CN111272153A - 一种被动调平结构的检平装置与方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种被动调平结构的检平装置和方法，属于被动调平结构的技术领域。该装置包括用于产生相对位移的驱动模块、用于实现被动调平的调平模块、用作检测光源的光源模块、用于调平状态监测的检平模块以及用于信号采集与反馈控制的控制系统。该装置和方法通过准直激光入射到被动调平的反射板上，通过位置敏感探测器探测反射回来的光束，进而判断调平状态，有效的解决了被动调平结构的检平问题，具有实时、非接触和高精度检测等特点。
Description
技术领域
本发明涉及被动调平结构的技术领域，具体涉及一种被动调平结构的检平装置与方法。
背景技术
调平结构已经广泛应用于各类仪器设备中，调平是保证很多仪器设备正常工作的必要过程，而检平又是调平的必要步骤。调平分为被动调平和主动调平。被动调平结构主要有：柔性铰链结构、波纹管结构和球碗调平结构等；主动调平主要依靠精密工件台配合精密间隙检测进行调平。虽然主动调平具备调平精度高，可控性好等优点，但是它同样存在结构复杂、成本高等不足。因此，很多仪器设备的调平方案依然选择被动调平的方式。
由于检测方法限制，目前被动调平很少进行调平状态检测，一般都是凭经验进行，最多设置一个极限贴紧距离，这就导致要么调平效果不佳，要么就容易对调平结构造成损坏。
本发明是一种被动调平结构的检平装置和方法，该装置和方法通过准直激光入射到被动调平的反射板上，通过位置敏感探测器探测反射回来的光束，进而判断调平状态，有效的解决了被动调平结构的检平问题，具有实时、非接触和高精度检测等特点。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是：提出一种被动调平结构的检平装置和方法，该装置和方法通过准直激光入射到被动调平的反射板上，通过位置敏感探测器探测反射回来的光束，进而判断调平状态，有效的解决了被动调平结构的检平问题，具有实时、非接触和高精度检测等特点。
本发明解决上述技术问题采用的技术方案是：一种被动调平结构的检平装置，包括用于产生相对位移的驱动模块、用于实现被动调平的调平模块、用作检测光源的光源模块、用于调平状态检测的检平模块以及用于信号采集与反馈控制的控制系统；其中：
所述的驱动模块包含位移台、安装板和基准板，其中位移台安装在整机基板上，安装板安装在位移台上，基准板安装在安装板上；
所述的调平模块包含调平结构和反射板，其中调平结构安装在整机基板上，反射板安装在调平结构上；所述的调平结构俯仰方向都应具有弹性变形能力；所述的反射板必须有一个面能反射准直激光，如果反射板不能透准直激光，则靠近光源模块一面作为反射面；如果反射板能透射准直激光，则两个面选择一个面作为反射面即可；
所述的光源模块包含光源调节架和准直激光头，其中光源调节架安装在整机基板上，准直激光头安装在光源调节架上。光源调节架可以调节准直激光头的俯仰角度，进而调节准直激光光束的出射角度；
所述的检平模块包括准直透镜、位置敏感探测器和探测器调节架，其中准直透镜和探测器调节架安装在整机基板上，位置敏感探测器安装在探测器调节架上；探测器调节架可以调节位置敏感探测器的俯仰角度，进而匹配准直激光光束的入射角度。
其中，所述的位移台也可以设计安装在调平模块上，只需让基准板和反射板产生相对位移即可，同时整个装置也可以上下倒置安装、左右安装或任意状态安装使用；
其中，所述的检平模块，可以通过调节检平模块与反射板之间的距离、调节光源模块和检平模块之间的角度、提高位置敏感探测器的探测精度以及更换准直透镜方式，来调整检平模块的检平精度。
一种被动调平结构的检平方法，利用上述的装置，包括：
第一步，开启各模块电源，打开控制软件；
第二步，移动位移台，此时激光光束已经入射到反射板上，位置敏感探测器也已经接收到信号。随着位移台的移动，反射板与基准板开始接触，反射板将自适应的贴平基准板；
第三步，反射板与基准板贴平过程中，位置敏感探测器实时检测位置偏移数据，控制系统采集数据并处理出调平状态信息；
第四步，当位移台继续小步进量步进，而位置敏感探测器数据不变时，说明调平已经完成，位移台不再移动。
本发明的有益效果是：
1、该装置和方法通过准直激光入射到被动调平的反射板上，通过位置敏感探测器探测反射回来的光束，进而判断调平状态，有效的解决了被动调平结构的检平问题；
2、该装置和方法具有实时、非接触和高精度调平状态检测等特点。
附图说明
图1为本发明的一种被动调平结构的检平装置的整体结构图；
图2为本发明的一种被动调平结构的检平装置的零部件装配图。
附图标记：
1是驱动模块；
2是调平模块；
3是光源模块；
4是检平模块；
5是控制系统；
6是位移台；
7是安装板；
8是基准板；
9是调平结构；
10是反射板；
11是光源调节架；
12是准直激光头；
13是准直透镜；
14是位置敏感探测器；
15是探测器调节架。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和装置等的优点更加清楚，以下结合附图对本发明做进一步详细说明。
参照图1，该装置包括用于产生相对位移的驱动模块1、用于实现被动调平的调平模块2、用作检测光源的光源模块3、用于调平状态检测的检平模块4以及用于信号采集与反馈控制的控制系统5；
参照图2，该装置的驱动模块1包含位移台6、安装板7和基准板8。其中位移台6安装在整机基板上，安装板7安装在位移台6上，基准板8安装在安装板7上；该装置的调平模块2包含调平结构9和反射板10。其中调平结构9安装在整机基板上，反射板10安装在调平结构9上。该装置的调平结构9俯仰方向都应具有弹性变形能力。该装置的反射板10必须有一个面能反射准直激光，如果反射板10不能透准直激光，则靠近光源模块3一面作为反射面；如果反射板10能透射准直激光，则两个面选择一个面作为反射面即可；该装置的光源模块3包含光源调节架11和准直激光头12，其中光源调节架11安装在整机基板上，准直激光头12安装在光源调节架11上。光源调节架11可以调节准直激光头12的俯仰角度，进而调节准直激光光束的出射角度；该装置的检平模块4包括准直透镜13、位置敏感探测器14和探测器调节架15，其中准直透镜13和探测器调节架15安装在整机基板上，位置敏感探测器14安装在探测器调节架15上。探测器调节架15可以调节位置敏感探测器14的俯仰角度，进而匹配准直激光光束的入射角度；该装置的位移台6也可以设计安装在调平模块2上，只需让基准板8和反射板10产生相对位移即可。同时整个装置也可以上下倒置安装使用、左右安装使用或者任意状态安装使用；该装置的检平模块4，可以通过调节检平模块4与反射板10之间的距离、调节光源模块3和检平模块4之间的角度、提高位置敏感探测器14的探测精度以及更换准直透镜13等方式，来调整检平模块4的检平精度。
参照图1、图2，该被动调平结构的检平装置的操作流程如下：
第一步，开启各模块电源，打开控制软件；
第二步，移动位移台，此时激光光束已经入射到反射板上，位置敏感探测器也已经接收到信号。随着位移台的移动，反射板与基准板开始接触，反射板将自适应的贴平基准板；
第三步，反射板与基准板贴平过程中，位置敏感探测器实时检测位置偏移数据，控制系统采集数据并处理出调平状态信息；
第四步，当位移台继续小步进量步进，而位置敏感探测器数据不变时，说明调平已经完成，位移台不再移动。
以上所述，仅为本发明中的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，可理解想到的变换或替换，都涵盖在本发明的包含范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
Claims (4)
1.一种被动调平结构的检平装置，其特征在于：包括用于产生相对位移的驱动模块(1)、用于实现被动调平的调平模块(2)、用作检测光源的光源模块(3)、用于调平状态检测的检平模块(4)以及用于信号采集与反馈控制的控制系统(5)；其中：
所述的驱动模块(1)包含位移台(6)、安装板(7)和基准板(8)，其中位移台(6)安装在整机基板上，安装板(7)安装在位移台(6)上，基准板(8)安装在安装板(7)上；
所述的调平模块(2)包含调平结构(9)和反射板(10)，其中调平结构(9)安装在整机基板上，反射板(10)安装在调平结构(9)上，所述的调平结构(9)俯仰方向都应具有弹性变形能力，所述的反射板(10)必须有一个面能反射准直激光，如果反射板(10)不能透准直激光，则靠近光源模块(3)一面作为反射面；如果反射板(10)能透射准直激光，则两个面选择一个面作为反射面即可；
所述的光源模块(3)包含光源调节架(11)和准直激光头(12)，其中光源调节架(11)安装在整机基板上，准直激光头(12)安装在光源调节架(11)上，光源调节架(11)可以调节准直激光头(12)的俯仰角度，进而调节准直激光光束的出射角度；
所述的检平模块(4)包括准直透镜(13)、位置敏感探测器(14)和探测器调节架(15)，其中准直透镜(13)和探测器调节架(15)安装在整机基板上，位置敏感探测器(14)安装在探测器调节架(15)上，探测器调节架(15)可以调节位置敏感探测器(14)的俯仰角度，进而匹配准直激光光束的入射角度。
2.根据权利要求1所述的一种被动调平结构的检平装置，其特征在于：所述的位移台(6)也可以设计安装在调平模块(2)上，只需让基准板(8)和反射板(10)产生相对位移即可，同时整个装置也可以上下倒置安装、左右安装或任意状态安装使用。
3.根据权利要求1所述的一种被动调平结构的检平装置，其特征在于：所述的检平模块(4)，可以通过调节检平模块(4)与反射板(10)之间的距离、调节光源模块(3)和检平模块(4)之间的角度、提高位置敏感探测器(14)的探测精度以及更换准直透镜(13)方式，来调整检平模块(4)的检平精度。
4.一种被动调平结构的检平方法，利用权利要求1所述的装置，其特征在于：包括：
第一步，开启各模块电源，打开控制软件；
第二步，移动位移台，此时激光光束已经入射到反射板上，位置敏感探测器也已经接收到信号，随着位移台的移动，反射板与基准板开始接触，反射板将自适应的贴平基准板；
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