CN108169924A - 一种应用于光谱仪相机位置的外置调整装置及其工作方法 - Google Patents

Abstract

一种应用于光谱仪相机位置的外置调整装置，包括：水平位移滑台、角度调节位移滑台及高度调节机构；所述角度调节位移滑台固定在所述水平位移滑台上；所述高度调节机构固定在角度调节位移滑台上；所述高度调节机构上固定安装线阵CCD相机；调节所述水平位移滑台的水平调节旋钮，调节线阵CCD相机在光路上的焦平面位置；调节所述角度调节位移滑台的角度调节旋钮，调节线阵CCD相机成像面与光轴的夹角大小。本发明利用标准件的高精度位移调节滑台，外置于光谱仪对光谱仪的线阵CCD相机进行位置调节，结构简单，调节精度高，方便操作；本发明降低了光谱仪产品的费用。

Description

一种应用于光谱仪相机位置的外置调整装置及其工作方法

技术领域

本发明涉及光谱仪领域，尤其是一种应用于光谱仪相机位置的外置调整装置及其工作方法。

背景技术

在光谱仪光学系统中，线阵CCD相机是非常重要的光学元件。通常，线阵CCD相机需要固定在相机座上，然后将线阵CCD相机和相机座作为一个整体，和光谱仪光学系统中的其他光学元件，安装在整个光谱仪光路系统中，组成一个完整的光路系统。现有技术中，当线阵CCD相机安装在光路系统中后，开启系统光源时，当光线成像到线阵CCD面上时，光线与CCD成像线不重合，存在多方向偏差。当出现这种情况时，需要对线阵CCD相机的位置进行调节。但是，目前在对于线阵CCD相机进行调节过程中，普遍的情况是将调节措施直接安装在整个光路系统中，调节难度大而且费时，也额外增加光谱仪的成本，同时相机的调节精度低，很难将线阵CCD相机的成像线和光路中的光线真正的对准。

发明内容

本发明的目的在于提供一种应用于光谱仪相机位置的外置调整装置及其工作方法，它能够解决现有技术的不足，该装置操作简单，调节精度高，而且能节省光谱仪本身的费用。

本发明的技术方案：一种应用于光谱仪相机位置的外置调整装置，包括：水平位移滑台、角度调节位移滑台及高度调节机构；所述角度调节位移滑台固定在所述水平位移滑台上；所述高度调节机构固定在角度调节位移滑台上；所述高度调节机构上固定安装线阵CCD相机。

所述高度调节机构包括直线轴承、导向轴、相机固定板、相机调节板；所述相机固定板固定在角度调节位移滑台上；所述导向轴固定安装在相机固定板上；所述直线轴承插入导向轴内配合安装；所述相机调节板固定在直线轴承上，相机调节板上有通孔，导向轴由通孔穿过相机调节板；所述相机调节板上安装线阵CCD相机。

所述相机固定板上固定导向轴支座，所述导向轴固定安装在所述导向轴支座轴孔上。

所述相机调节板上有与线阵CCD相机组件的底部螺丝孔相对应的螺丝通孔。

所述导向轴端部用平垫圈和螺丝盖住。

所述导向轴支座和直线轴承之间放置有压缩弹簧，所述相机调节板在自由状态时压缩弹簧顶住所述导向轴端部的平垫圈。

所述水平位移滑台包括水平调节旋钮、滑台活动座、滑台固定底座、交叉滚珠直线导轨、拉伸弹簧；所述交叉滚珠直线导轨的一边与滑台活动座固定，另一边与滑台固定底座固定；所述拉伸弹簧连接在滑台活动座和滑台固定底座之间；所述水平调节旋钮固定在滑台固定底座上，调节旋钮的活动杆头部顶住滑台活动座；所述滑台活动座在水平调节旋钮的活动杆的作用力下正向平移，在拉伸弹簧的所用下反向复位。

所述水平调节旋钮固定在滑台固定底座上的侧夹块上，水平调节旋钮的活动杆头部顶住滑台活动座的侧挡块。

所述角度调节位移滑台包括角度调节旋钮、滑台移动台、滑台固定台、弹簧柱塞；所述滑台移动台安装在滑台固定台上，滑台移动台能够在滑台固定台上转动；所述角度调节旋钮固定在滑台固定台侧边，角度调节旋钮的头部活动杆顶住滑台移动台的侧挡块，同时侧挡块的另一侧有一弹簧柱塞固定在滑台固定台侧边，并且弹簧柱塞的头部顶住侧挡块；所述滑台移动台在角度调节旋钮的头部活动杆的作用力下正向旋转，在弹簧柱塞的作用力下反向复位。

所述滑台移动台的上部轴台和下部轴台扣合安装于滑台固定台中间的通孔内，构成滑台移动台旋转的轴。

所述水平位移滑台固定在滑台底座上。

所述滑台底座固定在装置底板上。

所述装置底板上固定底座支柱、底座支柱端面固定光谱仪底板、光谱仪底板上固定光谱仪固定板，所述光谱仪底板和所述光谱仪固定板上固定安装光谱仪。

对整个系统供电，并使得线阵CCD相机与外部通讯。

调节所述水平位移滑台的水平调节旋钮，调节线阵CCD相机在光路上的焦平面位置。

调节所述角度调节位移滑台的角度调节旋钮，调节线阵CCD相机成像面与光轴的夹角大小。

一种上述应用于光谱仪相机位置的外置调整装置的工作方法，包括以下步骤：

（1）将需要调节的光谱仪固定；再将光谱仪中的线阵CCD相机固定在高度调节机构的相机调节板上；

（2）通过旋转水平位移滑台的水平调节旋钮，调整线阵CCD相机的成像焦面位置；

（3）通过旋转角度调节位移滑台的角度调节旋钮，调整线阵CCD相机的成像焦面和光轴的偏转角度；

（4）完成线阵CCD相机在整个光路系统中精确定位，线阵CCD相机的成像线和光路中的光线对准；然后，用螺丝将线阵CCD相机组件固定在光谱仪上。

所述步骤（2）中，当正向扭动水平调节旋钮时，调节旋钮活动杆将推动滑台活动座相对于滑台固定底座向前移动；反之，当反向扭动水平调节旋钮时，调节旋钮活动杆相对于滑台固定底座向后移动，此时由于拉伸弹簧的回复作用，将滑台活动座相对于滑台固定底座往后拉动，从而实现水平位移滑台的直线移动。

所述步骤（3）中，当正向扭动角度调节旋钮时，其头部活动杆推动滑台移动台绕滑台固定台中心顺时针旋转，当反向扭动角度调节旋钮时，弹簧柱塞由于弹簧的回复作用，其头部顶住滑台移动台侧挡块带动滑台移动台绕滑台固定台中心逆时针旋转，从而实现滑台的旋转运动。

所述步骤（1）中所述线阵CCD相机组件的底部螺丝孔与所述相机调节板上的螺丝通孔对正，然后用螺丝将线阵CCD相机组件固定在所述相机调节板上。

本发明的技术效果：（1）本发明所述的外置调整装置由于是外置的，不从属于光谱仪内部零件，在轻松精确的对线阵CCD相机的位置进行调节的同时，大大降低了光谱仪本身的成本。（2）本发明提供了一种应用于光谱仪相机位置的外置调整装置，其目的在于解决当光线入射到线阵CCD相机的成像面时，将光线调整到与相机的成像线重合过程中，调节费时且调节精度低的问题，并且由于是光谱仪的外置调节装置，也降低了整个光谱仪的费用。（3）本发明当系统光源入射到线阵CCD相机的成像面上时，系统光源的光轴与线阵CCD相机的成像线重合，不再存在多方向的偏差。因此，通过本装置，可以实现线阵CCD相机在光谱仪上的位置精确调节和固定，该调节简单，方便操作，并且由于该装置外置于光谱仪，也降低了光谱仪产品的费用。

本发明的优越性在于：1、本发明利用标准件的高精度位移调节滑台，外置于光谱仪对光谱仪的线阵CCD相机进行位置调节，结构简单，调节精度高，方便操作。2、本发明外置式的调节工装，降低了光谱仪产品的费用。

附图说明

图1为本发明所涉一种应用于光谱仪相机位置的外置调整装置的结构示意图。

图2为本发明所涉一种应用于光谱仪相机位置的外置调整装置的使用状态图。

图3-1至图3-4为本发明所涉水平位移滑台的结构示意图。

图4-1至图4-2为本发明所涉角度调节位移滑台的结构示意图。

其中，1为水平位移滑台，2为角度调节位移滑台，3为直线轴承，4为导向轴，5为导向轴支座，6为滑台底座，7为相机固定板，8为相机调节板，9为光谱仪底板，10为光谱仪固定板，11为装置底板，12为底座支柱，13为光谱仪，14为线阵CCD相机，111为水平调节旋钮，112为滑台活动座，113为滑台固定底座，114为交叉滚珠直线导轨，115为拉伸弹簧，1121为滑台活动座的侧挡块，1122为螺钉Ⅰ，1131为侧夹块，1132为螺钉Ⅱ，211为角度调节旋钮，212为滑台移动台，213为滑台固定台，214为弹簧柱塞，2111为角度调节旋钮的头部活动杆，2121为上部轴台，2122下部轴台，2123为滑台移动台侧挡块，2131为通孔。

具体实施方式

实施例：如图1至图4-2所示，一种应用于光谱仪相机位置的外置调整装置，包括：水平位移滑台1、角度调节位移滑台2及高度调节机构；所述角度调节位移滑台2固定在所述水平位移滑台1上；所述高度调节机构固定在角度调节位移滑台2上；所述高度调节机构上固定安装线阵CCD相机14。

所述高度调节机构包括两个直线轴承3、两个导向轴4、相机固定板7、相机调节板8；所述相机固定板7固定在角度调节位移滑台2上；所述导向轴4固定安装在相机固定板7上；所述两个直线轴承3分别插入两个导向轴4内配合安装；所述相机调节板8固定在两个直线轴承3上，相机调节板8上有通孔，导向轴4由通孔穿过相机调节板8；所述相机调节板8上安装线阵CCD相机14。

所述相机固定板7上固定两个导向轴支座5，所述两个导向轴4分别固定安装在所述两个导向轴支座5轴孔上。

所述相机调节板8上有与线阵CCD相机组件14的底部螺丝孔相对应的螺丝通孔。

所述导向轴4端部用平垫圈和螺丝盖住。

所述导向轴支座5和直线轴承3之间放置有压缩弹簧，所述相机调节板8在自由状态时压缩弹簧顶住所述导向轴4端部的平垫圈。

如图3-1至3-4所示，所述水平位移滑台1包括水平调节旋钮111、滑台活动座112、滑台固定底座113、交叉滚珠直线导轨114、拉伸弹簧115；所述交叉滚珠直线导轨的一边通过4颗螺钉Ⅰ1122与滑台活动座112固定，另一边通过4颗螺钉Ⅱ1132与滑台固定底座113固定；所述拉伸弹簧115连接在滑台活动座112和滑台固定底座113之间；所述水平调节旋钮111固定在滑台固定底座113上，调节旋钮111的活动杆头部顶住滑台活动座112；所述滑台活动座112在水平调节旋钮111的活动杆的作用力下正向平移，在拉伸弹簧115的所用下反向复位。

所述水平调节旋钮111固定在滑台固定底座113上的侧夹块1131上，水平调节旋钮111的活动杆头部顶住滑台活动座112的侧挡块1121。

如图4-1至图4-2所示，所述角度调节位移滑台2包括角度调节旋钮211、滑台移动台212、滑台固定台213、弹簧柱塞214；所述滑台移动台212安装在滑台固定台213上，滑台移动台212能够在滑台固定台213上转动；所述角度调节旋钮211固定在滑台固定台213侧边，角度调节旋钮211的头部活动杆2111顶住滑台移动台212的侧挡块2123，同时侧挡块2123的另一侧有一弹簧柱塞214固定在滑台固定台213侧边，并且弹簧柱塞的头部顶住侧挡块2123；所述滑台移动台212在角度调节旋钮211的头部活动杆的作用力下正向旋转，在弹簧柱塞214的作用力下反向复位。

所述滑台移动台212的上部轴台2121和下部轴台2122扣合安装于滑台固定台213中间的通孔2131内，构成滑台移动台212旋转的轴。

所述水平位移滑台1固定在滑台底座6上。

所述滑台底座6固定在装置底板11上。

所述装置底板11上固定四个底座支柱12、底座支柱12端面固定光谱仪底板9、光谱仪底板9上固定光谱仪固定板10，所述光谱仪底板9和所述光谱仪固定板10上固定安装光谱仪13。

对整个系统供电，并使得线阵CCD相机14与外部通讯。

调节所述水平位移滑台1的水平调节旋钮111，调节线阵CCD相机14在光路上的焦平面位置。

调节所述角度调节位移滑台2的角度调节旋钮211，调节线阵CCD相机14成像面与光轴的夹角大小。

一种上述应用于光谱仪相机位置的外置调整装置的工作方法，包括以下步骤：

（1）将需要调节的光谱仪13固定；再将光谱仪中的线阵CCD相机14固定在高度调节机构的相机调节板8上；

（2）通过旋转水平位移滑台1的水平调节旋钮111，调整线阵CCD相机的成像焦面位置；

（3）通过旋转角度调节位移滑台2的角度调节旋钮211，调整线阵CCD相机的成像焦面和光轴的偏转角度；

（4）完成线阵CCD相机在整个光路系统中精确定位，线阵CCD相机的成像线和光路中的光线对准；然后，用螺丝将线阵CCD相机组件14固定在光谱仪13上。

所述步骤（2）中，当正向扭动水平调节旋钮111时，调节旋钮活动杆将推动滑台活动座112相对于滑台固定底座113向前移动；反之，当反向扭动水平调节旋钮111时，调节旋钮活动杆相对于滑台固定底座113向后移动，此时由于拉伸弹簧115的回复作用，将滑台活动座112相对于滑台固定底座113往后拉动，从而实现水平位移滑台的直线移动。

所述步骤（3）中，当正向扭动角度调节旋钮211时，其头部活动杆2111推动滑台移动台212绕滑台固定台213中心顺时针旋转，当反向扭动角度调节旋钮211时，弹簧柱塞214由于弹簧的回复作用，其头部顶住滑台移动台212侧挡块2123带动滑台移动台212绕滑台固定台213中心逆时针旋转，从而实现滑台的旋转运动。

所述步骤（1）中所述线阵CCD相机组件14的底部螺丝孔与所述相机调节板8上的螺丝通孔对正，然后用螺丝将线阵CCD相机组件14固定在所述相机调节板8上。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种应用于光谱仪相机位置的外置调整装置，其特征在于它包括：水平位移滑台、角度调节位移滑台及高度调节机构；所述角度调节位移滑台固定在所述水平位移滑台上；所述高度调节机构固定在角度调节位移滑台上；所述高度调节机构上固定安装线阵CCD相机。

2.根据权利要求1所述一种应用于光谱仪相机位置的外置调整装置，其特征在于所述高度调节机构包括直线轴承、导向轴、相机固定板、相机调节板；所述相机固定板固定在角度调节位移滑台上；所述导向轴固定安装在相机固定板上；所述直线轴承插入导向轴内配合安装；所述相机调节板固定在直线轴承上，相机调节板上有通孔，导向轴由通孔穿过相机调节板；所述相机调节板上安装线阵CCD相机。

3.根据权利要求2所述一种应用于光谱仪相机位置的外置调整装置，其特征在于所述相机固定板上固定导向轴支座，所述导向轴固定安装在所述导向轴支座轴孔上；所述相机调节板上有与线阵CCD相机组件的底部螺丝孔相对应的螺丝通孔；所述导向轴端部用平垫圈和螺丝盖住；所述导向轴支座和直线轴承之间放置有压缩弹簧，所述相机调节板在自由状态时压缩弹簧顶住所述导向轴端部的平垫圈。

4.根据权利要求1所述一种应用于光谱仪相机位置的外置调整装置，其特征在于所述水平位移滑台包括水平调节旋钮、滑台活动座、滑台固定底座、交叉滚珠直线导轨、拉伸弹簧；所述交叉滚珠直线导轨的一边与滑台活动座固定，另一边与滑台固定底座固定；所述拉伸弹簧连接在滑台活动座和滑台固定底座之间；所述水平调节旋钮固定在滑台固定底座上，调节旋钮的活动杆头部顶住滑台活动座；所述滑台活动座在水平调节旋钮的活动杆的作用力下正向平移，在拉伸弹簧的所用下反向复位。

5.根据权利要求4所述一种应用于光谱仪相机位置的外置调整装置，其特征在于所述水平调节旋钮固定在滑台固定底座上的侧夹块上，水平调节旋钮的活动杆头部顶住滑台活动座的侧挡块。

6.根据权利要求1所述一种应用于光谱仪相机位置的外置调整装置，其特征在于所述角度调节位移滑台包括角度调节旋钮、滑台移动台、滑台固定台、弹簧柱塞；所述滑台移动台安装在滑台固定台上，滑台移动台能够在滑台固定台上转动；所述角度调节旋钮固定在滑台固定台侧边，角度调节旋钮的头部活动杆顶住滑台移动台的侧挡块，同时侧挡块的另一侧有一弹簧柱塞固定在滑台固定台侧边，并且弹簧柱塞的头部顶住侧挡块；所述滑台移动台在角度调节旋钮的头部活动杆的作用力下正向旋转，在弹簧柱塞的作用力下反向复位。

7.根据权利要求6所述一种应用于光谱仪相机位置的外置调整装置，其特征在于所述滑台移动台的上部轴台和下部轴台扣合安装于滑台固定台中间的通孔内，构成滑台移动台旋转的轴。

8.根据权利要求1所述一种应用于光谱仪相机位置的外置调整装置，其特征在于所述水平位移滑台固定在滑台底座上；所述滑台底座固定在装置底板上；所述装置底板上固定底座支柱、底座支柱端面固定光谱仪底板、光谱仪底板上固定光谱仪固定板，所述光谱仪底板和所述光谱仪固定板上固定安装光谱仪。

9.一种应用于光谱仪相机位置的外置调整装置的工作方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）将需要调节的光谱仪固定；再将光谱仪中的线阵CCD相机固定在高度调节机构的相机调节板上；

（2）通过旋转水平位移滑台的水平调节旋钮，调整线阵CCD相机的成像焦面位置；

（3）通过旋转角度调节位移滑台的角度调节旋钮，调整线阵CCD相机的成像焦面和光轴的偏转角度；

（4）完成线阵CCD相机在整个光路系统中精确定位，线阵CCD相机的成像线和光路中的光线对准；然后，用螺丝将线阵CCD相机组件固定在光谱仪上。

10.根据权利要求9所述一种应用于光谱仪相机位置的外置调整装置的工作方法，其特征在于所述步骤（2）中，当正向扭动水平调节旋钮时，调节旋钮活动杆将推动滑台活动座相对于滑台固定底座向前移动；反之，当反向扭动水平调节旋钮时，调节旋钮活动杆相对于滑台固定底座向后移动，此时由于拉伸弹簧的回复作用，将滑台活动座相对于滑台固定底座往后拉动，从而实现水平位移滑台的直线移动；

所述步骤（3）中，当正向扭动角度调节旋钮时，其头部活动杆推动滑台移动台绕滑台固定台中心顺时针旋转，当反向扭动角度调节旋钮时，弹簧柱塞由于弹簧的回复作用，其头部顶住滑台移动台侧挡块带动滑台移动台绕滑台固定台中心逆时针旋转，从而实现滑台的旋转运动。