CN107763390A - 用于激光准直头的高精度调节装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于激光准直头的高精度调节装置，该装置包括：底座；圆形球头，其嵌套于激光准直头的一端；球铰座，其底面安装于所述底座上，上面开有球形槽，所述圆形球头的球面与球形槽通过高精度研磨，实现圆形球头在球铰座内滚动时无平移，且其球头的球心和球铰座的球心重合；以及用于调节激光准直头另一端的水平和竖直螺纹副。使用本发明时，设置好预紧力，调整两个高精度螺纹副，实现高精度角度调节。调节完成后，还旋转侧顶机构手柄，压紧预紧弹簧，使侧顶机构刚性接触，然后，通过压紧机构使得随型金属网罩压紧球头，可实现准直头高精度定位和夹紧。

Description

用于激光准直头的高精度调节装置
技术领域
本发明涉及激光装备中的调节装置，具体地指一种用于激光准直头的高精度调节装置，用于激光装备中准直头的精确装调和光学系统调试。
背景技术
激光准直头是激光装备系统中的关键部件，而其高调节精度和高重复定位精度是激光准直的关键技术。激光装备的激光发射系统中，需要具有较高的调节精度发挥其优势，这就需要精密的调节机构作为支撑。激光发射系统一方面要实现urad或者亚urad量级的角度调节，同时又不耦合位移变化量；另一方面，激光准直头系统中，激光能量高，激光元器件容易破坏，因此需要具有方便拆卸和易复位的功能。上述问题是制约激光发射系统研制的技术难题，需开展相关激光准直头调节机构的研究工作。
发明内容
本发明目的在于提供一种用于激光准直头的高精度调节装置，该装置能够实现对激光准直头的高精度角度调节，从而解决目前激光准指头调节装置结构复杂、不便于拆装以及重复定位精度差的问题。
实现本发明目的采用的技术方案是一种用于激光准直头的高精度调节装置，该装置包括：
底座；
圆形球头，其嵌套于激光准直头的一端；
球铰座，其底面安装于所述底座上，上面开有球形槽，所述圆形球头的球面与球形槽通过高精度研磨，实现圆形球头在球铰座内滚动时无平移，且其球头的球心和球铰座的球心重合；以及，
水平和竖直螺纹副，用于调节激光准直头的另一端。
进一步地，该装置还包括：
球头金属罩，其罩在所述圆形球头上；以及，
压紧机构，其用于将球头金属罩紧固在底座上。
进一步地，该装置还包括：
调整支架，设于所述激光准直头的另一端，所述水平和竖直螺纹副安装于调整支架上。
进一步地，该装置还包括：
水平防松螺母，设于所述水平螺纹副上；以及，
竖直防松螺母，设于所述竖直螺纹副上。
进一步地，该装置还包括设于调整支架上的侧顶机构，所述调整支架上开有螺孔，所述侧顶机构包括：
轴心杆，其前端设有滑动头，后端设有手柄，所述滑动头与激光准直头的另一端接触；
中空的外螺纹杆，其套接于所述轴心杆的前端，且与所述螺孔通过螺纹连接；以及，
弹簧，套于所述轴心杆上，且位于外螺纹杆与滑动头之间。
进一步地，所述轴心杆与水平面成45°角。
本发明用于激光准直头的高精度调节装置通过水平和竖直螺纹副实现对准直头的高精度角度调节，同时，通过侧斜方45°位置处设置的带预紧功能的侧顶机构，实现在对准直头角度调整时的预紧以及调整后的定位和夹紧；另外，准直头另一端，通过相互研磨的球铰可以抑制两个方向的平移，以及高重复定位精度。本装置特别适用于对准指头需要拆装和调整的应用场合。
附图说明
图1为本发明用于激光准直头的高精度调节装置的结构示意图。
图2为图1的主视图。
图3为图1中侧顶机构的结构示意图。
图中标号为：1-调整支架、2-竖直高精度螺纹副、3-竖直防松螺母、4-激光准直头、5-圆形球头、6-球铰座、7-底座、8-压紧机构、9-球头金属罩、10-水平高精度螺纹副、11-水平防松螺母、12-侧顶机构、13-外螺纹杆、14-弹簧、15-滑动头、16-轴心杆。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
如图1和图2所示，本实施例用于激光准直头的高精度调节装置包括底座7以及安装于底座7一端的球铰座6，底座7的另一端设有调整支架1。
待调节的激光准直头4靠近球铰座6一端嵌套圆形球头5；靠近调整支架1的另一端设有竖直高精度螺纹副2和水平高精度螺纹副10，用于调节激光准直头4，竖直高精度螺纹副2和水平高精度螺纹副10安装在调整支架1上。
球铰座6底面固定安装于底座7上，上面开有球形槽，圆形球头5的球面与球形槽通过高精度研磨，实现圆形球头5在球铰座6内滚动时无平移，且其球头的球心和球铰座的球心重合。
为了防止调节竖直高精度螺纹副2和水平高精度螺纹副10后受外界干扰激光准直头4的位置发生变化，本实施例在竖直高精度螺纹副2和水平高精度螺纹副10上分别设置竖直防松螺母3和水平防松螺母11。
为了进一步实现激光准直头4角度调整时的预紧以及调整后的定位和夹紧，本实施例还在调整支架1上开有螺孔，调整支架1通过螺孔设置一个与水平面成45°角具有预紧功能的侧顶机构12，侧顶机构12结构如图3所示，包括：外螺纹杆13、弹簧14、滑动头15和轴心杆16，轴心杆16前端设有滑动头15，后端设有手柄，滑动头15与激光准直头4的一端接触；外螺纹杆13是中空的，活动套于轴心杆16靠近手柄的一端，外螺纹杆13与螺孔通过螺纹连接弹簧14位于外螺纹杆13与滑动头15之间。通过调节手柄旋转外螺纹杆13运动，从而挤压弹簧14，最终使滑动头15与激光准直头4的刚性接触。
此外，为了实现对激光准直头4的固定，对本实施例中，圆形球头5上还罩有一个随型的球头金属罩9，球头金属罩9通过压紧机构8固定于底座7上，压紧机构8可以采用螺栓固定。随型的球头金属罩9能够方便实现激光准直头的圆形球头5的锁紧和释放，使得圆形球头5受力比较明确，即预紧力一定的情况下，球头每次受力的位置和大小基本不变；将球头金属罩9松开后，圆形球头5能够在球铰座6内自由转动；将球头金属罩9压紧后，其提供一个向下的预紧力，使得圆形球头5处于球铰座6内，同时不能相对移动；由于圆形球头5和球铰座6都是配研的，通过球头金属罩9的预紧，能够实现圆形球头球心位置始终保持较高的重复定位精度。
本发明的使用过程如下：
将激光准直头4置于工作位置，然后调整竖直高精度螺纹副2和水平高精度螺纹副10，实现二维的角度调节，例如，通过高精度螺纹副实现1um的位移调整量，即δ＝1um、L＝200mm，α≈δ/L＝5urad；直到调整到预定位置后，当水平和竖直螺纹副将准直头调到预期位置后，并紧两个防松螺母，以防止螺纹副松动而引起激光准直头位置或角度变化。同时，调节侧顶机构12的手柄使外螺纹杆13压缩弹簧14，实现滑动头15与激光准直头4的刚性接触。再将激光准直头4另一端的圆形球头5通过随型的球头金属网罩9和压紧机构8压紧在球铰内，实现对激光准直头的位置固定。

Claims (6)

1.一种用于激光准直头的高精度调节装置，其特征在于，包括：
底座；
圆形球头，其嵌套于激光准直头的一端；
球铰座，其底面安装于所述底座上，上面开有球形槽，所述圆形球头的球面与球形槽通过高精度研磨，实现圆形球头在球铰座内滚动时无平移，且其球头的球心和球铰座的球心重合；以及，
水平和竖直螺纹副，用于调节激光准直头的另一端。
2.根据权利要求1所述用于激光准直头的高精度调节装置，其特征在于，还包括：
球头金属罩，其罩在所述圆形球头上；以及，
压紧机构，其用于将球头金属罩紧固在底座上。
3.根据权利要求1或2所述用于激光准直头的高精度调节装置，其特征在于，还包括：
调整支架，设于所述激光准直头的另一端，所述水平和竖直螺纹副安装于调整支架上。
4.根据权利要求3所述用于激光准直头的高精度调节装置，其特征在于，还包括：
水平防松螺母，其设于所述水平螺纹副上；以及，
竖直防松螺母，其设于所述竖直螺纹副上。
5.根据权利要求4所述用于激光准直头的高精度调节装置，其特征在于还包括设于调整支架上的侧顶机构，所述调整支架上开有螺孔，所述侧顶机构包括：
轴心杆，其前端设有滑动头，后端设有手柄，所述滑动头与激光准直头的另一端接触；
中空的外螺纹杆，其套接于所述轴心杆的前端，且与所述螺孔通过螺纹连接；以及，
弹簧，套于所述轴心杆上，且位于外螺纹杆与滑动头之间。
6.根据权利要求5所述用于激光准直头的高精度调节装置，其特征在于所述轴心杆与水平面成45°角。
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