CN108253947B - 一种便于调节的高精度靠面基准传递装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种便于调节的高精度靠面基准传递装置，解决现有靠面基准传递装置的角度调节只能通过研磨方式实现，但研磨方式导致研磨量不方便控制，精确度不高以及研磨成本较高的问题。该装置包括棱镜座、转接板、棱镜底座和微调顶丝；转接板包括第一接板和第二接板，第一接板和第二接板通过柔性部件连接，第二接板的侧面设置有定位凹槽；棱镜底座上设置有第一凸台、第二凸台、第一凹槽和第二凹槽；第二凸台上设置有螺纹孔；棱镜座设置在转接板的上方，且第二接板与棱镜座固定连接；转接板设置在第一凸台、第二凸台之间，且第一接板与棱镜底座固定连接，微调顶丝穿过第二凸台的螺纹孔顶紧在第二接板的定位凹槽内。

Description

一种便于调节的高精度靠面基准传递装置

技术领域

本发明涉及精密光学调整设备，具体涉及一种便于调节的高精度靠面基准传递装置，尤其适用于外形尺寸较小，测量精度高的光学设备。

背景技术

靠面基准传递装置是精密光学设备中一种非常重要的装置，靠面基准传递装置能够很好地解决在狭小空间内很难确定靠面方位这一问题，但是现有基准靠面装置的棱镜底座与棱镜座一体连接，调节棱镜光轴与结构靠面法线之间的角度只能通过研磨结构靠面来实现。

如图1所示，在靠面基准传递装置中，能够通过已知棱镜光轴和结构靠面法线之间的设计角度θ1，计算出靠面的方位；但是由于受到加工误差、安装应力等因素影响，靠面基准传递装置的靠面法线与棱镜虚光轴的实际夹角为θ2，如图2所示，因此存在误差α(α＝θ1-θ2)。假设靠面基准传递装置底座宽为50mm，角度误差为5″，则研磨量为1.2微米，即研磨1.2微米的偏移量，角度改变5″，设计要求结构靠面与虚光轴位移量为高精度微米级别，通常采取研磨的方法解决误差问题，但研磨靠面位移量存在以下问题：①研磨量不方便控制，精确度不高；②若研磨比实际值大，则需要研磨另外一边，极大浪费时间；③研磨成本较高。

发明内容

本发明的目的在于解决现有靠面基准传递装置的角度调节通过研磨方式实现，而研磨方式导致研磨量不方便控制，精确度不高以及研磨成本较高的问题，提供一种便于调节的高精度靠面基准传递装置，该装置能够微调棱镜的虚光轴与棱镜靠面形成的角度，减小误差，使其达到理想的设计角度θ1。

本发明解决上述问题的技术方案是：

一种便于调节的高精度靠面基准传递装置，包括棱镜座、转接板、棱镜底座和多个微调顶丝；所述棱镜座上设置有安装棱镜的棱镜孔，所述棱镜孔的四周设置有弧形凹槽；所述转接板包括第一接板和第二接板，所述第一接板和第二接板通过柔性部件连接，所述第一接板上设置有应力孔，所述第二接板的侧面设置有定位凹槽；所述棱镜底座上设置有第一凸台、第二凸台、第一凹槽和第二凹槽；所述第一凸台、第二凸台分别设置在棱镜底座的上底面，所述第一凹槽设置在第一凸台、第二凸台之间，所述第二凹槽设置在棱镜底座下底面；所述第二凸台上设置有多个螺纹孔；所述棱镜座设置在转接板的上方，且第二接板与棱镜座固定连接；所述转接板设置在第一凸台、第二凸台之间，且第一接板与棱镜底座固定连接，所述微调顶丝穿过第二凸台的螺纹孔顶紧在第二接板的定位凹槽内。本发明转接板的侧面设有微调顶丝，通过旋转微调顶丝来改变棱镜光轴与靠面法线之间的角度，能够达到微调角度的效果，方便简单形成设计角度。

进一步地，所述棱镜座上设置有定位槽，所述转接板上设置有与定位槽配合安装的定位凸台，方便棱镜座与转接板相连。

进一步地，所述应力孔为腰型孔，腰型孔是为了提高柔性连接的刚性系数，便于在平面内偏转角度。

进一步地，所述第一接板、第二接板和柔性部件为一体设置。

进一步地，所述转接板采用7075航空铝制作。

进一步地，所述棱镜座为长方体结构，长方体结构的四角均设置有倒角。

进一步地，所述棱镜底座的四角均设置有倒角，由于倒角的存在，当底面平面需要研磨时，研磨量不会影响到其余面的平行度。

进一步地，所述棱镜底座上设置有安装孔，所述安装孔为四个，均布在棱镜底座的四周。

进一步地，所述棱镜座与转接板通过安装螺钉固定连接；所述棱镜底座转接板通过安装螺钉固定连接。

本发明的优点为：

1.本发明提供一种高精度靠面基准传递装置，该装置的微调结构简单，调整方便，具有较高的结构常数稳定性且安装方便，制作工艺简单，零件较少，提高了机构的整体精度，方便准确的测量角度值，不改变棱镜的主体结构，复位精度稿，稳定性高，能在很小的空间实现角度短时间内的微调改变。

2.本发明转接板的侧面设有微调顶丝，通过旋转微调顶丝来改变棱镜光轴与靠面法线之间的角度，能够达到微调角度的效果，方便简单形成设计角度。

3.本发明转接板设有定位凸台，起到了定位的作用，方便棱镜座与转接板相连。

4.本发明在第一接板部分设置有一个腰形应力孔，是为了提高柔性连接的刚性系数，便于在平面内偏转角度。

5.与原有靠面基准传递装置一体化设计不同的是，本发明在棱镜底座设有第一凸台和第二凸台，第一凸台起到了定位的作用，方便棱镜底座与转接板连接。

6.本发明棱镜底座上设有第一凹槽，原有装置不存在凹槽且被设计为整面，这样很难保证该平面的平行度，且研磨难度较大，本发明棱镜底座中部设有第一凹槽，使棱镜底座更容易进行研磨，有效提高棱镜底座上底面的平行度，更容易保证该装置的整体精度。

7.本发明在棱镜底座采用四个倒角，对于整体底面的平面度起到了关键性的作用，由于倒角的存在，当底面平面需要研磨时，研磨量不会影响到其余面的平面度。

8.本发明的转接板采用7075航空铝材料，强度高，抗腐蚀能力强。

附图说明

图1是结构靠面法线和虚光轴设计夹角示意图；

图2是设计角度与实际角度示意图；

图3是本发明便于调节的高精度靠面基准传递装置的爆炸结构图一；

图4是本发明便于调节的高精度靠面基准传递装置的爆炸结构图二；

图5是本发明便于调节的高精度靠面基准传递装置中的转接板结构图。

附图标记：1-棱镜座，2-转接板，3-棱镜底座，4-微调顶丝，11-棱镜孔，12-弧形凹槽，13-定位槽，14-倒角，21-第一接板，22-第二接板，23-柔性部件，24-应力孔，25-定位凸台，26-定位凹槽，31-第一凸台，32-第二凸台，33-第一凹槽，34-第二凹槽，35-螺纹孔，36-安装孔，37-倒角。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明的内容作进一步详细描述：

如图3、图4、图5所示，一种便于调节的高精度靠面基准传递装置包括棱镜座1、转接板2、棱镜底座3和两个微调顶丝4；棱镜座1上设置有安装棱镜的棱镜孔11，棱镜孔11的四周设置有弧形凹槽12；转接板2包括第一接板21和第二接板22，第一接板21和第二接板22通过柔性部件23连接，第一接板21上设置有应力孔24，所述第二接板22的侧面设置有定位凹槽26；棱镜底座3上设置有第一凸台31、第二凸台32、第一凹槽33和第二凹槽34；第一凸台31、第二凸台32分别设置在棱镜底座3的上底面，第一凹槽33设置在第一凸台31、第二凸台32之间，第二凹槽34设置在棱镜底座3下底面；第二凸台32上设置有两个螺纹孔35；棱镜座1设置在转接板2的上方，且第二接板22与棱镜座1通过安装螺钉固定连接；转接板2安装在第一凸台31、第二凸台32之间，且第一接板21与棱镜底座3通过安装螺钉固定连接，微调顶丝4穿过第二凸台32的螺纹孔35顶紧在第二接板22的定位凹槽26内，棱镜座1上设置有定位槽13，转接板2上设置有与定位槽13配合安装的定位凸台25，方便棱镜座1和转接板2的安装定位。

在转接板2上设置有应力孔24，应力孔24可为腰型孔，提高柔性连接的刚性系数，便于在平面内偏转角度，增加微调精度，第一接板21、第二接板22和柔性部件23可为一体设置。

棱镜座1为长方体结构，长方体结构的上底面均设置有倒角14，棱镜底座3的四角均设置有倒角37，棱镜底座3上设置有安装孔36，安装孔36为四个，均布在棱镜底座3的四周，方便靠面基准传递装置与其他部件的连接或将靠面基准传递装置固定在其他装置上。

本发明在棱镜底座3设有第一凸台31和第二凸台32，第一凸台31起到了定位的作用，方便棱镜底座与转接板连接，本发明棱镜底座3上设有第一凹槽33，在原有装置不存在凹槽且被设计为一整个面，这样很难保证该平面的平行度，且研磨难度较大，本发明棱镜底座3设有第一凹槽，使棱镜底座更容易进行研磨，有效提高棱镜底座的平行度，更容易保证该装置的整体精度。

本发明在棱镜底座采用四个倒角，对于整体底面的平面度起到了关键性的作用，由于倒角的存在，当底面平面需要研磨时，研磨量不会影响到其余面的平面度，与底面相连接的面同理。

本发明与原有靠面基准传递装置通过研磨靠面来改变棱镜光轴与靠面法线之间的角度不同的是，转接板2的侧面有个微调顶丝，通过旋转顶丝来改变棱镜光轴与靠面法线之间的角度，能够达到微调角度的效果，方便简单形成设计角度。

图2是设计角度与实际角度示意误差示意图，其中结构靠面法线与输出光轴的水平方位夹角为θ2，得到精确的误差α(α＝θ1-θ2)。

图5是转接板零件图，转接板2与棱镜座1、棱镜底座3相连，转接板2分为第一接板21、第二接板22两部分，第一接板21、第二接板22柔性连接(具体采用7075航空铝)，第二接板22与棱镜座1以螺钉连接，第一接板21与棱镜底座3以螺钉连接，但第一接板21部分与棱镜座1，第二接板22与棱镜底座3不连接。

图4是棱镜座1、转接板2和棱镜底座3连接示意图，在转接板2右侧侧面有两个定位凹槽26，通过微调两个微调顶丝4改变第一接板21、第二接板22两部分之间夹角，进而改变结构靠面与棱镜虚拟光轴的夹角，弥补误差，使其达到理想的设计角度。已知误差为α，当α＜0时则实际角度小于设计角度，旋进左边微调顶丝，增大第一接板、第二接板两部分夹角，减小误差α；当α＞0时则实际角度大于设计角度，旋进右边微调顶丝，减小第一接板、第二接板两部分夹角，减小误差α。

Claims (8)

1.一种便于调节的高精度靠面基准传递装置，其特征在于：包括棱镜座(1)、转接板(2)、棱镜底座(3)和多个微调顶丝(4)；

所述棱镜座(1)上设置有安装棱镜的棱镜孔(11)，所述棱镜孔(11)的四周设置有弧形凹槽(12)；

所述转接板(2)包括第一接板(21)和第二接板(22)，所述第一接板(21)和第二接板(22)通过柔性部件(23)连接，所述第一接板(21)上设置有应力孔(24)，所述第二接板(22)的侧面设置有定位凹槽(26)；所述棱镜底座(3)上设置有第一凸台(31)、第二凸台(32)、第一凹槽(33)和第二凹槽(34)；所述第一凸台(31)、第二凸台(32)分别设置在棱镜底座(3)的上底面，所述第一凹槽(33)设置在第一凸台(31)、第二凸台(32)之间，所述第二凹槽(34)设置在棱镜底座(3)下底面；所述第二凸台(32)上设置有多个螺纹孔(35)；

所述棱镜座(1)设置在转接板(2)的上方，且第二接板(22)与棱镜座(1)固定连接；所述转接板(2)设置在第一凸台(31)、第二凸台(32)之间，且第一接板(21)与棱镜底座(3)固定连接，所述微调顶丝(4)穿过第二凸台(32)的螺纹孔(35)顶紧在第二接板(22)的定位凹槽(26)内；

所述棱镜座(1)上设置有定位槽(13)，所述转接板(2)上设置有与定位槽(13)配合安装的定位凸台(25)。

2.根据权利要求1所述的便于调节的高精度靠面基准传递装置，其特征在于：所述应力孔(24)为腰型孔。

3.根据权利要求2所述的便于调节的高精度靠面基准传递装置，其特征在于：所述第一接板(21)、第二接板(22)和柔性部件(23)为一体设置。

4.根据权利要求3所述的便于调节的高精度靠面基准传递装置，其特征在于：所述转接板(2)采用7075航空铝制作。

5.根据权利要求4所述的便于调节的高精度靠面基准传递装置，其特征在于：所述棱镜座(1)为长方体结构，长方体结构的上底面设置有第一倒角(14)。

6.根据权利要求5所述的便于调节的高精度靠面基准传递装置，其特征在于：所述棱镜底座(3)的四角均设置有第二倒角(37)。

7.根据权利要求6所述的便于调节的高精度靠面基准传递装置，其特征在于：所述棱镜底座(3)上设置有安装孔(36)，所述安装孔(36)为四个，均布在棱镜底座(3)的四周。

8.根据权利要求7所述的便于调节的高精度靠面基准传递装置，其特征在于：所述棱镜座(1)与转接板(2)通过安装螺钉固定连接；所述棱镜底座(3)转接板(2)通过安装螺钉固定连接。