CN109387918B - 一种主三一体镜定位组合装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种主三一体镜定位组合的装置及方法。该主三一体镜定位组合的装置包括：主三一体镜；主三一体镜室，用于容纳和定位所述主三一体镜；所述主三一体镜室包括定位装置，所述定位装置包括设置于所述主三一体镜室背面的背部定位块，与所述背部定位块正对的压板，设置于所述主三一体镜室底面的刚性支撑点，与所述镜室底面的刚性支撑点正对的柔性支撑块,设置于所述主三一体镜室侧面的刚性定位块,与所述镜室侧面的刚性定位块正对的柔性支撑块。该主三一体镜定位组合的装置及方法能够降低装调难度、提高结构稳定性且适用于立式安装使用。

Description

一种主三一体镜定位组合装置及方法

技术领域

本发明涉及光学元件定位的技术领域，具体涉及一种主三一体镜定位组织装置及方法。

背景技术

大视场离轴三反系统通常为三反射镜。目前，关于离轴三反主三镜一体化定位组合装置有多种，其中，以主三一体镜为长条形的定位安装较为困难。现有技术CN104777587B公开一种主镜定位安装机构，包括定位组合块、三组定位机构和多组辅助支撑机构；所述定位组合块包括圆锥窝定位块、V型槽定位块和平面定位块；圆锥窝定位块、V型槽定位块和平面定位块圆周均布粘接在主镜背面；三组定位机构分别与圆锥窝定位块、V型槽定位块和平面定位块配合，以实现对主镜定位，多组辅助支撑机构设置在主镜轴向均匀承重位置上，三组定位机构和多组辅助支撑机构均固定连接在主镜室上。三组所述定位机构包括定位球头、定位座、导向杆、压簧和压板；定位座套在导向杆上，导向杆在定位座内滑动，压板与定位座为螺钉连接，压簧预载压缩安装在导向杆与压板之间，定位球头与导向杆为螺纹连接，定位座与主镜室为螺钉连接。多组所述辅助支撑机构包括支撑座、支撑杆、支撑球头、球窝压板、球窝、连接座和支撑垫；支撑座与主镜室为螺钉连接，支撑杆与支撑座螺纹连接；支撑球头与支撑杆胶接，球窝与连接座胶接，支撑球头与球窝配合接触，球窝压板与连接座螺钉连接，保证球窝与球头不脱离；支撑垫与连接座螺钉连接。多组辅助支撑机构的组数大于等于三组。

在CN104777587B中的主镜定位安装机构的工作原理为根据Kinematic的三点定位原理将圆锥窝定位块、V型槽定位块和平面定位块圆周均布粘接在主镜背面的外圆周，并将三组定位组件固定在主镜室内，圆锥窝定位块、V型槽定位块和平面定位块分别与三组定位组件的定位球头配合接触，实现对主镜与主镜室的定位。现有技术中的工作过程为：主镜向主镜室安装的过程为首先将主镜和主镜室水平放置，借助起吊工装将主镜吊起，并使主镜慢慢下降，在下降过程中，当主镜背面圆周均布粘接的圆锥窝定位块、V型槽定位块和平面定位块分别与三组定位组件的定位球头配合接触后，继续下降主镜，导向杆压缩压簧，并使导向杆向下下降的距离为d1，此时主镜背面与多组辅助支撑组件的支撑垫接触，且由多组辅助支撑组件承载主镜的镜重，此时移除起吊工装；旋转多组辅助支撑组件的支撑杆使主镜继续下降，使主镜再次下降的距离为d2-d1，直至主镜的轴向支撑垫与轴向支撑球头配合，完成对主镜的定位与安装。将主镜从镜室内拆卸过程为此过程的逆过程。

CN104777587B虽然实现了对主镜与主镜室的重复定位，不会形成过约束或者欠约束，从而保证了定位安装过程中主镜的安全，但是该主镜定位安装过程的调整复杂、装调难度大，结构稳定性差，且对于立式使用的主三一体镜无法有效定位安装。

针对现有技术中安装过程中装调难度大、结构稳定性差且不适用立式安装使用的主三镜定位安装的问题，急需一种能够降低装调难度、提高结构稳定性且适用于立式安装使用的主三一体镜定位组合的装置及方法。

发明内容

针对现有技术中安装过程中装调难度大、结构稳定性差且不适用立式安装使用的主三镜定位安装的问题，本发明实施例提供一种能够降低装调难度、提高结构稳定性且适用于立式安装使用的主三一体镜定位组合的装置及方法。本发明实施例提供的主三一体镜定位组合的装置包括主三一体镜及具有定位装置的主三一体镜室，主三一体镜的位置精度通过定位块加工精度来保证，从减少装调环节，进而降低装调难度。

该主三一体镜定位组合的装置的具体方案如下：一种主三一体镜定位组合的装置包括：主三一体镜；主三一体镜室，用于容纳和定位所述主三一体镜；所述主三一体镜室包括定位装置，所述定位装置包括设置于所述主三一体镜室背面的背部定位块，与所述背部定位块正对的压板，设置于所述主三一体镜室底面的刚性支撑点，与所述镜室底面刚性支撑点正对的柔性支撑块，设置于所述主三一体镜室侧面的刚性定位块，与所述主三一体镜室侧面的刚性定位块正对的柔性支撑块。

优选地，所述主三一体镜室背面设置有三个背部定位块，所述主三一体镜室底面设置有两个刚性支撑点及其正对的柔性支撑块，所述主三一体镜室侧面设置有一个刚性定位块及其正对的柔性支撑块，所述三个背部定位块、两个刚性支撑点及其正对的柔性支撑块、一个刚性定位块及其正对的柔性支撑块构成静定结构。

优选地，所述背部定位块可与所述主三一体镜室一体加工成型。

优选地，所述主三一体镜室的上方设置有两个起吊孔，分别位于所述主三一体镜室的上方左右侧。

优选地，所述主三一体镜室的顶部设有与所述两个刚性支撑点正对的两个顶部柔性支撑块。

优选地，所述定位装置的各个元件之间采用支撑固定片并通过固定螺钉连接在所述主三一体镜室上。

优选地，所述主三一体镜为矩形镜体。

优选地，所述主三一体镜具有物象等距共轭光学设计的特征。

本发明实施例还提供一种主三一体镜定位安装的方法。该主三一体镜定位安装的方法的具体技术方案为，方法包括步骤S1：将主三一体镜和主三一体镜室水平放置；步骤S2：通过起吊工装将主三一体镜吊起，并将主三一体镜室缓慢下降，当放入主三一体镜室后，以刚性支撑点与刚性定位块为定位点放置于背部定位块面上，调节支撑固定片使侧方的柔性支撑块与主三一体镜接触，实现Y向定位；步骤S3：研磨压板的安装面，使压板与背部定位块正对实现主三一体镜的Z向定位，并紧定固定螺钉；步骤S4：通过起吊孔使主三一体镜室与主三一体镜的组合的X向垂直地面，主三一体镜立式后，主三一体镜下部刚性支撑点承受主三一体镜的全部重量，调节顶部柔性支撑块与主三一体镜虚接，从而实现主三一体镜空间六自由度的固定，实现主三一体镜的精确定位；步骤S5：将主三一体镜从主三一体镜室内拆卸。

优选地，所述步骤S5为步骤S1至步骤S4的逆过程。

从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：

本发明实施例所提供的一种主三一体镜定位组合的装置中的主三一体镜的位置精度是通过定位块加工精度来确保的，且三反系统由三镜变为两镜系统，从而减少装调环节，进而有效地降低装调难度。进一步地，本发明实施例所提供的一种主三一体镜定位组合的装置采用柔性支撑与刚性支撑一一相对的方式，实现主三一体镜和主三一体镜室低应力联接为组合体，不会形成过约束或者欠约束，从而保证了定位安装过程中主三一体镜的安全，进一步地，主三一体镜与主三一体镜室一体化结构保证主三一体镜在重力、温度等载荷作用下具有较好的面形精度。进一步地，本发明实施例所提供的一种主三一体镜定位组合的装置相对于现有技术，主三一体镜由两镜合一为单镜，长镜为近正方镜，能够独立完成对主三一体镜的定位、安装、拆卸，且适用于立式或卧式主镜的定位、安装与拆卸。

附图说明

图1为本发明实施例中提供的一种主三一体镜定位组合的装置的结构示意图；

图2为本发明实施例中提供的一种主三一体镜定位组合的装置的定位示意图；

图3为本发明实施例中提供的一种主三一体镜定位组合的装置的分布示意图；

图4为本发明实施例中提供的一种主三一体镜定位安装的方法的流程示意图。

附图中的标记说明：

110、组合的装置 1、主三一体镜 2、主三一体镜室

2-1、刚性定位块 2-2、侧方柔性支撑块 2-3、刚性支撑点

2-4、顶部柔性支撑块 2-5、支撑固定片 2-6、起吊孔

2-7、背部定位块 2-8、压板 2-9、固定螺钉

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

如图1所示，本发明实施例中提供的一种主三一体镜定位组合的装置的结构示意图。一种主三一体镜定位组合的装置10包括：主三一体镜1；用于容纳和定位所述主三一体镜1的主三一体镜室2。其中，主三一体镜室2包括定位装置，所述定位装置包括设置于主三一体镜室2背面的背部定位块2-7，与背部定位块2-7正对的压板2-8，设置于主三一体镜2室底面的刚性支撑点2-3和设置于主三一体镜室2侧面的刚性定位块2-1。

在一实施例中，主三一体镜1根据光学系统加工成矩形镜体。主三一体镜1具有物象等距共轭光学设计的特征。

结合图1至图3所示，在该实施例中，主三一体镜室2背面设置有三个背部定位块2-7，主三一体镜室2底面设置有两个刚性支撑点2-3，主三一体镜室2侧面设置有一个刚性定位块2-1。其中，三个背部定位块2-7、两个刚性支撑点2-3和一个刚性定位块2-1及各自相互正对的柔性支撑块构成静定结构，即实现空间六自由度的定位。在一优选实施例中，刚性支撑点2-3设置在主三一体镜室2的下方最佳承力点处。主三一体镜1的位置由刚性支撑点2-3和刚性定位块2-1的加工精度来保证，相对现有技术减少了装调环节，从而降低了装调难度。在一优选实施例中，背部定位块2-7可与主三一体镜室2一体加工成型。主三一体镜室2的上方还设置有两个起吊孔2-6，起吊孔2-6用于在安装时通过起吊机起吊主三一体镜室2。两个起吊孔2-6分别位于所述主三一体镜室的上方左右侧。

主三一体镜室2的顶部设有与两个刚性支撑点2-3正对的两个顶部柔性支撑块2-4。侧方柔性支撑块2-2与侧方的刚性定位块2-1正对；三处压板2-8与三处背部定位块2-7正对。主三一体镜室2的定位装置采用柔性支撑与刚性支撑一一相对的方式，实现主三一体镜1和主三一体镜室2低应力联接地组合，不会形成过约束或者欠约束，从而保证了定位安装过程中主三一体镜1的安全。在该实施例中，所有支撑块都采用支撑固定片2-5通过固定螺钉2-9连接在主三一体镜室2上，实现主三一体镜1与主三一体镜室2低应力联接为组合体。主三一体镜1与主三一体镜室2的一体化结构保证主三一体镜1在重力、温度等载荷作用下具有较好的面形精度。

本发明实施例所提供的一种主三一体镜定位安装的组合装置中的主三一体镜的位置精度是通过定位块加工精度来确保的，且三反系统由三镜变为两镜系统，从而减少装调环节，进而有效地降低装调难度。

本发明实施例所提供的一种主三一体镜定位安装的组合装置采用柔性支撑与刚性支撑一一相对的方式，实现主三一体镜和主三一体镜室低应力联接为组合体，不会形成过约束或者欠约束，从而保证了定位安装过程中主三一体镜的安全，进一步地，主三一体镜与主三一体镜室一体化结构保证主三一体镜在重力、温度等载荷作用下具有较好的面形精度。

本发明实施例所提供的一种主三一体镜定位安装的组合装置相对于现有技术，主三一体镜由两镜合一为单镜，长镜为近正方镜，能够独立完成对主三一体镜的定位、安装、拆卸，且适用于立式或卧式主镜的定位、安装与拆卸。

如图4所示，本发明实施例提供一种主三一体镜定位安装的方法。该主三一体镜定位安装的方法包括五个步骤，每个步骤具体的内容阐述如下。

步骤S1：将主三一体镜和主三一体镜室水平放置。

步骤S2：通过起吊工装将主三一体镜吊起，并将主三一体镜室缓慢下降，当放入主三一体镜室后，以刚性支撑点与刚性定位块为定位点放置于背部定位块面上，调节支撑固定片使侧方的柔性支撑块与主三一体镜接触，实现Y向定位。

步骤S3：研磨压板的安装面，使压板与背部定位块正对实现主三一体镜的Z向定位，并紧定固定螺钉。

步骤S4：通过起吊孔使主三一体镜室与主三一体镜的组合的X向垂直地面，主三一体镜立式后，主三一体镜下部刚性支撑点承受主三一体镜的全部重量，调节顶部柔性支撑块与主三一体镜虚接，从而实现主三一体镜空间六自由度的固定，实现主三一体镜的精确定位。

步骤S5：将主三一体镜从主三一体镜室内拆卸。其中，步骤S5为步骤S1至步骤S4的逆过程，此处就不再赘述具体的过程步骤了。

以图1至图3所示的主三一体镜定位组合的装置10为具体实施例阐述主三一体镜定位安装的方法的具体过程步骤。主三一体镜1向主三一体镜室2安装的过程为：首先，将主三一体镜1和主三一体镜室2水平放置；借助起吊工装将主三一体镜1吊起，并将主三一体镜室1缓慢下降；当放入主三一体镜室2后，以刚性支撑点2-3与刚性定位块2-1为定位点放置于背部定位块2-7面上；调节支撑固定片2-5使侧方的柔性支撑块2-2与主三一体镜1接触，实现Y向定位；通过研磨三处压板2-8的安装面使压板2-8与三处背部定位块2-7正对实现主三一体镜1的Z向定位，并紧定固定螺钉2-9；此时，通过起吊孔2-6使主三一体镜室2组件在X向垂直地面；主三一体镜1立式后，主三一体镜2下部两处刚性支撑点2-3承受主三一体镜1全部重量，调节两处顶部柔性支撑块2-4与主三一体镜1虚接，从而实现主三一体镜1空间六自由度的固定，实现主三一体镜1的精确定位。将主镜从镜室内拆卸过程为此过程的逆过程。

本发明实施例所提供的主三一体镜定位安装的方法能够降低装调难度、提高结构稳定性且适用于立式安装使用。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (4)

1.一种主三一体镜定位组合的装置，其特征在于，所述装置包括：

主三一体镜；所述主三一体镜为矩形镜体；

主三一体镜室，用于容纳和定位所述主三一体镜；所述主三一体镜室包括定位装置，所述定位装置包括设置于所述主三一体镜室背面的背部定位块，与所述背部定位块正对的压板，设置于所述主三一体镜室底面的刚性支撑点，与所述镜室底面的刚性支撑点正对的顶部柔性支撑块，设置于所述主三一体镜室侧面的刚性定位块，与所述主三一体镜室侧面的刚性定位块正对的侧方的柔性支撑块；

所述主三一体镜室背面设置有三个所述背部定位块，所述主三一体镜室底面设置有两个所述刚性支撑点，所述三一体镜室的顶部设有与所述两个刚性支撑点正对的两个所述顶部柔性支撑块，所述主三一体镜室侧面设置有一个所述刚性定位块及其正对的所述侧方的柔性支撑块，三个背部定位块、两个刚性支撑点及其正对的顶部柔性支撑块、和一个刚性定位块及其正对的侧方的柔性支撑块构成静定结构；

所述主三一体镜室的上方设置有两个起吊孔，分别位于所述主三一体镜室的上方左右侧；

其中，

将主三一体镜和主三一体镜室水平放置；

通过起吊工装将主三一体镜吊起，并将主三一体镜缓慢下降，当放入主三一体镜室后，以刚性支撑点与刚性定位块为定位点放置于背部定位块面上，调节支撑固定片使侧方的柔性支撑块与主三一体镜接触，实现Y向定位；

研磨压板的安装面，使压板与背部定位块正对实现主三一体镜的Z向定位，并紧定固定螺钉；

通过起吊孔使主三一体镜室与主三一体镜的组合的X向垂直地面，主三一体镜立式后，主三一体镜下部刚性支撑点承受主三一体镜的全部重量，调节顶部柔性支撑块与主三一体镜虚接，从而实现主三一体镜空间六自由度的固定，实现主三一体镜的精确定位；

刚性支撑点设置在主三一体镜室的下方最佳承力点处；

主三一体镜的位置由刚性支撑点和刚性定位块的加工精度来保证。

2.根据权利要求1所述的一种主三一体镜定位组合的装置，其特征在于，所述背部定位块与所述主三一体镜室一体加工成型。

3.根据权利要求1所述的一种主三一体镜定位组合的装置，其特征在于，所述主三一体镜具有物象等距共轭光学设计的特征。

4.一种主三一体镜定位安装的方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤S1：将主三一体镜和主三一体镜室水平放置；所述主三一体镜为矩形镜体；所述主三一体镜室包括定位装置，所述定位装置包括设置于所述主三一体镜室背面的背部定位块，与所述背部定位块正对的压板，设置于所述主三一体镜室底面的刚性支撑点，与所述镜室底面的刚性支撑点正对的顶部柔性支撑块，设置于所述主三一体镜室侧面的刚性定位块，与所述主三一体镜室侧面的刚性定位块正对的侧方的柔性支撑块；

所述主三一体镜室背面设置有三个所述背部定位块，所述主三一体镜室底面设置有两个所述刚性支撑点，所述三一体镜室的顶部设有与所述两个刚性支撑点正对的两个所述顶部柔性支撑块，所述主三一体镜室侧面设置有一个所述刚性定位块及其正对的所述侧方的柔性支撑块，三个背部定位块、两个刚性支撑点及其正对的顶部柔性支撑块、和一个刚性定位块及其正对的侧方的柔性支撑块构成静定结构；刚性支撑点设置在主三一体镜室的下方最佳承力点处；

步骤S2：通过起吊工装将主三一体镜吊起，并将主三一体镜缓慢下降，当放入主三一体镜室后，以刚性支撑点与刚性定位块为定位点放置于背部定位块面上，调节支撑固定片使侧方的柔性支撑块与主三一体镜接触，实现Y向定位；

步骤S3：研磨压板的安装面，使压板与背部定位块正对实现主三一体镜的Z向定位，并紧定固定螺钉；

步骤S4：通过起吊孔使主三一体镜室与主三一体镜的组合的X向垂直地面，主三一体镜立式后，主三一体镜下部刚性支撑点承受主三一体镜的全部重量，调节顶部柔性支撑块与主三一体镜虚接，从而实现主三一体镜空间六自由度的固定，实现主三一体镜的精确定位；

主三一体镜的位置由刚性支撑点和刚性定位块的加工精度来保证。