴承衬套4端面上，用于限制外侧角接触球轴承6的外环轴向运动。当旋转载荷安装板5时，承力心轴9随着载荷安装板5转动，承力心轴9通过两个角接触球轴承6在轴承衬套4内部转动，实现旋转调节载荷安装板5的目的。

如图1所示，两个限位螺柱3分别对称安装在两个L形承力基座2侧面的螺纹孔内(三个螺纹孔中的一个)，用于限制载荷安装板5位置，限位螺柱3的限位角度不局限于90°和180°，可以根据需求在不同角度对载荷安装板5进行限位。载荷安装板5的每个侧边都有两个光孔作为限位孔，L形承力基座2侧面的三个螺纹孔中对称轴上的螺纹孔为载荷安装板5竖直状态的限位孔，其它两个螺纹孔为载荷安装板5水平状态的限位孔，需要限位时，将限位螺柱3从L形承力基座2侧面的螺纹孔旋入，使限位螺柱3进入载荷安装板5的光孔，即达到限位效果，载荷安装板5背部的螺纹孔作为配重的安装孔，载荷安装板5正面的安装孔作为大型反射镜安装孔和装配用粗定位孔，载荷安装板5的安装孔位布局及孔的大小可以多种多样。

如图1和图3所示，三个双重调节组件11安装在固定基板1上用于调整载荷安装板5俯仰位置，一个双重调节组件11设置在固定基板1中间位置，其余两个双重调节组件11对称设置在两边。如图5和图6所示，双重调节组件11包括用于小范围、精细调整的精调螺柱11-1，用于大范围、快速、粗略调节的粗调螺柱11-2，安装基座11-3，均载圆盘11-4，三个圆柱螺旋拉伸弹簧11-5和一个圆柱螺旋压缩弹簧11-6，安装基座11-3安装在固定基板1上，粗调螺柱11-2为粗牙螺纹，粗调螺柱11-2旋入安装基座11-3的中心通孔中，精调螺柱11-1为细牙螺纹，精调螺柱11-1旋入粗调螺柱11-2的中心通孔中，均载圆盘11-4安装在载荷安装板5上，均载圆盘11-4套装在精调螺柱11-1端部，精调螺柱11-1端部的球头安装在均载圆盘11-4的球窝中，三个圆柱螺旋拉伸弹簧11-5以120°等角度分布在安装基座11-3和均载圆盘11-4之间，圆柱螺旋拉伸弹簧11-5两端分别固定在安装基座11-3和均载圆盘11-4上，圆柱螺旋压缩弹簧11-6套装在精调螺柱11-1端部，圆柱螺旋压缩弹簧11-6两端分别固定在粗调螺柱11-2和均载圆盘11-4上，圆柱螺旋压缩弹簧11-6用于对均载圆盘11-4进行限位作用。通过双重调节组件11可以对载荷安装板5进行粗调和精调操作，先将圆柱螺旋拉伸弹簧11-5安放到位，再旋入精调螺柱11-1和粗调螺柱11-2，并同时将圆柱螺旋压缩弹簧11-6安放到位，最后将均载圆盘11-4和安装基座11-3安装好。如图7所示，进行粗调操作时，采用三个螺钉将精调螺柱11-1和粗调螺柱11-2连接为一体，顺时针或逆时针旋转精调螺柱11-1，使粗调螺柱11-2与安装基座11-3发生相对运动，对需要调整设备进行粗调。如图8所示，进行精调操作时，采用三个螺钉将粗调螺柱11-2和安装基座11-3连接为一体，顺时针或逆时针旋转精调螺柱11-1，使精调螺柱11-1与粗调螺柱11-2发生相对运动，对需要载荷安装板5进行精调。存放时可以只将均载圆盘11-4和安装基座11-3拆下，并调整弹簧受力最小即可。通过均载圆盘11-4、圆柱螺旋拉伸弹簧11-5和圆柱螺旋压缩弹簧11-6的配合使用可以实现调节时载荷安装板5受力均匀、无应力集中现象，精调螺柱11-1的球头与均载圆盘11-4的球窝的有效配合，可以降低安装精度需求，大大减小装调应力。通过两组螺钉使用可以实现载荷安装板5的粗调和精调操作，根据需求，可以相应改变双重调节组件11的所有构件的尺寸和外形，该双重调节组件11在使用时可以采用1组、2组或者更多组同时使用。

本发明的一种大型反射镜俯仰调整装置工作分为三部分内容，即运输准备和存放状态，安装状态，检测状态。

运输准备和存放工作具体过程如下：旋转载荷安装板5，使载荷安装板5侧边的限位孔与L形承力基座2侧边对称轴上的用于安装限位螺柱3的螺纹孔同心，安装限位螺柱3，在固定基板1四个角设置有起吊孔，可以进行整体起吊，从而完成准备和存放状态。

安装工作具体过程如下：卸下双重调节组件11，卸下限位螺柱3，将载荷安装板5背部调水平，固定限位螺柱3，连接计算好质量的配重，卸下限位螺柱3，将载荷安装板5绕承力心轴9转动180°，固定限位螺柱3，安装大型反射镜，完成安装工作。

检测工作具体过程如下：安装三组双重调节组件11，卸下限位螺柱3，将载荷安装板5绕承力心轴9转动约90°，使载荷安装板5配重侧与双重调节组件11接触，通过粗调和精调双重调节组件11，使大型反射镜俯仰角度达到合适的位置，从而完成检测工作。

Claims (7)

1.一种大型反射镜俯仰调整装置，包括作为安装基板和起吊基板的固定基板(1)、侧边带有光孔的载荷安装板(5)，其特征在于，还包括：

对称固定在固定基板(1)两端的两个L形承力基座(2)；

对称同轴安装在两个L形承力基座(2)侧面的两个限位螺柱(3)，所述限位螺柱(3)旋入L形承力基座(2)侧面的螺纹孔内并进入载荷安装板(5)的光孔对载荷安装板(5)进行限位作用；

对称同轴安装在两个L形承力基座(2)侧面的两组旋转调节组件，每个旋转调节组件包括：一端与载荷安装板(5)固定相连且过盈配合，另一端套装有两个角接触球轴承(6)的承力心轴(9)；安装在两个角接触球轴承(6)外环之间用于限制两个角接触球轴承(6)外环轴向运动的轴承外环隔圈(7)；安装在外侧角接触球轴承(6)内环外部用于限制外侧角接触球轴承(6)内环轴向运动的弹性挡圈(8)；套装在两个角接触球轴承(6)外环上用于限制内侧角接触球轴承(6)外环轴向运动的轴承衬套(4)，所述轴承衬套(4)外侧与L形承力基座(2)固定相连；固定在轴承衬套(4)端面上用于限制外侧角接触球轴承(6)外环轴向运动的轴承端盖(10)；

安装在固定基板(1)上用于调整载荷安装板(5)俯仰位置的多个双重调节组件(11)。

2.根据权利要求1所述的一种大型反射镜俯仰调整装置，其特征在于，所述双重调节组件(11)包括：安装在固定基板(1)上的安装基座(11-3)；旋入安装基座(11-3)中心通孔中的粗调螺柱(11-2)，用于大范围粗略调节；旋入粗调螺柱(11-2)中心通孔中的精调螺柱(11-1)，用于小范围精细调整；安装在载荷安装板(5)上的均载圆盘(11-4)，所述均载圆盘(11-4)套装在精调螺柱(11-1)端部；两端分别固定在安装基座(11-3)和均载圆盘(11-4)上的圆柱螺旋拉伸弹簧(11-5)；套装在精调螺柱(11-1)端部且其两端分别固定在粗调螺柱(11-2)和均载圆盘(11-4)上的圆柱螺旋压缩弹簧(11-6)，用于对均载圆盘(11-4)进行限位作用。

3.根据权利要求2所述的一种大型反射镜俯仰调整装置，其特征在于，所述精调螺柱(11-1)端部的球头安装在均载圆盘(11-4)的球窝中。

4.根据权利要求2所述的一种大型反射镜俯仰调整装置，其特征在于，所述圆柱螺旋拉伸弹簧(11-5)为三个，三个圆柱螺旋拉伸弹簧(11-5)以120°等角度分布在安装基座(11-3)和均载圆盘(11-4)之间。

5.根据权利要求2所述的一种大型反射镜俯仰调整装置，其特征在于，所述精调螺柱(11-1)为细牙螺纹，所述粗调螺柱(11-2)为粗牙螺纹。

6.根据权利要求2所述的一种大型反射镜俯仰调整装置，其特征在于，进行粗调操作时，采用三个螺钉将精调螺柱(11-1)和粗调螺柱(11-2)连接为一体，顺时针或逆时针旋转精调螺柱(11-1)，使粗调螺柱(11-2)与安装基座(11-3)发生相对运动，对载荷安装板(5)进行粗调。

7.根据权利要求2所述的一种大型反射镜俯仰调整装置，其特征在于，进行精调操作时，采用三个螺钉将粗调螺柱(11-2)和安装基座(11-3)连接为一体，顺时针或逆时针旋转精调螺柱(11-1)，使精调螺柱(11-1)与粗调螺柱(11-2)发生相对运动，对载荷安装板(5)进行精调。