CN108205184B - 一种集成化摆镜装调方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种集成化摆镜装调方法。通过摆镜转轴上的小反射镜将摆镜转轴的转动轴引出来，并转移到摆镜立方镜‑X面的法线上，然后利用摆镜立方镜自身六个面的高精度形位公差，可以将可见反射镜和红外反射镜的位置装配简化到两块反射镜的法线和摆镜精测镜+Z、‑Y面法线指向一致性的问题。本发明可以大大降低该摆镜的装配难度以及摆镜在系统中的装配难度。

Description

一种集成化摆镜装调方法
技术领域
本发明涉及一种摆镜安装的方法，尤其涉及一种集成化摆镜装调方法。
背景技术
随着空间载荷技术的不断发展，单波段单载荷只能得到目标的有限信息，且穿轨方向探测范围有限，因此无法满足目前星载探测发展的需求。因此现在出现了两台同样载荷或者两台不同波段的载荷同时进行探测，这种模式需要载荷在卫星上成一定的角度放置，或者在载荷前增加一个可以沿穿轨方向可以摆扫的V型反射镜，如图1所示，并且该技术手段既能实现两个波段的载荷同时对同一地物进行探测，也能实现幅宽拓展。整个系统包括红外干涉仪1、红外成像镜2、红外探测器靶面3、红外反射镜4、摆镜转轴5、可见光反射镜6、可见光探测靶面7、可见光成像镜8、可见光干涉仪9、系统立方镜10、摆镜立方镜11等部件，如图2所示，其中红外反射镜4、摆镜转轴5、可见光反射镜6、摆镜立方镜11属于摆镜组件，由于转动轴同时驱动两块反射镜，因此摆镜组件在整个系统中的位置，直接决定了两个主系统的光轴(光轴1和光轴2)指向。具体来说两块反射镜(红外反射镜和可见光反射镜)需要保证90°夹角，两块反射镜与摆镜转轴需要保证90°夹角，摆镜转轴带着两块反射镜与主光学系统光轴(光轴1和光轴2)保证指向一致性，这些角度会影响目标在两台载荷探测器靶面Y、Z两个方向上的重合度及卫星飞行方向与探测器Z方向的倾角(卫星偏流角)，最终影响图像复原。
发明内容
本发明目的是提供一种集成化摆镜装调方法，其可以大大降低该摆镜的装配难度，以及摆镜在系统中的装配难度。
本发明的技术解决方案是：
一种集成化摆镜装调方法，包括以下步骤：
步骤1：在转轴摆镜转轴端部增加一个小反射镜，在小反射镜的-X方向放置一台可自准的第一经纬仪，得到位置1，摆镜转轴绕转动轴线旋转，调整小反射镜的俯仰和方位两个自由度，保证第一经纬仪自准直像与第一经纬仪自身的十字丝重合，此时第一经纬仪的光轴与摆镜转轴平行；其中：摆镜转轴所在方向为X方向，可见光干涉仪和红外干涉仪的入射光轴为Y方向，可见光反射镜与红外反射镜分别为+Y和-Y；
步骤2：通过平面反射镜保证第一经纬仪在位置1和摆镜立方镜-X方向的位置2两位置的X向指向一致；在摆镜箱体上设置一个摆镜立方镜，调整摆镜立方镜的位置，保证位于位置2处的第一经纬仪在摆镜立方镜-X面反射的自准直像与第一经纬仪自身的十字丝重合，此时摆镜立方镜的+Z面和-Y面法线与转动轴线垂直；
步骤3：增加第二经纬仪，驱动摆镜两块反射镜分别位于+Z和-Y，调整第一经纬仪与第二经纬仪，分别得到摆镜立方镜-Y方向的位置3和摆镜立方镜+Z方向的位置4，保证第一经纬仪与第二经纬仪分别与摆镜立方镜-Y和+Z面法线一致，将两台经纬仪通过平面反射镜调整分别得到红外反射镜-Y方向的位置5和可见反射镜+Z方向的位置6，并保证第一经纬仪在位置3和位置5的指向一致、第二经纬仪在位置4和位置6的指向一致；调整两块反射镜保证第一经纬仪、第二经纬仪在反射镜反射的像与自身的十字丝重合，则两块反射镜的法线分别与摆镜立方镜的-X面法线方向垂直；
步骤4：将摆件组件安装于系统中。
为提高装调精度，上述摆镜立方镜的六个面垂直度均应优于2″。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明可以大大降低该摆镜的装配难度。通过摆镜转轴上的小反射镜将摆镜转轴的转动轴引出来，并转移到摆镜立方镜-X面的法线上，然后利用摆镜立方镜自身六个面的高精度形位公差，可以将可见反射镜和红外反射镜的位置装配简化到两块反射镜的法线和摆镜精测镜+Z、-Y面法线指向一致性的问题。
2、本发明可以大大降低摆镜在系统中的装配难度，通过增加摆镜立方镜，可以将摆镜转轴的机械转动轴指向转移到摆镜立方镜上，从而通过光学方法监视摆镜立方镜和系统立方镜的角度指向，从而确定摆镜在系统中的位置。
附图说明
图1为摆镜所在系统的结构示意图；
图2为图1的俯视图；图1和图2中：1-红外干涉仪、2-红外成像镜、3-红外探测器靶面、4-红外反射镜、5-摆镜转轴、6-可见光反射镜、7-可见光探测靶面、8-可见光成像镜、9-可见光干涉仪、10-系统立方镜、11-摆镜立方镜、12-小反射镜；
图3为本发明校准小反射镜与摆镜转轴平行的示意图；图中：12-小反射镜，13-第一经纬仪(位置1),14-第一经纬仪(位置2)；
图4为本发明校准两个反射镜与摆镜转轴垂直的示意图；图中：15-第一经纬仪(位置5)，16-第一经纬仪(位置3),17-第二经纬仪(位置6)，18-第二经纬仪(位置4)。
具体实施方式
在转轴摆镜转轴端部增加一个小反射镜，在小反射镜的-X方向放置一台可自准的第一经纬仪(位置1)，摆镜转轴绕转动轴线旋转，调整小反射镜的俯仰和方位两个自由度，保证第一经纬仪自准直像与第一经纬仪自身的十字丝重合，此时经纬仪的光轴与摆镜转轴平行，如图3所示。
通过平面反射镜保证第一经纬仪在位置1和位置2(摆镜立方镜-X方向)两个位置X向指向一致。在摆镜箱体上增加一个六个面垂直度均优于2″的摆镜立方镜，调整摆镜立方镜的位置，保证第一经纬仪(位置2)在摆镜立方镜-X面反射的自准直像与第一经纬仪自身的十字丝重合，此时摆镜立方镜的-X面与小反射镜的反射面平行，即摆镜立方镜-X面的法线代表摆镜转轴的机械转动轴。由于摆镜立方镜的精度优于2″，因此摆镜立方镜的-X面与+Z面和-Y面垂直度优于2″，即摆镜立方镜的+Z面和-Y面法线与转动轴线垂直。
驱动摆镜两块反射镜位于图4位置，调整第一经纬仪(位置3，摆镜立方镜-Y方向的)与第二经纬仪(位置4，摆镜立方镜+Z方向的)，保证两台经纬仪分别与摆镜立方镜-Y和+Z面法线一致，然后通过平面反射镜将两台经纬仪调整到位置5(红外反射镜-Y方向)和位置6(可见反射镜+Z方向)处，调整两块反射镜保证第一经纬仪和第二经纬仪在反射镜反射的像与经纬仪自身的十字丝重合，从而保证两块反射镜的法线分别与摆镜立方镜的-X面法线方向垂直，即与摆镜转轴的转动轴垂直，并且两块反射镜角度为90°。
系统立方镜-X面与光轴1和光轴2一致，因此装配摆镜组件，保证摆镜立方镜和系统立方镜-X面法线一致就可以保证摆镜组件的摆镜转轴与主系统光轴1(2)一致性，如图1所示。

Claims (2)

1.一种集成化摆镜装调方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1：在摆镜转轴端部增加一个小反射镜，在小反射镜的-X方向放置一台可自准的第一经纬仪，得到位置1，摆镜转轴绕转动轴线旋转，调整小反射镜的俯仰和方位两个自由度，保证第一经纬仪自准直像与第一经纬仪自身的十字丝重合，此时第一经纬仪的光轴与摆镜转轴平行；其中：摆镜转轴所在方向为X方向，可见光干涉仪和红外干涉仪的入射光轴为Y方向，可见光反射镜与红外反射镜分别为+Y和-Y；
步骤2：通过平面反射镜保证第一经纬仪在位置1和摆镜立方镜-X方向的位置2两位置的X向指向一致；在摆镜箱体上设置一个摆镜立方镜，调整摆镜立方镜的位置，保证位于位置2处的第一经纬仪在摆镜立方镜-X面反射的自准直像与第一经纬仪自身的十字丝重合，此时摆镜立方镜的+Z面和-Y面法线与转动轴线垂直；
步骤3：增加第二经纬仪，驱动摆镜两块反射镜分别位于+Z和-Y，调整第一经纬仪与第二经纬仪，分别得到摆镜立方镜-Y方向的位置3和摆镜立方镜+Z方向的位置4，保证第一经纬仪与第二经纬仪分别与摆镜立方镜-Y和+Z面法线一致，将两台经纬仪通过平面反射镜调整分别得到红外反射镜-Y方向的位置5和可见反射镜+Z方向的位置6，并保证第一经纬仪在位置3和位置5的指向一致、第二经纬仪在位置4和位置6的指向一致；调整两块反射镜保证第一经纬仪、第二经纬仪在反射镜反射的像与自身的十字丝重合，则两块反射镜的法线分别与摆镜立方镜的-X面法线方向垂直；
步骤4：将摆件组件安装于系统中。
2.根据权利要求1所述的一种集成化摆镜装调方法，其特征在于：所述摆镜立方镜的六个面垂直度均优于2″。
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