CN111781721B - 一种用于米级口径光学透镜支撑装置的可移动式装调系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种用于米级口径光学透镜支撑装置的可移动式装调系统，其包括可移动式回转装置和调整装置；调整装置设置在可移动式回转装置的上端面上，可移动式回转装置用于带动调整装置进行回转运动；调整装置包括外层调整装置和内层调整装置；外层调整装置包括三个升降调整组件，且升降调整组件沿可移动式回转装置的上端面的边缘均匀分布，用于调整透镜支撑装置的位置和姿态；内层调整装置包括多维调整台和支撑组件；支撑组件设置在多维调整台的台面上，多维调整台用于调整透镜的位置和姿态，支撑组件用于支撑光学透镜。采用这种装调系统，不仅可以实现对透镜以及透镜支撑装置位置和姿态的独立调整，还能够避免划伤镜面的风险。

Description

一种用于米级口径光学透镜支撑装置的可移动式装调系统

技术领域

本发明涉及地基米级口径光学望远镜结构技术领域，特别涉及一种用于米级口径光学透镜支撑装置的可移动式装调系统。

背景技术

米级口径光学透镜广泛应用于主焦点形式的地基米级口径大视场巡天望远镜中，多个大透镜构成的主焦点改正器用来校正望远镜像差从而实现大视场光学系统，而各个透镜面形精度以及相对位置精度是保证光学系统成像质量的重要前提。

大透镜的位置和面形精度是通过其支撑结构来保证。如图1所示，在米级口径透镜支撑结构的设计上，通常采用的方法是每个透镜都设计独立的支撑座，透镜与支撑座之间通过多个柔性支撑点来连接，柔性支撑点与透镜边缘通过粘接方式连接，与支撑座通过螺钉连接。在各个柔性支撑点与透镜边缘粘接前，一个关键的步骤是需要通过位置和姿态调整使透镜以及支撑座的之间达到微米级位置精度及角秒级姿态精度，然后再将透镜与支撑座锁定保持在各自位置进行粘接。

然而，对于米级口径的光学透镜来说，调整及保持与其支撑座的相对位置和姿态达到如此高的精度是非常困难的，原因主要包括以下几个方面：

(1)为保证通光口径范围内遮拦尽可能小，透镜支撑座通常设计为圆环形，这造成了透镜与支撑座之间的空隙非常小，对透镜的位置调整、支撑点的安装精度要求高，操作困难，并且容易产生装配应力，造成透镜面形变化、甚至破碎；

(2)与机械结构不同，大透镜上下表面通常为曲面，侧面为圆柱面，因支撑结构要粘接在大透镜的侧面，因此装配时只能利用透镜上下表面来实现透镜的定位和位置调整，而透镜表面为光学加工面，精度非常高，透镜的定位与位置调整很容易划伤镜面；

(3)由于柔性支撑结构与镜体的粘接部位面积大，距离镜面很近，胶层的特性变化亦容易引起透镜的面形变化。

发明内容

为此，需要提供一种用于米级口径光学透镜支撑装置的可移动式装调系统，用以解决现有的光学透镜支撑结构容易划伤镜面、调装精度不高的问题。

为实现上述目的，发明人提供了一种用于米级口径光学透镜支撑装置的可移动式装调系统，其包括可移动式回转装置和调整装置；

所述调整装置设置在所述可移动式回转装置的上端面上，所述可移动式回转装置用于带动所述调整装置进行回转运动；

所述调整装置包括外层调整装置和内层调整装置；

所述外层调整装置包括三个升降调整组件，且所述升降调整组件沿所述可移动式回转装置的上端面的边缘均匀分布，用于调整透镜支撑座的位置和姿态；

所述内层调整装置包括多维调整台和支撑组件；

所述支撑组件设置在所述多维调整台的台面上，所述多维调整台用于调整透镜的位置和姿态，所述支撑组件用于支撑光学透镜。

作为一种可选的实施例，所述支撑组件包括三个支撑机构和底板，且所述支撑机构沿所述底板的上端面的边缘均匀分布，所述底板与所述多维调整台的台面连接；

每个支撑机构包括支撑杆和支撑板；

所述支撑杆的一端与所述底板相连，另一端与所述支撑板的下端面相抵接，所述支撑板可相对所述支撑杆万向转动；

所述支撑板的上端面设有三个支撑元件，且所述支撑元件沿所述支撑板的上端面的边缘均匀分布；

所述支撑元件用于支撑光学透镜，且可相对所述支撑板万向转动。

作为一种可选的实施例，所述支撑元件的上端连接有橡胶软垫，所述橡胶软垫用于与所述透镜镜面接触。

作为一种可选的实施例，所述多维调整台包括第一回转轴承和调整台；

所述第一回转轴承的上端面与所述底板相连，所述第一回转轴承的下端面与所述调整台连接，且所述底板通过所述第一回转轴承与所述调整台转动连接。

作为一种可选的实施例，所述调整台上设有锁紧机构，所述锁紧机构包括第一锁紧杆、第二锁紧杆和底座，所述第一回转轴承的侧面设有挡板；

所述底座设置在所述调整台的外周壁上，所述底座的两侧壁上分别设有第一开孔和第二开孔，所述挡板位于所述底座的两侧壁之间；

所述第一锁紧杆、所述第二锁紧杆分别与所述第一开孔、所述第二开孔活动连接，并分别穿过所述第一开孔、所述第二开孔抵紧所述挡板的两侧面。

作为一种可选的实施例，所述调整台包括倾斜调整台和水平调整台，所述倾斜调整台和所述水平调整台活动连接；

所述倾斜调整台可在第一预设水平方向上倾斜预设角度，所述水平调整台可沿第二预设水平方向移动。

作为一种可选的实施例，每个所述升降调整组件的上端设有万向支座和弯板；

所述万向支座的上端面支撑在所述透镜支撑座的下端面，且所述万向支座可相对所述升降调整组件万向转动；

所述弯板的底面固定在所述升降调整组件的上端，所述弯板的侧面设有开口和锁紧元件，所述锁紧元件与所述开口活动连接，且所述锁紧元件的一端抵紧所述透镜支撑座的外周壁。

作为一种可选的实施例，每个所述升降调整组件包括上端连接件、直线导轨、丝杆和下端连接件；

所述上端连接件的上端面分别与所述万向支座和所述弯板连接；

所述直线导轨的上端与所述上端连接件的下端面连接，所述直线导轨的下端与所述下端连接件连接，所述下端连接件通过螺母设置在所述丝杆上，所述下端连接件沿着所述丝杆的传动方向做直线往复运动。

作为一种可选的实施例，所述可移动式回转装置包括回转机构和支腿；

所述调整装置设置在所述回转机构的台面上；

所述支腿的上端连接所述回转机构，下端设有脚轮；

所述支腿下端的侧面设有调平地脚，所述调平地脚用于限制所述脚轮的移动。

作为一种可选的实施例，所述调平地脚包括球头螺杆、固定螺套、锁紧螺母、球窝和球窝端盖；

所述固定螺套设置在所述支腿的下端；

所述球头螺杆与所述固定螺套以及所述锁紧螺母螺纹连接；

所述球头螺杆的球头端与所述球窝形成球铰链配合；

所述球窝端盖设置在所述球窝的上端面，用于压紧所述球头螺杆的球头端；

当所述调平地脚延伸至地面时，所述脚轮处于悬空状态。

作为一种可选的实施例，所述回转机构包括支撑框、第二回转轴承和回转台；

所述第二回转轴承的上端面与所述回转台相连，所述第二回转轴承的下端面与所述支撑框相连，且所述回转台通过所述第二回转轴承与所述支撑框转动连接；

所述支撑框的下端面与所述支腿的上端连接。

作为一种可选的实施例，所述支撑框的外周壁上设有连接件，用于连接测量仪器。

区别于现有技术，上述技术方案通过设置内外两层调整装置，实现了分别对透镜和透镜支撑座的位置和姿态的独立调整，外层调整装置用于调整透镜支撑座的位置和姿态，内层调整装置用于调整透镜的位置和姿态；通过设置可移动式回转装置，从而可以带动调整装置进行回转运动。因此，本发明所述的可移动式装调系统广泛适用于光学透镜的安装和姿态调整，特别适用于米级口径或面形精度要求高的透镜。

附图说明

图1为背景技术所述米级口径透镜支撑结构的结构示意图；

图2为具体实施方式所述用于米级口径光学透镜支撑装置的可移动式装调系统的结构示意图；

图3为具体实施方式所述支撑组件的结构示意图；

图4为图3中A部的放大图；

图5为图4中A部的放大图；

图6为图4中B部的放大图；

图7为具体实施方式所述多维调整台的结构示意图；

图8为具体实施方式所述锁紧机构的结构示意图；

图9为具体实施方式所述多维调整台内部结构的示意图；

图10为图9中A部的放大图；

图11为具体实施方式所述升降调整组件的结构示意图；

图12为具体实施方式所述透镜支撑座的两维平移调整的原理图；

图13为具体实施方式所述透镜支撑座的倾斜自由度调整的原理图；

图14为具体实施方式所述可移动式回转装置的结构示意图；

图15为图14中A部的调平地脚的放大图；

图16为具体实施方式所述调平地脚的结构示意图；

图17为具体实施方式所述支撑框的俯视图；

图18为具体实施方式所述支撑框的仰视图；

图19为具体实施方式所述回转台的仰视图。

附图标记说明：

1、透镜；2、透镜支撑座；3、柔性支撑点；

4、可移动式回转装置；41、回转机构；411、支撑框；4111、方形外框；4112、方形内框；4113、内外框连接件；4114、环形基板；4115、支腿连接件；4116、支臂连接件；412、第二回转轴承；413、回转台；4131、中心环形筋板；4132、回转轴承连接面；4133、圆形台面；4134、辐射筋板；42、支腿；43、脚轮；44、调平地脚；441、球头螺杆；442、固定螺套；443、锁紧螺母；444、球窝；445、球窝端盖；

5、调整装置；51、外层调整装置；511、升降调整组件；52、内层调整装置；521、多维调整台；522、支撑组件；523、支撑机构；524、底板；525、支撑杆；5251、球头端；5252、第一压板；526、支撑板；5261、第一球窝；5262、第二球窝；527、支撑元件；5271、球头；5272、凸块；5273、第二压板；528、橡胶软垫；53、第一回转轴承；531、挡板；54、调整台；541、锁紧机构；5411、第一锁紧杆；5412、第二锁紧杆；5413、底座；5414、第一开孔；5415、第二开孔；

542、倾斜调整台；5421、第一倾斜调整台；5422、第二倾斜调整台；5423、楔形块；5424、第三滑块；5425、滚动轴承；5426、丝杠组件；5427、第二手轮；

543、水平调整台；5431、基板；5432、第一水平调整台；5433、第二水平调整台；5434、直线导轨；5435、第一滑块；5436、滚珠丝杠组件；5437、第一手轮；5438、第二滑块；5439、转轴组件；

55、万向支座；551、球头支杆；56、弯板；561、开口；562、锁紧元件；57、上端连接件；58、直线导轨；59、丝杆；510、下端连接件；5101、第三手轮；5102、方形框体。

具体实施方式

为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。

请参阅图2，本实施例提供了一种用于米级口径光学透镜支撑装置的可移动式装调系统，用以解决现有的光学透镜支撑结构容易划伤镜面、调装精度不高的问题。

为实现上述目的，发明人提供了一种用于米级口径光学透镜支撑装置的可移动式装调系统，其包括可移动式回转装置4和调整装置5；调整装置5设置在可移动式回转装置4的上端面上，可移动式回转装置4用于带动调整装置5进行回转运动；调整装置5包括外层调整装置51和内层调整装置52；外层调整装置51包括三个升降调整组件511，且升降调整组件511沿可移动式回转装置4的上端面的边缘均匀分布，用于调整透镜支撑座2的位置和姿态；内层调整装置52包括多维调整台521和支撑组件522；支撑组件522设置在多维调整台521的台面上，多维调整台521用于调整透镜1的位置和姿态，支撑组件522用于支撑透镜1。

相比于现有技术中的支撑结构(如图1所示)，上述技术方案通过设置内外两层调整装置，实现了分别对透镜1和透镜支撑座2的位置和姿态的独立调整，外层调整装置51用于调整透镜支撑座2的位置和姿态，内层调整装置52用于调整透镜的位置和姿态，使得透镜1与透镜支撑座2的位置和姿态的调整相互独立，互不干扰。此外，上述技术方案通过设置可移动式回转装置4，从而可以带动调整装置5进行回转运动。

请参阅图3，本发明的一个具体实施例中，支撑组件522包括三个支撑机构523和底板524，且支撑机构523沿底板524的上端面的边缘均匀分布，底板524与多维调整台521的台面连接；每个支撑机构523包括支撑杆525和支撑板526；支撑杆525的一端与底板524相连，另一端与支撑板526的下端面相抵接，支撑板526可相对支撑杆525万向转动；支撑板526的上端面设有三个支撑元件527，且支撑元件527沿支撑板522的上端面的边缘均匀分布；支撑元件527用于支撑光学透镜1，且可相对支撑板522万向转动。

上述技术方案通过在支撑组件上设置三个支撑机构523，且三个支撑机构523沿底板525上端面的边缘均匀分布，形成等边三角形的分布状态，从而保证支撑组件522的结构稳定性。每个支撑机构523包括支撑杆525和支撑板526，并在支撑板526的上端面设置三个支撑元件527，从而引入九个力分散点；且三个支撑元件527沿支撑板526的上端面的边缘均匀分布，形成等边三角形的分布状态。鉴于米级口径光学透镜的质量过大，在调装米级口径透镜的时候，根据三点确定一个平面的原理，引入九个力分散点，能够有效分散(降低)每个支撑元件527的接触应力，使得支撑元件527与透镜镜面之间不会出现相对滑动，进而有效避免在米级口径光学透镜1与透镜支撑座2在装配时引入附加应力，还可以避免因局部应力集中而损毁米级口径光学透镜1，以保护透镜镜面安全。

本发明实施例中，支撑板526的形状不作限制，例如，其可以为圆形、三角形或正方形。优选的，支撑板526的形状为等边三角形，三个支撑元件527分别设置在支撑板526上端面的三个顶角处。

在另一个实施例中，每个支撑元件的上端连接有橡胶软垫528，橡胶软垫528用于与透镜1的镜面接触。利用软橡胶垫528的防滑作用，不仅可以保证透镜1处于相对静止状态，而且可以避免镜面划伤的风险。

本发明实施例中，支撑杆525为球头支杆。支撑板526的下端面设有与所述球头支杆的球头端5251相适配的第一球窝5261，所述球头支杆的球头端5251与第一球窝5261形成球铰链配合，使得支撑板526可以绕与之配合的球头端5251的球心万向转动。优选的，球头端5251上设有第一压板5252，用于将球头端5251卡合在第一球窝5261中，以防止球头端5251从第一球窝5261中脱出。

本发明实施例中，每个支撑元件527为球头支点，包括球头5271和凸块5272，且凸块5272设置在球头5271上。支撑板526的上端面设有与每个球头相适配的第二球窝5262，球头5271与第二球窝5262形成球铰链配合，使得支撑元件527可以绕与各自球心万向转动，这样可以保证与镜面接触的九个球头支点能垂直支撑在镜面处，根据三点确定一个平面的原理，可以将透镜1保持在一个确定位置。优选的，球头5271上设有第二压板5273，用于将球头5271卡合在第二球窝5262中，以防止球头5271从第二球窝5262中脱出。此外，优选的，每个凸块5272的上端面粘接有橡胶软垫528，橡胶软垫528直接与透镜1的镜面相接触，利用软橡胶垫528的防滑作用，不仅可以保证透镜1处于相对静止状态，而且可以避免镜面划伤的风险。

请参阅图3至图6，本发明的一个具体实施例中，支撑组件522包括三个支撑机构523和底板524，每个支撑机构523包括支撑杆525和支撑板526。支撑杆525的一端与底板524相连，另一端与支撑板526的下端面相抵接。支撑杆525为球头支杆，支撑板526的下端面设有与球头支杆的球头端5251相适配的第一球窝5261，球头支杆的球头端5251与第一球窝5261形成球铰链配合，使得支撑板526可以绕与之配合的球头端5251的球心万向转动。支撑板526的上端面设有三个支撑元件527，支撑元件527用于支撑光学透镜1。每个支撑元件527为球头支点，包括球头5271和凸块5272，且凸块5272设置在球头5271上。支撑板526的上端面设有与每个球头相适配的第二球窝5262，球头5271与第二球窝5262形成球铰链配合，使得支撑元件可以绕与各自球心万向转动。如图5所示，每个凸块5272的上端面粘接有橡胶软垫528，橡胶软垫528直接与透镜1的镜面相接触。利用软橡胶垫528的防滑作用，不仅可以保证透镜1处于相对静止状态，而且可以避免镜面1划伤的风险。

请参阅图7，在另一个实施例中，多维调整台521包括第一回转轴承53和调整台54。第一回转轴承53的上端面与底板524相连，第一回转轴承53的下端面与调整台54连接，且底板524通过第一回转轴承53与调整台54转动连接。采用第一回转轴承53，可以调整绕透镜1回转方向上的转动自由度，实现对透镜1进行360°方向的自由调整。

在本发明实施例中，第一回转轴承53的作用是将支撑组件522的底板524和调整台54连接在一起，同时用于支撑其上部的支撑组件522的重量和支撑组件522工作时产生的负荷(透镜1的重量)，并使支撑组件522(支撑机构523和底板524)相对于下部调整台54旋转。根据不同的工况，第一回转轴承53上设有安装孔、润滑油和密封装置，可以满足各种不同工况条件下工作的支撑组件522的不同需求；另一方面，第一回转轴承53具有结构紧凑、引导旋转方便、安装简便和维护容易等特点。

请参阅图7和8，在另一个实施例中，调整台54上设有锁紧机构541，锁紧机构541包括第一锁紧杆5411、第二锁紧杆5412和底座5413，第一回转轴承53的侧面设有挡板531；底座5413设置在调整台54的外周壁上，底座5413的两侧壁上分别设有第一开孔5414和第二开孔5415，挡板531位于底座5413的两侧壁之间；第一锁紧杆5411、第二锁紧杆5412分别与第一开孔5414、第二开孔5415活动连接，并分别穿过第一开孔5414、第二开孔5415抵紧挡板531的两侧面。采用锁紧机构541，在对透镜1的转动自由度调整到位后，可以锁定第一回转轴承53，使得透镜1保持在该自由度状态下。

本发明实施例中，第一锁紧杆5411和第二锁紧杆5412可以为球头螺杆，第一开孔5414和第二开孔5415可以为螺纹孔，第一锁紧杆5411和第二锁紧杆5412分别与第一开孔5414和第二开孔5415螺纹连接。当两个球头螺杆的球头端均抵紧挡板的侧面时，即实现了对回转轴承的锁定；当放松一个球头螺杆，旋转另一个球头螺杆，即可实现第一回转轴承旋转角度的微调，调整到位后，旋紧另一个球头螺杆，即可再次锁定第一回转轴承。在其它实施例中，第一锁紧杆5411和第二锁紧杆5412与第一开孔5414和第二开孔5415的连接方式不限于螺纹连接，其可以为卡接、销连接等。

在另一个实施例中，调整台54包括倾斜调整台542和水平调整台543，倾斜调整台542和水平调整台543活动连接；倾斜调整台542可在第一预设水平方向上倾斜预设角度，水平调整台543可沿第二预设水平方向移动。采用调整台54，可以对透镜1在预设水平方向上进行平移以及倾斜调整。

本发明实施例中，倾斜调整台542和水平调整台543可以按任意顺序上下设置。例如，水平调整台543可以设置在倾斜调整台542上，反之亦可。请参阅图7，倾斜调整台542设置在水平调整台543上，水平调整台543的下方设置有基板5431。水平调整台543包括第一水平调整台5432和第二水平调整台5433，第一水平调整台5432与基板5431的上表面滑动连接，第二水平调整台5433与第一水平调整台5432的上表面滑动连接，且第一水平调整台5432与第二水平调整台5433的滑动轨迹相互垂直。在在本实施例中，第一水平调整台5432与第二水平调整台5433滑动轨迹之间形成的角度亦可以为除了0°和180°的任意角度，例如可以为30°、45°或者其它角度。倾斜调整台542包括第一倾斜调整台5421和第二倾斜调整台5422；第一倾斜调整台5421与第二水平调整台5433的上表面活动连接、并可在第一水平方向上相对于第二水平调整台5433上下倾斜，第二倾斜调整台5422与第一倾斜调整台5421的上表面活动连接、并可在第二水平方向上相对于第一倾斜调整台5421上下倾斜，且所述第一水平方向与所述第二水平方向相互垂直。在本实施例中，所述第一水平方向与所述第二水平方向之间形成的角度亦可以为除了0°和180°的任意角度，例如可以为30°、45°或者其它角度。第一回转轴承53的下端面与第二倾斜调整台5422的上端面活动连接。通过采用五个不同维度的第一水平调整台5432、第二水平调整台5433、第一倾斜调整台5421、第二倾斜调整台5422和第一回转轴承53，可以对透镜1进行两维平移、两维倾斜和360°自由转动，大大提高对透镜1的调装精度，改善望远镜系统的观测性能。

在另一个实施例中，请参阅图9和图10，以三维坐标轴体系(X、Y、Z)为例，对调整台54的倾斜调整台542和水平调整台543进行说明。如图9所示，倾斜调整台542设置在水平调整台543上，水平调整台543的下方设置有基板5431。水平调整台543包括第一水平调整台5432和第二水平调整台5433。基板5431的上表面设有两条X方向的直线导轨5434，第一水平调整台5432的下表面设有与两条X方向的直线导轨相适配的第一滑块5435，通过第一滑块5435与直线导轨5434的配合，第一水平调整台5432可以相对于基板5431沿X方向滑动。基板5431的上表面还设有滚珠丝杠组件5436，滚珠丝杠组件5436的一端与第一滑块5435相连，另一端伸出第一水平调整台5432外，并连接有第一手轮5437。通过旋转第一手轮5437，滚珠丝杠组件5436可以驱动第一滑块5435沿X方向移动，进而带动第一水平调整台5432相对于基板5431沿X方向相对滑动。

第一水平调整台5432的上表面设有两条Y方向的直线导轨，第二水平调整台5433的下表面设有与两条Y方向的直线导轨相适配的第二滑块5438，通过第二滑块5438与直线导轨的配合，第二水平调整台5433可以相对于第一水平调整台5432沿Y方向滑动。第二滑块5438的驱动结构和方式与第一滑块5435的相同，此处不作赘述。

倾斜调整台542包括第一倾斜调整台5421和第二倾斜调整台5422。第二水平调整台5433的上表面设有转轴组件5439，通过转轴组件5439将第一倾斜调整台5421和第二水平调整台5433相连，第一倾斜调整台5421可绕转轴组件5439的转轴转动。如图9和10所示，第二水平调整台5433的上表面设有Y方向的直线导轨，所述直线导轨的一端设有楔形块5423，第一倾斜调整台5421的下表面设有与Y方向的直线导轨相适配的第三滑块5424，第三滑块5424的前端装有滚动轴承5425，滚动轴承5425与楔形块5423相接触。所述直线导轨的另一端设有丝杠组件5426，丝杠组件5426的一端与第三滑块5424相连，另一端伸出第二水平调整台5433外，并连接有第二手轮5427。通过旋转第二手轮5427，丝杠组件5426可以驱动第三滑块5424沿Y方向移动，进而带动滚动轴承5425前后移动，以推动楔形块5423上下移动，从而实现对透镜1的Y方向的倾斜调整。

第二倾斜调整台5422的平移方向为X向，其底板为第一倾斜调整台5421，第一倾斜调整台5421的上表面设有X方向的直线导轨。第二倾斜调整台5422的倾斜结构和方式与第一倾斜调整台5421相同，此处不作赘述。

如图9所示，通过采用五个不同维度的X向第一水平调整台5432、Y向第二水平调整台5433、X向第一倾斜调整台5421、Y向第二倾斜调整台5422和第一回转轴承53，可以对透镜1进行两维平移、两维倾斜和360°自由转动，大大提高对透镜1的调装精度，改善望远镜系统的观测性能。

请参阅图2和11，在另一个实施例中，每个升降调整组件511的上端设有万向支座55和弯板56；万向支座55的上端面支撑在透镜支撑座2的下端面，且万向支座55可相对升降调整组件511万向转动。具体的，万向支座55的下端设有球头支杆551，万向支座55的下端面设有与球头支杆551的球头端相适配的球窝，所述球窝与球头支杆551的球头端形成球形铰链，使得万向支座55可相对升降调整组件511万向转动，进而保证万向支座55的上端面与透镜支撑座2的下端面完全接触，提高支撑的稳定性。弯板56的底面固定在升降调整组件511的上端，弯板56的侧面设有开口561和锁紧元件562，锁紧元件562与开口561活动连接，且锁紧元件562的一端抵紧透镜支撑座2的外周壁。

在本发明实施例中，锁紧元件562可以为球头螺钉，开口561可以为螺纹孔，锁紧元件562与开口561螺纹连接。在其它实施例中，锁紧元件562与开口561的连接方式不限于螺纹连接，其可以为卡接、销连接等。

在本发明实施例中，请参阅图2和11，由于升降调整组件511共有三个，且沿可移动式回转装置4的上端面的边缘均匀分布，形成等边三角形的分布状态，利用三点确定一个平面原理，为透镜支撑座2提供稳定的支撑。同时，每个升降调整组件511上装有一个与弯板56侧面的开口561活动连接的球头螺钉，共有三个球头螺钉，均匀分布在透镜支撑座2的圆周上。当三个球头螺钉的球头端均抵紧透镜支撑座2的外周壁时，即实现了对透镜支撑座2的锁定；当放松任意一个、两个或三个球头螺杆，即可对进行不同方向的平移调整。通过三个球头螺钉的配合，可以实现对透镜支撑座2的两维平移调整，以及调整到位后锁定透镜支撑座2。透镜支撑座2的两维平移调整的原理图如图12所示。

请参阅图11，在另一个实施例中，每个升降调整组件511包括上端连接件57、直线导轨58、丝杆59和下端连接件510。上端连接件57的上端面分别与万向支座55和弯板56连接；直线导轨58的上端与上端连接件57的下端面连接，直线导轨58的下端与下端连接件510连接，下端连接件510通过螺母设置在丝杆59上，下端连接件510沿着丝杆59的传动方向做直线往复运动，从而实现对升降调整组件511高度的自由调整。如图11所示，为了提高上端连接件57的稳定性，直线导轨58的数量可以为两根。如图11所示，为了方便操作，在丝杆的59下端设有第三手轮5101，通过旋转第三手轮5101，即可对升降调整组件511的高度进行调整。此外，如图11所示，为了提高升降调整组件511的整体结构稳定性，可以在直线导轨58和丝杆的59上套设方形框体5102。

在本发明实施例中，通过三个升降调整组件511的高度调节，可以对透镜支撑座2进行不同水平方向的倾斜自由度的调整。透镜支撑座2的倾斜自由度调整的原理图如图13所示。透镜支撑座2通过三个升降调整组件511的高度调节而上下倾斜或移动并与透镜1分离，这便于对透镜1的起吊以及透镜支撑座2的安装，且不受透镜1与透镜支撑座2之间间隙小的限制。

请参阅图14和15，在另一个实施例中，可移动式回转装置4包括回转机构41和支腿42；调整装置5设置在回转机构41的台面上；支腿42的上端连接回转机构41，下端设有脚轮43；支腿42下端的侧面设有调平地脚44，调平地脚44用于限制脚轮43的移动。通过在支腿42的下端设置脚轮43，使得整个可移动式装调系统可以随意移动，为米级口径光学透镜1的装调提供便利条件。在可移动式装调系统对透镜1的位置和姿态进行调整的过程中，调平地脚44用于限制脚轮43的移动，从而保证可移动式装调系统的稳定性。

请参阅图15和16，在另一个实施例中，调平地脚44包括球头螺杆441、固定螺套442、锁紧螺母443、球窝444和球窝端盖445。固定螺套442设置在支腿42的下端；球头螺杆441与固定螺套442以及锁紧螺母443螺纹连接，然后可以通过螺钉进行固定。球头螺杆441的球头端与球窝444形成球铰链配合；球窝端盖445设置在球窝的上端面，用于压紧球头螺杆441的球头端，然后可以通过螺钉进行固定。在可移动式装调系统对透镜1的位置和姿态进行调整的过程中，旋开锁紧螺母443，并旋转球头螺杆441，将调平地脚44延伸至地面以顶起整个可移动式装调系统，此时脚轮43处于悬空状态。锁紧螺母443的作用是防止可移动式装调系统工作时，调平地脚44中的球头螺杆441与固定螺套442之间因间隙而出现的晃动。当球头螺杆调整到位后，旋转锁紧螺母443，使锁紧螺母443的一个端面压紧固定螺套442的下端面，以锁紧球头螺杆441。此外，如图16所示，球头螺杆441的球头端与球窝形成球铰链配合，且球窝的下端面为基准平面。用调平地脚44调整整个可移动式装调系统的水平状态时，能保证球窝的下端面始终与地面处于面接触状态，这样能够保证平台稳定性。

本发明实施例中，可移动式回转装置4的支腿42和调平地脚44的数量不作限制，能够保证整个可移动式装调系统的稳定性即可。优选的，如图14所示，可移动式回转装置4的支腿42和调平地脚44的数量分别为4个，为整个可移动式装调系统提供稳定支撑。

请参阅图14，在另一个实施例中，回转机构41包括支撑框411、第二回转轴承412和回转台413。第二回转轴承412的上端面与回转台413相连，第二回转轴承412的下端面与支撑框411相连，且回转台413通过第二回转轴承412与支撑框411转动连接；支撑框411的下端面与支腿42的上端连接。采用第二回转轴承412，可以对调整装置5以及透镜支撑座2的转动自由度进行调整。支撑框411是回转机构41的基础，其作用是为调整装置5以及透镜支撑座2提供一个稳定的支撑。采用上述结构，回转机构41不仅可以为调整装置5以及透镜支撑座2提供一个稳定的支撑、且可以提供一个高精度的回转运动。

在本发明实施例中，第二回转轴承412的作用是将回转台413和支撑框411连接在一起，同时用于支撑上部结构(包括回转台413、调整装置5、透镜支撑座2以及透镜1等)的重量和回转机构41工作时产生的负荷(包括调整装置5、透镜支撑座2以及透镜1的重量)，并使回转机构41的上部结构相对于下部支撑框411旋转。根据不同的工况，第二回转轴承412上设有安装孔、润滑油和密封装置，可以满足各种不同工况条件下工作的可移动式回转装置4的不同需求；另一方面，第二回转轴承412具有结构紧凑、引导旋转方便、安装简便和维护容易等特点。

请参阅图14，在另一个实施例中，支撑框411的外周壁上设有连接件4116，用于连接测量仪器。

请参阅图17和18，在另一个实施例中，支撑框411由方形外框4111和方形内框4112通过内外框连接件4113焊接在一起，既能保证结构刚度又能降低整体质量。在方形内框4112的上表面中心位置处焊接有环形基板4114，环形基板4114的上表面为基准平面，是支撑框411的精加工表面，高精度第二回转轴承412通过螺钉连接在此精加工表面。方形外框4111下表面的四个直角点位置焊接有四块连接件4115，用于连接支腿42。支撑框411的外框侧面中心位置焊接有另外四块连接件4116，用于连接四个支臂。四个支臂可以用于固定千分表等测量仪器。支腿连接件4115和支臂连接件4116的外表面均为精加工表面，从而保证结合面无连接间隙。在本实施例中，支撑框411的形状为方形，便于机械加工，其形状并不用以限制支撑框411的功能。在其它实施例中，支撑框411也可以加工成其它形状，例如圆形、椭圆形、三角形等等。

在另一个实施例中，回转台413的台面为焊接结构，其仰视图如图19所示，包括中心环形筋板4131、回转轴承连接面4132、圆形台面4133和辐射筋板4134。中心环形筋板4131的上端面与圆形台面4133焊接在一起，中心环形筋板4131的下端面与回转轴承连接面4132焊接在一起，中心环形筋板4131的外周壁上焊接辐射筋板4134。辐射筋板4134用于提高回转台413的结构刚度，实现由小直径的回转轴承连接面4132到大直径的圆形台面4133的过渡。在本实施例中，各结构之间的焊接方式仅仅是便于机械加工，并不用以限制回转台413的功能。在其它实施例中，各结构之间也可以通过其它方式连接，例如可以通过螺钉固定连接，或者直接由模型浇筑一体成型而成。

请参阅图2，在本发明的实施例中，提供了一种用于米级口径光学透镜支撑装置的可移动式装调系统，包括可移动式回转装置4和调整装置5，调整装置5设置在可移动式回转装置4的上端面上。可移动式回转装置4由回转机构41(支撑框411、第二回转轴承412和回转台413)和支腿42构成，用于带动调整装置5进行回转运动。调整装置5包括外层调整装置51和内层调整装置52。外层调整装置51包括三个升降调整组件511，且升降调整组件511沿可移动式回转装置4的上端面的边缘均匀分布，用于调整透镜支撑座2的位置和姿态。通过三个升降支撑架511的高度调节，透镜支撑座2得以移动并与透镜1分离，这便于透镜镜体的起吊以及支撑座的安装，且不受镜体与支撑座之间间隙小的限制。内层调整装置52包括多维调整台521和支撑组件522，支撑组件522设置在多维调整台521的台面上，多维调整台521用于调整透镜1的位置和姿态，支撑组件522用于支撑光学透镜1。此外，请参阅图3，支撑组件522包括三个支撑机构523，支撑机构523上端面的用于支撑镜面的各个支撑元件527的支点始终与镜面保持相对静止状态，有效避免了镜面划伤的风险，保证镜面的装调安全。而且，根据三点确定一个平面的原理，在调装米级口径透镜1的时候，利用三个支撑机构523的九个支撑元件来支撑镜体可以唯一确定镜体的位置，有效降低每个支点处的接触应力，可以有效避免在透镜1与透镜支撑座2装配时引入附加应力，还可以避免因局部应力集中而损毁透镜。采用这样的结构，在对透镜1以及透镜支撑座2的多个自由度位置和姿态进行调整和锁定时，内层调整装置52与外层调整装置51的工作相互独立进行，从而保证透镜1以及透镜支撑座2的调装之间相互不干扰，并且当透镜1与透镜支撑座2的相对位置和姿态精度满足要求后，可以分别锁定透镜1及透镜支撑座2，为实现米级口径光学透镜1与透镜支撑座2之间的微米级相对位置精度和角秒级相对姿态精度的装调提供保证。

使用本发明所述的用于米级口径光学透镜支撑装置的可移动式装调系统，在保证米级口径透镜的镜面不发生划伤、镜体不损毁的情况下，大口径透镜与透镜支撑座之间的装调精度可以达到微米级位置精度及角秒级姿态精度，从而显著提高主焦点改正器中各个透镜的相对位置精度，改善望远镜系统观测性能。另外，本发明所述的可移动式装调系统还设计为可移动式的，为米级口径透镜的装调提供便利条件。

需要说明的是，本说明书附图所绘的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”、仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；除非另有规定或说明，术语“多个”是指两个以上；术语“连接”、“相连”、“设置”、“设有”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介(例如连接件)间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本说明书的描述中，需要理解的是，本发明实施例所描述的“上”、“下”、等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本申请实施例的限定。此外，在上下文中，还需要理解的是，当提到一个元件连接在另一个元件“上”或者“下”时，其不仅能够直接连接在另一个元件“上”或者“下”，也可以通过中间元件间接连接在另一个元件“上”或者“下”。

除上述以外，还需要说明的是在本说明书中所谈到的“具体实施例”、“另一个实施例”、“其它实施例”、“实施例”等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本发明的范围内。

尽管在本文中已经对上述各实施例进行了描述，但并非因此限制本发明的专利保护范围。因此，基于本发明的创新理念，对本文所述实施例进行的变更和修改，或利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，直接或间接地将以上技术方案运用在其他相关的技术领域，均包括在本发明的专利保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于米级口径光学透镜支撑装置的可移动式装调系统，其特征在于，包括可移动式回转装置和调整装置；

所述调整装置设置在所述可移动式回转装置的上端面上，所述可移动式回转装置用于带动所述调整装置进行回转运动；

所述调整装置包括外层调整装置和内层调整装置；

所述外层调整装置包括三个升降调整组件，且所述升降调整组件沿所述可移动式回转装置的上端面的边缘均匀分布，用于调整透镜支撑座的位置和姿态；

所述内层调整装置包括多维调整台和支撑组件；所述多维调整台包括第一回转轴承和调整台；所述第一回转轴承用于连接所述支撑组件与所述调整台，所述调整台包括倾斜调整台和水平调整台，所述倾斜调整台和所述水平调整台活动连接；所述倾斜调整台可在第一预设水平方向上倾斜预设角度，所述水平调整台可沿第二预设水平方向移动；

所述支撑组件设置在所述多维调整台的台面上，所述多维调整台用于调整透镜的位置和姿态，所述支撑组件用于支撑光学透镜。

2.根据权利要求1所述的可移动式装调系统，其特征在于，所述支撑组件包括三个支撑机构和底板，且所述支撑机构沿所述底板的上端面的边缘均匀分布，所述底板与所述多维调整台的台面连接；

每个支撑机构包括支撑杆和支撑板；

所述支撑杆的一端与所述底板相连，另一端与所述支撑板的下端面相抵接，所述支撑板可相对所述支撑杆万向转动；

所述支撑板的上端面设有三个支撑元件，且所述支撑元件沿所述支撑板的上端面的边缘均匀分布；

所述支撑元件用于支撑光学透镜，且可相对所述支撑板万向转动；

所述支撑元件的上端连接有橡胶软垫，所述橡胶软垫用于与所述透镜镜面接触。

3.根据权利要求2所述的可移动式装调系统，其特征在于，所述多维调整台包括第一回转轴承和调整台；

所述第一回转轴承的上端面与所述底板相连，所述第一回转轴承的下端面与所述调整台连接，且所述底板通过所述第一回转轴承与所述调整台转动连接。

4.根据权利要求3所述的可移动式装调系统，其特征在于，所述调整台上设有锁紧机构，所述锁紧机构包括第一锁紧杆、第二锁紧杆和底座，所述第一回转轴承的侧面设有挡板；

所述底座设置在所述调整台的外周壁上，所述底座的两侧壁上分别设有第一开孔和第二开孔，所述挡板位于所述底座的两侧壁之间；

所述第一锁紧杆、所述第二锁紧杆分别与所述第一开孔、所述第二开孔活动连接，并分别穿过所述第一开孔、所述第二开孔抵紧所述挡板的两侧面。

5.根据权利要求1所述的可移动式装调系统，其特征在于，每个所述升降调整组件的上端设有万向支座和弯板；

所述万向支座的上端面支撑在所述透镜支撑座的下端面，且所述万向支座可相对所述升降调整组件万向转动；

所述弯板的底面固定在所述升降调整组件的上端，所述弯板的侧面设有开口和锁紧元件，所述锁紧元件与所述开口活动连接，且所述锁紧元件的一端抵紧所述透镜支撑座的外周壁。

6.根据权利要求5所述的可移动式装调系统，其特征在于，每个所述升降调整组件包括上端连接件、直线导轨、丝杆和下端连接件；

所述上端连接件的上端面分别与所述万向支座和所述弯板连接；

所述直线导轨的上端与所述上端连接件的下端面连接，所述直线导轨的下端与所述下端连接件连接，所述下端连接件通过螺母设置在所述丝杆上，所述下端连接件沿着所述丝杆的传动方向做直线往复运动。

7.根据权利要求1所述的可移动式装调系统，其特征在于，所述可移动式回转装置包括回转机构和支腿；

所述调整装置设置在所述回转机构的台面上；

所述支腿的上端连接所述回转机构，下端设有脚轮；

所述支腿下端的侧面设有调平地脚，所述调平地脚用于限制所述脚轮的移动。

8.根据权利要求7所述的可移动式装调系统，其特征在于，所述调平地脚包括球头螺杆、固定螺套、锁紧螺母、球窝和球窝端盖；

所述固定螺套设置在所述支腿的下端；

所述球头螺杆与所述固定螺套以及所述锁紧螺母螺纹连接；

所述球头螺杆的球头端与所述球窝形成球铰链配合；

所述球窝端盖设置在所述球窝的上端面，用于压紧所述球头螺杆的球头端；

当所述调平地脚延伸至地面时，所述脚轮处于悬空状态。

9.根据权利要求7所述的可移动式装调系统，其特征在于，所述回转机构包括支撑框、第二回转轴承和回转台；

所述第二回转轴承的上端面与所述回转台相连，所述第二回转轴承的下端面与所述支撑框相连，且所述回转台通过所述第二回转轴承与所述支撑框转动连接；

所述支撑框的下端面与所述支腿的上端连接；

所述支撑框的外周壁上设有连接件，用于连接测量仪器。

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