CN113467024B - 一种空间光调整机构及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种空间光调整机构及方法，包括：空间光调制器本体，包括液晶板、电源模块和控制器，电源模块电性连接控制器，空间光调制器本体两侧设有U形槽；移动组件，包括固定设于U形槽内的滑动组件、连接杆组和连接块；多个独立的调节机构，包括驱动组件、固定筒和微调筒，驱动组件设于支撑板靠近移动组件一侧且与固定筒啮合连接，用于驱动固定筒转动，固定筒设于支撑板另一侧且设于微调筒内，固定筒外壁设有微调块且与微调筒螺纹连接；光学组件，光学组件一侧设有转动块且通过转动块连接微调筒。本发明通过移动移动组件实现竖直平面的移动，通过调节组件实现光学组件的倾角调节和共轴，独立控制，操作便捷。
Description
技术领域
本发明属于空间光学技术领域，具体涉及一种空间光调整机构及方法。
背景技术
空间光常采用空间光调制器来进行调整。空间光调制器是指在主动控制下，它可以通过液晶分子调制光场的某个参量，如通过调制光场的振幅，通过折射率调制相位，通过偏振面的旋转调制偏振态，或是实现非相干——相干光的转换，从而将一定的信息写入光波中，达到光波调制的目的，是构成实时光学信息处理、光互连、光计算等系统的核心器件。
现有技术中，分离式空间光调制器的光学头外置于光学座上且通过线缆将光学头与控制器连接。公开号为CN204129303U的专利中公开了一种自带微调装置的空间光调制器，通过光学座壳体一侧设置笼式接头连接笼式共轴系统，并通过滚珠、拉力弹簧等实现光学头的三维方向的位置移动。但移动距离、光学头倾角无法精确控制，且通过外接笼式共轴系统，共轴实现成本较高。
发明内容
本发明的目的是提供一种空间光调整机构及方法，通过移动移动组件实现竖直平面的移动，通过调节组件实现光学组件的倾角调节和共轴，独立控制，操作便捷。
本发明提供了如下的技术方案：
本申请提出一种空间光调整机构，包括：
空间光调制器本体，包括液晶板、电源模块和控制器，所述电源模块电性连接控制器，所述空间光调制器本体两侧设有U形槽；
移动组件，包括固定设于U形槽内的滑动组件、连接杆组和连接块，所述连接杆组一端分别与滑动组件螺纹连接且另一端彼此交叉滑动连接，所述连接块插设于连接杆组的交叉处且远离移动组件一侧连接有支撑板，用于通过连接杆组的水平、竖直移动实现支撑板的平面移动；
多个独立的调节机构，包括驱动组件、固定筒和微调筒，所述驱动组件设于支撑板靠近移动组件一侧且与固定筒啮合连接，用于驱动固定筒转动，所述固定筒设于支撑板另一侧且设于微调筒内，所述固定筒外壁设有微调块且与微调筒螺纹连接，所述固定筒内壁嵌有线圈组件且电性连接控制器，所述微调筒内设有支撑杆且穿入固定筒内，所述支撑杆一端设有铁芯且用于通过铁芯的移动改变线圈组件的磁感变化自动计算微调筒的移动距离，所述固定筒侧壁和微调筒侧壁垂直设有刻度；
光学组件，所述光学组件一侧设有转动块且通过转动块连接微调筒，用于通过调节微调筒的移动距离实现光学组件的倾角调节。
优先地，所述空间光调制器本体两侧、支撑板中部均设有通槽。
优先地，所述U形槽包括相对平行设立的平行槽一、平行槽二和垂直设于平行槽一和平行槽二一端的垂直槽，且垂直槽的深度大于平行槽一的深度且大于平行槽二的深度，用于缩短移动组件的外露长度，三个槽内均设有限位块，三个槽外侧均设有刻度，用于计量移动距离，所述平行槽一靠近垂直槽一端的限位块一侧设有底块。
优先地，所述滑动组件包括均分别设于平行槽一、平行槽二和垂直槽内的螺杆一、螺杆二和螺杆三，三个螺杆均通过限位块分别设于三个槽内，三个螺杆一端均设有转动槽且转动槽连接有转动杆。
优先地，所述连接杆组包括连接杆一、连接杆二和连接杆三，所述连接杆一垂直设于螺杆一外侧且呈螺纹连接，所述连接杆二一端转动设于底块一侧且另一端与螺杆二螺纹连接，且与连接杆一和连接杆间形成有夹角，所述连接杆三垂直设于螺杆三外侧且呈螺纹连接且与连接杆二垂直设立，三个连接杆中部均设有滑槽，所述连接块通过紧固件插设于三个连接杆交叉的滑槽内。
优先地，所述驱动组件包括设于支撑板内的转动轮、手轮和微型电机，所述转动轮两侧均呈齿状且一端与手轮或微型电机啮合连接，另一端与固定筒啮合连接，用于通过手轮或微型电机驱动固定筒转动。
优先地，所述固定筒内靠近支撑板一端设有测力组件，用于通过微调筒和固定筒的旋紧力度判断微调筒的初始位置，所述固定筒远离支撑板一端设有导向孔，所述支撑杆通过导向孔穿入固定筒内，所述铁芯靠近支撑板一端设有橡胶块，用于减少铁芯对测力组件的破坏。
优先地，所述线圈组件包括初级线圈和两个次级线圈且均穿过固定筒侧壁连接控制器，所述初级线圈设于两个次级线圈之间。
基于上述的空间光调整机构，本申请还提出一种使用上述的空间光调整机构的调节方法，包括如下步骤：
S1.根据空间光的调整要求，确定光学组件的类型和数量；
S2.根据光学组件的数量，确定移动组件和调节机构的数量，并安装，若光学组件数量为多个，将移动组件与相邻光学组件进行连接，使多个光学组件叠加并向空间光调制本体两侧延伸；
S3.根据空间光的调节要求，将转动杆插入三个螺杆的转动槽内，调节三个螺杆的的移动距离，即在竖直平面内调节连接块、支撑板和光学组件的位置；
S4.根据空间光的角度要求，通过调节机构调节光学组件的倾角，通过驱动组件驱动固定筒转动，且通过微调块驱动微调筒转动并螺旋前移或后退，实现光学组件的对应方向倾斜，且控制器通过线圈组件的磁感变化计算微调筒的移动距离，多个调节机构统计分析，精确控制光学组件的倾角；
S5.在光学组件的连续调节中，通过控制器计算对应方向调节机构的长度，人工转动微调筒，并通过固定筒外壁和微调筒侧壁的刻度值进行调节。
本发明的有益效果是：
1.通过滑动组件驱动连接杆组在竖直平面内移动，连接杆组带动连接块、支撑板、调节机构和光学组件在竖直平面内移动，便于满足空间光的调整要求；
2.通过驱动组件驱动固定筒转动，且通过微调块驱动微调筒转动并螺旋前移或后退，使光学组件的对应方向倾斜，实现光学组件的倾角调节，同时，控制器通过线圈组件的磁感变化精确监测微调筒的位移，采集多个调节机构的位移数据后计算光学组件的倾角，实现精确控制，或在光学组件的倾角连续调节时，根据倾斜角度，控制器计算出光学组件对应方向调节机构的长度，通过人工转动微调筒，并通过外侧的刻度值实现粗调和微调，操作便捷。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明的连接示意图；
图2是本发明的移动组件连接示意图；
图3是本发明的连接块连接示意图；
图4是本发明的调节机构连接示意图。
图中标记为：1.空间光调制器本体，11.液晶板，12.电源模块，13.控制器，14.U形槽，141.平行槽一，142.平行槽二，143.垂直槽，144.限位块，145.底块，15.通槽，2.移动组件，3.滑动组件，31.螺杆一，32.螺杆二，33.螺杆三，4.连接杆组，41.连接杆一，42.连接杆二，43.连接杆三，44.滑槽，5.连接块，51.支撑板，6.调节机构，61.驱动组件，611.转动轮，612.手轮，7.固定筒，71.微调块，72.线圈组件，721.初级线圈，722.次级线圈，73.测力组件，74.导向孔，8.微调筒，81.支撑杆，811.铁芯，812.橡胶块，9.光学组件。
具体实施方式
实施例一
本申请提出一种空间光调整机构，包括：
如图1所示，空间光调制器本体1，包括液晶板11、电源模块12和控制器13，电源模块12电性连接控制器13，空间光调制器本体1两侧设有U形槽14。空间光调制器本体1两侧、支撑板51中部均设有通槽15。U形槽14包括相对平行设立的平行槽一141、平行槽二142和垂直设于平行槽一141和平行槽二142一端的垂直槽143，且垂直槽143的深度大于平行槽一141的深度且大于平行槽二142的深度，用于缩短移动组件2的外露长度，三个槽内均设有限位块144，三个槽外侧均设有刻度，用于计量移动距离，平行槽一141靠近垂直槽143一端的限位块144一侧设有底块145。
如图1-3所示，移动组件2，包括固定设于U形槽14内的滑动组件3、连接杆组4和连接块5，连接杆组4一端分别与滑动组件3螺纹连接且另一端彼此交叉滑动连接，连接块5插设于连接杆组4的交叉处且远离移动组件2一侧连接有支撑板51，用于通过连接杆组4的水平、竖直移动实现支撑板51的平面移动。
如图1和图4所示，多个独立的调节机构6，包括驱动组件61、固定筒7和微调筒8，驱动组件61设于支撑板51靠近移动组件2一侧且与固定筒7啮合连接，用于驱动固定筒7转动，固定筒7设于支撑板51另一侧且设于微调筒8内，固定筒7外壁设有微调块71且与微调筒8螺纹连接，固定筒7内壁嵌有线圈组件72且电性连接控制器13，微调筒8内设有支撑杆81且穿入固定筒7内，支撑杆81一端设有铁芯811且用于通过铁芯811的移动改变线圈组件72的磁感变化自动计算微调筒8的移动距离，固定筒7侧壁和微调筒8侧壁垂直设有刻度。
如图1和图4所示，光学组件9，光学组件9一侧设有转动块且通过转动块连接微调筒8，用于通过调节微调筒8的移动距离实现光学组件9的倾角调节。
如图4所示，驱动组件61包括设于支撑板51内的转动轮611、手轮612和微型电机，转动轮611两侧均呈齿状且一端与手轮612或微型电机啮合连接，另一端与固定筒7啮合连接，用于通过手轮612驱动固定筒7转动。
如图1-4所示，基于上述的空间光调整机构，本申请还提出一种使用上述的空间光调整机构的调节方法，包括如下步骤：
S1.根据空间光的调整要求，确定光学组件9的类型和数量；
S2.根据光学组件9的数量，确定移动组件2和调节机构6的数量，并安装，若光学组件9数量为多个，将移动组件2与相邻光学组件9进行连接，使多个光学组件9叠加并向空间光调制本体两侧延伸；
S3.根据空间光的调节要求，将转动杆插入三个螺杆的转动槽内，调节三个螺杆的的移动距离，即在竖直平面内调节连接块5、支撑板51和光学组件9的位置；
S4.根据空间光的角度要求，通过调节机构6调节光学组件9的倾角，通过驱动组件61驱动固定筒7转动，且通过微调块71驱动微调筒8转动并螺旋前移或后退，实现光学组件9的对应方向倾斜，且控制器13通过线圈组件72的磁感变化计算微调筒8的移动距离，多个调节机构6统计分析，精确控制光学组件9的倾角；
S5.在光学组件9的连续调节中，通过控制器13计算对应方向调节机构6的长度，人工转动微调筒8，并通过固定筒7外壁和微调筒8侧壁的刻度值进行调节。
实施例二
如图2-3所示，本实施例与实施例一的区别之处在于：滑动组件3包括均分别设于平行槽一141、平行槽二142和垂直槽143内的螺杆一31、螺杆二32和螺杆三33，三个螺杆均通过限位块144分别设于三个槽内，三个螺杆一31端均设有转动槽且转动槽连接有转动杆。
如图2-3所示，连接杆组4包括连接杆一41、连接杆二42和连接杆三43，连接杆一41垂直设于螺杆一31外侧且呈螺纹连接，连接杆二42一端转动设于底块145一侧且另一端与螺杆二32螺纹连接，且与连接杆一41和连接杆间形成有夹角，连接杆三43垂直设于螺杆三33外侧且呈螺纹连接且与连接杆二42垂直设立，三个连接杆中部均设有滑槽44，连接块5通过紧固件插设于三个连接杆交叉的滑槽44内。
如图4所示，固定筒7内靠近支撑板51一端设有测力组件73，用于通过微调筒8和固定筒7的旋紧力度判断微调筒8的初始位置，且避免微调筒8与固定筒7过渡啮合，影响使用寿命。固定筒7远离支撑板51一端设有导向孔74，支撑杆81通过导向孔74穿入固定筒7内，铁芯811靠近支撑板51一端设有橡胶块812，用于减少铁芯811对测力组件73的破坏。
如图4所示，线圈组件72包括初级线圈721和两个次级线圈722且均穿过固定筒7侧壁连接控制器13，初级线圈721设于两个次级线圈722之间。
如图2-4所示，通过转动杆插入转动槽中，驱动滑动组件3转动，进而带动连接杆组4直线移动，使连接块5带动支撑板51、调节机构6和光学组件9在竖直平面内移动，满足空间光的调整要求。同时，调节机构6设有四个且分别设于光学组件9的四角，驱动组件61驱动固定筒7转动，使微调块71驱动微调筒8转动并螺旋前移或后退，使光学组件9对应方向倾斜，进而实现倾角调节，若四个调节机构6的长度始终保持一致，可实现光学组件9的调焦。同时，控制器13通过线圈组件72的磁感变化精确监测微调筒8的位移，采集多个调节机构6的位移数据后计算光学组件9的倾角，实现精确控制，或在光学组件9的倾角连续调节时，根据倾斜角度，控制器13计算出光学组件9对应方向调节机构6的长度，通过人工转动微调筒8，并通过外侧的刻度值实现粗调和微调，操作便捷。本实施例与实施例一的其他技术特征和工作原理均相同。
实施例三
如图4所示，本实施例与实施例二的区别之处在于：转动轮611一侧连接微型电机，且通过微型电机驱动固定筒7转动，微型电机电性连接控制器13，提高自动化控制，且适用于光学组件9的连续调节中，根据控制器13计算出的长度，控制微型电机的开启时间，进而控制微调筒8的移动长度且一次性调节，调节效率较实施例二高。本实施例与实施例二的其他技术特征和工作原理均相同。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种空间光调整机构，其特征在于：包括：
空间光调制器本体，包括液晶板、电源模块和控制器，所述电源模块电性连接控制器，所述空间光调制器本体两侧设有U形槽；
所述U形槽包括相对平行设立的平行槽一、平行槽二和垂直设于平行槽一和平行槽二一端的垂直槽，且垂直槽的深度大于平行槽一的深度且大于平行槽二的深度，用于缩短移动组件的外露长度，三个槽内均设有限位块，三个槽外侧均设有刻度，用于计量移动距离，所述平行槽一靠近垂直槽一端的限位块一侧设有底块；
移动组件，包括固定设于U形槽内的滑动组件、连接杆组和连接块，所述连接杆组一端分别与滑动组件螺纹连接且另一端彼此交叉滑动连接，所述连接块插设于连接杆组的交叉处且远离移动组件一侧连接有支撑板，用于通过连接杆组的水平、竖直移动实现支撑板的平面移动；
所述滑动组件包括均分别设于平行槽一、平行槽二和垂直槽内的螺杆一、螺杆二和螺杆三，三个螺杆均通过限位块分别设于三个槽内，三个螺杆一端均设有转动槽且转动槽连接有转动杆；
所述连接杆组包括连接杆一、连接杆二和连接杆三，所述连接杆一垂直设于螺杆一外侧且呈螺纹连接，所述连接杆二一端转动设于底块一侧且另一端与螺杆二螺纹连接，且与连接杆一和连接杆间形成有夹角，所述连接杆三垂直设于螺杆三外侧且呈螺纹连接且与连接杆二垂直设立，三个连接杆中部均设有滑槽，所述连接块通过紧固件插设于三个连接杆交叉的滑槽内；
多个独立的调节机构，包括驱动组件、固定筒和微调筒，所述驱动组件设于支撑板靠近移动组件一侧且与固定筒啮合连接，用于驱动固定筒转动，所述固定筒设于支撑板另一侧且设于微调筒内，所述固定筒外壁设有微调块且与微调筒螺纹连接，所述固定筒内壁嵌有线圈组件且电性连接控制器，所述微调筒内设有支撑杆且穿入固定筒内，所述支撑杆一端设有铁芯且用于通过铁芯的移动改变线圈组件的磁感变化自动计算微调筒的移动距离，所述固定筒侧壁和微调筒侧壁垂直设有刻度；
所述驱动组件包括设于支撑板内的转动轮、手轮和微型电机，所述转动轮两侧均呈齿状且一端与手轮或微型电机啮合连接，另一端与固定筒啮合连接，用于通过手轮或微型电机驱动固定筒转动；
光学组件，所述光学组件一侧设有转动块且通过转动块连接微调筒，用于通过调节微调筒的移动距离实现光学组件的倾角调节。
2.根据权利要求1所述的空间光调整机构，其特征在于：所述空间光调制器本体两侧、支撑板中部均设有通槽。
3.根据权利要求1所述的空间光调整机构，其特征在于：所述固定筒内靠近支撑板一端设有测力组件，用于通过微调筒和固定筒的旋紧力度判断微调筒的初始位置，所述固定筒远离支撑板一端设有导向孔，所述支撑杆通过导向孔穿入固定筒内，所述铁芯靠近支撑板一端设有橡胶块，用于减少铁芯对测力组件的破坏。
4.根据权利要求3所述的空间光调整机构，其特征在于：所述线圈组件包括初级线圈和两个次级线圈且均穿过固定筒侧壁连接控制器，所述初级线圈设于两个次级线圈之间。
5.一种使用如权利要求1-4中任一项所述的空间光调整机构的调节方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1.根据空间光的调整要求，确定光学组件的类型和数量；
S2.根据光学组件的数量，确定移动组件和调节机构的数量，并安装，若光学组件数量为多个，将移动组件与相邻光学组件进行连接，使多个光学组件叠加并向空间光调制本体两侧延伸；
S3.根据空间光的调节要求，将转动杆插入三个螺杆的转动槽内，调节三个螺杆的的移动距离，即在竖直平面内调节连接块、支撑板和光学组件的位置；
S4.根据空间光的角度要求，通过调节机构调节光学组件的倾角，通过驱动组件驱动固定筒转动，且通过微调块驱动微调筒转动并螺旋前移或后退，实现光学组件的对应方向倾斜，且控制器通过线圈组件的磁感变化计算微调筒的移动距离，多个调节机构统计分析，精确控制光学组件的倾角；
S5.在光学组件的连续调节中，通过控制器计算对应方向调节机构的长度，人工转动微调筒，并通过固定筒外壁和微调筒侧壁的刻度值进行调节。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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