CN113514042A - 一种自准直仪垂直测量时的固定和辅助对准装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自准直仪垂直测量时的固定和辅助对准装置及方法，属于光学检测技术领域，该装置主要包括实验台，在所述实验台的顶部垂直固定圆柱件，圆柱件的底部连接水平放置的中间板，圆柱件、中间板以及实验台上均设有相互连通的竖直中心通孔，圆柱件的外壁面设有若干个与所述竖直中心通孔相连通的螺栓孔，实验台的底部固定有反射镜偏摆平台，光线能够通过所述竖直中心通孔照射在偏摆平台的反射镜上并反射回来，中间板与实验台的表面之间通过若干个弹性件相连接，通过改变弹性件的弹性程度可以调整中间板的水平程度。

Description

一种自准直仪垂直测量时的固定和辅助对准装置及方法

技术领域

本发明属于光学检测技术领域，具体是涉及一种自准直仪垂直测量时的固定和辅助对准装置及方法。

背景技术

这里的陈述仅提供与本发明相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。

精密角度测量属于几何测量的范畴，也是计量科学技术的一个分支。目前精密角度测量常采用光学自准直仪，常规检测方法是将自准直仪水平放置，被测物对准自准直仪出光口，或者通过在被测物上方架设直角棱镜进行测量。但这样的测量方式对光难度大、机械结构繁杂。

自准直仪的焦距长，视场小，测量时需要精密调整反射面与自准直仪光轴的垂直度，特别是在大范围角度测量时，需要将反射光斑调整至自准直仪视场中心，传统的调整方式无法直接在垂直测量时应用。

发明内容

针对现有技术存在的技术问题，本发明提供了一种自准直仪垂直测量时的固定和辅助对准装置及方法，通过该装置可以实现自准直仪的垂直固定以及调整准直仪发射光轴与被测的反射镜面的垂直度，从而将自准直仪视场中反射光斑的位置调整到视场中心，完成调整过程。

本发明实施例提供了一种自准直仪垂直测量时的固定和辅助对准装置，该装置主要包括实验台，在所述实验台的顶部垂直固定圆柱件，圆柱件的底部连接水平放置的中间板，圆柱件、中间板以及实验台上均设有相互连通的竖直中心通孔，圆柱件的外壁面设有若干个与所述竖直中心通孔相连通的螺栓孔，实验台的底部固定有反射镜偏摆平台，光线能够通过所述竖直中心通孔照射在偏摆平台的反射镜上并反射回来，中间板与实验台的表面之间通过若干个弹性件相连接，通过改变弹性件的弹性程度可以调整中间板的水平程度。

进一步地，所述圆柱件与中间板相对接的表面向下延伸形成环形凸台，所述环形凸台卡在所述中间板的中心通孔上、或中间板上设有容纳环形凸台的圆形凹槽。

进一步地，所述圆柱件的底部设有圆形凸台，所述圆形凸台与中间板之间通过螺栓固定。

进一步地，在所述实验台与中间板相对接的表面上设有环形槽，所述环形槽内设有O型垫圈。

进一步地，所述实验台与连接板在圆周方向相同位置上均设有相同数量的螺栓孔。

进一步地，所述环形槽内也可固定多个压缩弹簧。

进一步地，实验台的底部可拆卸地连接有固定反射镜偏摆平台的固定盘。

进一步地，实验台的底部设有连接有四个支撑架，四个支撑架相互连接形成矩形底座，且实验台的下表面与四个支撑架的上表面之间通过螺栓连接，矩形底座的内部设有连接固定盘的支撑底座。

进一步地，所述支撑架为H型或工字型支撑架，支撑底座过螺栓固定在其中两个相互对立的H型或工字型支撑架的水平梁。

进一步地，所述支撑底座上设有向矩形底座内部延伸的水平支撑台，水平支撑台与固定盘通过螺栓连接。

本发明实施例还提供了基于上述任一项所述的一种自准直仪垂直测量时的固定和辅助对准装置的对准方法，包括如下过程：

将自准直仪的镜筒部分插入到圆柱件的中心通孔上，在圆柱件的壁面上的螺栓孔内旋入调节螺栓，通过调节螺栓的端部与镜筒的壁面相接触实现自准直仪的固定；

启动自准直仪使其发出的光能够穿过试验台上的中心通孔照射在偏摆平台的反射镜上并进行反射，通过调节中间板与实验台的表面之间弹性件的压缩程度，调节中间板的水平程度进而保证自准直仪的反射光斑的位置调整到视场中心，完成对准过程。

本发明的有益效果如下：

本发明提供的自准直仪垂直测量时的固定和辅助对准装置可以在测量的过程中将自准直仪的镜筒部分插入到圆柱件内实现将其固定，然后通过调整中间板与实验台之间的弹性件的弹性程度，对圆柱件进行圆周方向的摆动精确调整，以实现自准直仪发射光轴与反射镜面垂直度的调节，辅助自准直仪对准，从而将自准直仪视场中反射光斑的位置调整到视场中心，完成调整过程。

附图说明

图1为本发明实施例提供的固定及辅助对准装置整体系统示意图；

图2为本发明实施例提供的自准直仪固定机构和调整机构示意图；

图3为本发明实施例提供的自准直仪固定机构和调整机构中C-C剖面图；

图4为本发明实施例提供的调整机构支撑板的示意图；

图5为本发明实施例提供的调整机构支撑平台的示意图；

图6为本发明实施例提供的固定座示意图。

其中，1、圆柱件，101、螺纹通孔，102、沉头孔，103、凸台，2、支撑板，201、通孔，202、螺纹孔，3、O型垫圈，4、支撑平台，401、螺纹孔，402、通孔，403、槽，5、调节螺钉，6、固定架，601、沉头孔，7、固定座，701、螺纹孔，702、凸台,703、螺纹孔，8、固定盘，801、螺纹孔。

具体实施方式

如图1所示，本发明实施例提供了一种自准直仪垂直测量时的固定及辅助对准装置，该装置主要包括自准直仪固定机构、自准直仪调整机构以及偏摆平台反射镜固定机构三大部分，其中自准直仪固定机构主要包括圆柱件1，自准直仪调整机构主要包括圆柱件1底部的中间板2和支撑平台以及它们之间的O型垫圈3，偏摆平台反射镜固定机构包括该装置中的固定盘8。

具体地，该装置主要设置一个底座，所述底座包括由固定架6和支撑平台4组成一个试验台，在所述试验台的上表面中心位置上设置有一个圆柱件1，所述圆柱件1的底部通过支撑板2固定支撑平台4上，圆柱件1、支撑板2以及支撑平台4依次放置。

所述圆柱件1、支撑板2以及支撑平台4在高度方向上均设有通孔，且这三个零件上的通孔位于同一轴线轴线上，其中所述圆柱件1上的中心通孔用于包裹自准直仪的镜筒部分，当安装上自准直仪之后，自准直仪中的镜筒部分射出的光线穿过圆柱件1、支撑板2以及支撑平台4上的通孔直接照射在固定在试验台底部的反射镜上，然后再反射至自准直仪中的视场中心实现测量。

本实施例中试验台的底部通过固定盘8固定偏摆平台反射镜，用于调整发射镜的偏转程度。

在实施例中支撑板2与支撑平台4之间通过弹性件相连接，这样通过它们之间的弹性件压缩程度可以调整支撑板2的水平程度，对圆柱件进行圆周方向的摆动精确调整，以实现自准直仪发射光轴与反射镜面垂直度的调节，辅助自准直仪对准。

进一步如图3所示，本发明实施例中的所述圆柱件1的外壁面上圆周方向设有多个螺纹通孔101，同时每个螺纹通孔101内固定有塑料螺钉，每个该圆柱体的内部用于垂直放置自准直仪的镜筒，塑料螺钉旋入螺纹通孔内通过其端部与镜筒的外壁相接触，这样通过旋转这些塑料螺钉与自准直仪的镜筒的外壁面接触将整个自准直仪给固定住。

在本发明实施例中所述螺纹通孔101分成多组均匀设置在圆柱体的外壁面上，每一组为一行，每一行上的螺纹孔都是呈圆周排列，这样能够全方位的将自准直仪的镜筒部分给固定住。

如图2所示，在发明实施例中的所述圆柱件1的下端设置成一个直径大于该圆柱件1内径的支撑台，该支撑台在圆周方向上设有若干个沉头孔102，同样在所述支撑板2上设有与沉头孔102相对应的螺栓孔，这样通过螺栓装配就可以实现圆柱件1与支撑板2的连接。

参照图2，本实施例中的所述圆柱件1的底部在中心通孔的边缘向下延伸形成一个环形凸台，该环形凸台的外径等于支撑板2的中心通孔的内径，这样在安装的过程中可以通过该环形凸台卡在支撑板2的中心通孔上，实现圆柱件1上的中心孔与支撑板2上的中心孔同轴放置，保证圆柱件1的垂直度。

当然，在另外一些实施例中的，所述圆柱件1上的环形凸台也可以设置圆柱件1底部支撑台的边缘上或者支撑台的底部，然后在支撑板2上设置相应的用于放置支撑台的圆形凹槽，这样通过将环形凸台放置在支撑板2上的圆形凹槽内实现对圆柱件1的垂直定位。

当然，本发明的环形凸台的优选为本实施例中的设置位置，因为这样结构更加简单，直接以支撑板2上的中间孔作为所述圆形凹槽，而无需在支撑板2上加工额外的凹槽。

进一步地，本发明实施例中在支撑平台4与支撑板2相对接的表面之间设有一个O型垫圈3，该O型垫圈的直径大于支撑板2的通孔直径且小于圆柱件1内径的支撑台，同时在支撑平台4的上表面上设有一个环形槽403用于放置O型垫圈，实现其定位。

参照图4所示，本实施例中支撑板2的表面上的圆周方向设有三个通孔201,同时在所述支撑平台4上设有三个所述通孔201同轴的三个螺纹孔401，这样通过三个调节螺钉5就可以将支撑板2固定在支撑平台4上。

可以理解的是，通过旋拧调节螺钉5可以通过支撑板2将所述O型垫圈压紧，利用O型垫圈的弹性形变可以改变支撑板2和支撑平台4之间的相对位置。

这样通过圆柱件1将自准直仪的镜筒固定住的时候，由于加工和安装误差使得自准直仪射出的光线不垂直的时候，考虑到圆柱件1是垂直固定在支撑板2上，可以改变支撑板2上三个通孔内的调节螺钉的拧紧程度，调整支撑板2的水平度，进而调整固定在圆柱件1上的自准直仪的垂直度，保证自准直仪发射光轴与反射精密的垂直度调节，实现辅助自准直仪的对准功能。

本实施例中的O型垫圈3整体的直径优选的要大一些，且材料要有一定的柔性，这样在拧紧其中一个调节螺钉的时候，支撑板2的底部能够压缩所述O型垫圈3。

当然，在其它的一些实施例中，支撑板2与支撑平台4之间的O型垫圈3也可以更换成其它类型的弹性件，从而调整支撑板2与支撑平台4之间的间隙，比如在支撑平台4的圆周方向上设有几个凹槽，每个凹槽内用于放置一个压缩弹簧，支撑板2压在这些压缩弹簧上，这样通过调整支撑板2与支撑平台4之间的调节螺钉，压缩它们之间的弹簧进而调整两者之间的水平度。

进一步地，如图1所示，本实施例中的固定架6整体为一个工字型或者H型的支撑架，该固定架6为四个，支撑平台4为方形平台，四个固定架6分别放置在支撑平台的四个端部。

本实施例中的四个固定架6之前均是水平放置，相邻的固定架6之间通过螺栓固定在一起，这样通过这四个固定架6形成一个矩形框架。

参照图1所述，其中两个相对立的两个固定架中的水平梁的中间位置上设有两个沉头孔601，同时在这两个固定架的内部通过螺栓分别固定有一个固定座7。

参照图6所示，所述固定座7为一个T型台，其中固定座的竖直板上设有与固定架上沉头孔601相对应的螺纹孔701，这样通过螺栓可以将固定座7固定在两个固定架6之间，两个T型台中的水平凸台均面向两个固定架6的中间位置上。

进一步地，本实施例中的水平凸台702上开设有两个螺纹孔703，固定盘上设有通孔801,这样通过螺栓装配可以实现固定架与固定盘的连接从而实现偏摆平台的固定。

下面详细说明一下基于上述实施例提供的一种自准直仪垂直测量时的固定及辅助对准装置的对准方法，该方法包括如下步骤：

首先，将该装置中的圆柱件、支撑板依次固定在实验台上，需要保证的就是，将所述圆柱件底部的环形凸台放置在支撑板上的圆形凹槽内实现对圆柱件的垂直定位。

其次，将自准直仪的镜筒部分插入到圆柱件的中心通孔上，在圆柱件的壁面上的螺栓孔内旋入调节螺栓，通过调节螺栓的端部与镜筒的壁面相接触实现自准直仪的固定；

最后，启动自准直仪使其发出的光能够穿过试验台上的中心通孔照射在偏摆平台的反射镜上并进行反射，通过调节中间板与实验台的表面之间弹性件的压缩程度，调节中间板的水平程度进而保证自准直仪的反射光斑的位置调整到视场中心，完成对准过程。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种自准直仪垂直测量时的固定和辅助对准装置，其特征在于，主要包括实验台，在所述实验台的顶部垂直固定圆柱件，圆柱件的底部连接水平放置的中间板，圆柱件、中间板以及实验台上均设有相互连通的竖直中心通孔，圆柱件的外壁面设有若干个与所述竖直中心通孔相连通的螺栓孔，实验台的底部固定有反射镜偏摆平台，光线能够通过所述竖直中心通孔照射在偏摆平台的反射镜上并反射回来，中间板与实验台的表面之间通过若干个弹性件相连接，通过改变弹性件的弹性程度可以调整中间板的水平程度。

2.如权利要求1所述的一种自准直仪垂直测量时的固定和辅助对准装置，其特征在于，所述圆柱件与中间板相对接的表面向下延伸形成环形凸台，所述环形凸台卡在所述中间板的竖直中心通孔上、或中间板上设有容纳环形凸台的圆形凹槽。

3.如权利要求2所述的一种自准直仪垂直测量时的固定和辅助对准装置，其特征在于，所述圆柱件的底部设有圆形凸台，所述圆形凸台与中间板之间通过螺栓固定。

4.如权利要求1所述的一种自准直仪垂直测量时的固定和辅助对准装置，其特征在于，在所述实验台与中间板相对接的表面上设有环形槽，所述环形槽内设有O型垫圈。

5.如权利要求4所述的一种自准直仪垂直测量时的固定和辅助对准装置，其特征在于，所述实验台与连接板在圆周方向相同位置上均设有相同数量的螺栓孔。

6.如权利要求1所述的一种自准直仪垂直测量时的固定和辅助对准装置，其特征在于，实验台的底部可拆卸地连接有固定反射镜偏摆平台的固定盘。

7.如权利要求6所述的一种自准直仪垂直测量时的固定和辅助对准装置，其特征在于，实验台的底部设有连接有四个支撑架，四个支撑架相互连接形成矩形底座，且实验台的下表面与四个支撑架的上表面之间通过螺栓连接，矩形底座的内部设有连接固定盘的支撑底座。

8.如权利要求7所述的一种自准直仪垂直测量时的固定和辅助对准装置，其特征在于，所述支撑架为H型或工字型支撑架，支撑底座过螺栓固定在其中两个相互对立的H型或工字型支撑架的水平梁。

9.如权利要求7所述的一种自准直仪垂直测量时的固定和辅助对准装置，其特征在于，支撑底座上设有向矩形底座内部延伸的水平支撑台，水平支撑台与固定盘通过螺栓连接。

10.如权利要求1所述的一种自准直仪垂直测量时的固定和辅助对准装置的对准方法，其特征在于，包括如下过程：

将自准直仪的镜筒部分插入到圆柱件的中心通孔上，在圆柱件的壁面上的螺栓孔内旋入调节螺栓，通过调节螺栓的端部与镜筒的壁面相接触实现自准直仪的固定；

启动自准直仪使其发出的光能够穿过试验台上的中心通孔照射在偏摆平台的反射镜上并进行反射，通过调节中间板与实验台的表面之间弹性件的压缩程度，调节中间板的水平程度进而保证自准直仪的反射光斑的位置调整到视场中心，完成对准过程。

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