CN113848628B - 一种基于滚仰平台的转折镜筒组件及其装调方法 - Google Patents
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Abstract
本发明一种基于滚仰平台的转折镜筒组件及其装调方法,其装调方式为:先分别装调滚仰框架平台部件、次镜筒组件、反射镜座一组件、反射镜座二组件、反射镜座三组件。先对各组件进行装调,再整体联调收敛。装调滚仰框架平台部件的机械装调,是在满足滚转框架转轴和俯仰框架转轴可以自由轻易转动,无卡滞,框架无间隙的条件下进行的,在零件加工精度满足设计精度的条件下通过装配调整框架轴承的同轴度和间隙可以实现;滚仰框架平台部件的装调,目的是实现滚转光学系统入射视轴与滚转框架转轴重合;第一次直角折反的光轴中心需要和俯仰框架转轴重合;并且经过通过第二、第三、第四次直角折反,光线中心始终要在俯仰轴和滚转框架转轴交叉平面上;并且经过四次直角折反将光轴中心又回归到滚仰轴重合方向。
Description
技术领域
本发明属于精密机械设计械领域,具体涉及多维度调整的镜筒组件,通过机械结构调整,使得多维度转折的光学系统达到高的成像质量和到位精度。
背景技术
在一个完整的光机系统中,光学系统的设计和机械结构的设计两个作用相辅相成,好的光学系统,光学元器件功能实现需要机械结构的支撑和精度保证,所以在光学系统中,机械结构设计发挥了至关重要的作用。对于光机系统的设计,影响其最终精度、性能的因素很多,如结构合理性、零件精度、刚度和强度、零件之间的装配精度等。但是一味地使用高精度零件,其成本需要大幅提高。所以本发明的目的是降低单个零件的加工精度,二最终精度通过结构设计,对光学镜片分别进行多维度的调整,使得光学系统达到设计成像质量要求。
滚仰式框架平台为滚转框架和俯仰框架组成的万向支架式结构,万向支架的中心与整流罩球心重合,滚转框架的滚转运动,俯仰框架的俯仰运动,实现大视场扫描。理想情况下,滚转框架转轴和平台光轴重合,俯仰框架转轴和滚转框架转轴正交,俯仰框在零位时,平台光学视轴与滚转框架转轴重合。
经检索发现,中国专利公开号CN1092543392A,公开一种小型化滚-仰式长波制冷光学系统,该专利公开一种三次直角折返的光学系统,仅仅是公开一种光学镜片设计方案,没有对装调方案做表述。并且其探测器组件是放在滚转平台上一起随动,对滚转平台增加负载。
滚仰式框架平台的光学系统需要在俯仰轴上做两次直角折反,目的是将光路引到与滚转框架转轴平行的方向上同时又可以是光学成像不受俯仰框架转动的影响。并且第一次直角折反的光轴中心需要和俯仰框架转轴重合,第二次直角折反是将光路折反到与滚转框架转轴平行的方向,之后假如需要将光路回归到滚转框架转轴重合方向,则需要再进行第三、第四次直角折反,通过第三第四次直角折反,将光路又回归到滚仰轴重合方向。以上四次直角折反都是反射镜与入射光学夹角为45度,光路在俯仰轴和滚转框架转轴交叉平面上进行四次折反,对四面反射镜的位置装调精度要求高,才能保证滚仰的光学系统高的成像质量。
发明内容
本发明解决的技术问题是:克服现有技术的不足,本发明提供一种基于滚仰平台的转折镜筒组件及其装调方法,可以满足所设计的光学系统对四面反射镜的位置精度要求,使得光学系统满足成像质量要求。
本发明的技术方案是:一种基于滚仰平台的转折镜筒组件,包括:滚仰框架平台部件、内框、次镜筒组件、反射镜座一组件、反射镜座二组件、反射镜座三组件;次镜筒组件安装于内框前方,反射镜座一组件安装于内框内部,内框、反射镜座二组件、反射镜座三组件安装于滚仰框架平台部件;滚仰光学系统的光路形式为,从内框反射到次镜筒组件,再经次镜筒组件依次在反射镜座一组件上进行一次反射、反射镜座二组件上进行两次反射、反射镜座三组件上进行一次反射。
所述滚仰框架平台部件包括滚转轴、滚转轴内透镜、滚仰框架、俯仰轴、俯仰框架轴承一、轴承垫片一、俯仰框架电机、俯仰框架码盘、罩壳、俯仰框架轴承二、轴承垫片二;
所述滚仰框架为带有一个中心孔和两个竖立耳的结构,且竖立耳上各有一个相互同轴的孔;所述滚转轴与所述滚仰框架的中心孔通过轴孔配合,并且用螺钉紧固连接,所述滚转轴与所述滚仰框架的中心轴即为滚转框架转轴;所述滚转框架的两个竖立耳的孔的中心轴即为俯仰框架转轴,两环孔上分别安装罩壳、俯仰轴、俯仰框架轴承一、俯仰框架电机和俯仰框架轴承二,所述俯仰框架轴承二为内径比通过该位置光路口径大的轴承,滚仰光学系统第一次直角折返光路通过框架轴承二内部通过。
所述内框包括主反射镜镜面、次镜筒孔、反射座一组件孔;
主反射镜镜面位于内框结构的前端,主反射镜镜面中心与次镜筒孔中心重合,该中心轴为光学系统的视轴,并且当俯仰框在零位时,该轴与滚转框架转轴重合;反射座一组件孔轴与俯仰框架转轴重合;所述内框在所述反射座一组件安装的位置设置有紧定螺钉孔,用于调整反射座一组件的安装位置。
所述反射镜座一组件为圆柱形镜筒,包括反射镜座一、中间透镜、透镜压圈、反射镜一、压盖、紧定螺钉、紧定螺钉垫片;所述中间透镜安装于反射镜座一内部,并且用透镜压圈压紧,所述反射镜座一设置有与中间透镜光轴成度的反射镜安装槽,所述反射镜安装槽在反射镜承载面上开有三个沉头螺纹孔,该沉头孔的沉头用于安装紧定螺钉垫片,三个沉头螺纹孔用于装紧定螺钉,用于调整反射镜一,并且紧定螺钉是先通过紧定螺钉垫片再作用在反射镜一镜片上,避免反射镜一镜面局部应力集中,造成镜片破损或者发生形变;
所述反射镜座一组件与所述内框通过所述内框的反射座一组件孔通过轴孔高精度配合;所述反射镜座一设置有一法兰边,法兰边设置有三个圆周均布拆松镜座螺纹孔和三个圆周均布腰形光孔;所述拆松镜座螺纹孔用于通过镜座螺纹孔拧在所述内框上,实现拆松反射镜座一组件与所述内框的轴孔配合连接;所述腰形光孔用于扩大所述反射镜座一组件在所述内框的反射座一组件孔轴上旋转角度的调整余量;
所述法兰边设置有直角缺口,所述内框在所述反射座一组件安装的位置设置有紧定螺钉孔,所述的紧定螺钉孔的紧定螺钉作用于反射镜座一的法兰边的直角缺口上,用于调整反射镜座一组件的在所述内框内的位置;
反射镜座一的反射镜片承载面上还设置有灌胶槽,灌胶槽底部开有灌胶孔。
所述反射镜座二组件包括反射镜座二、平面镜标准件、镜片压片、紧定螺钉、压条;采用所述反射镜座二用于安装两个正交,且与基准面成度的平面镜标准件;所述反射镜座二的镜面安装平面设置有沟槽,便于零件平面磨削加工和灌胶固定镜片;所述反射镜座二的镜面安装平面上设置与紧定螺钉螺纹通孔,用于拧紧定螺钉调整平面镜标准件;所述反射镜座二组件通过根部基面与所述滚仰框架平台部件的所述滚仰框架配合连接,并且在反射镜座二组件与所述滚仰框架配合连接处,设置有紧定螺钉孔,用于整体装调时调整反射镜座二组件位置,并用压条压紧。
所述反射镜座三组件包括反射镜镜座三、角反射镜标准件、镜片压片;采用角反射镜标准件座作为直角折反射镜四,所述反射镜座三外壁开有紧定螺钉螺纹孔,用于调整所述角反射镜标准件位置;所述反射镜座三组件固接于所述滚仰框架平台部件的所述滚仰框架上,配合连接处,设置有紧定螺钉孔,用于整体装调时调整调整反射镜座三组件位置。
一种基于滚仰平台的转折镜筒组件装调方法,步骤如下:
1)首先分别装调所述滚仰框架平台部件、次镜筒组件、反射镜座一组件、反射镜座二组件、反射镜座三组件;
2)滚转光学系统入射视轴与滚转框架转轴重合的装调,即在俯仰框架摆在零位时,装调所述内框的次镜筒孔中心轴与滚转框架转轴的重合;
所述的内框与所述罩壳通过螺钉固接,连接时保证所述滚转光学系统入射视轴与滚转框架转轴重合,即将所述滚仰框架平台部件的罩壳通过所述的轴承垫片一,轴承垫片二进行调整,使其固接的所述内框的入射光轴与滚转框架转轴重合;
3)第一次直角折反的光轴中心与俯仰框架转轴重合的装调;
通过中心偏测量仪,找到所述中间透镜的中心,通过旋转内框所在的俯仰框架轴,使所述内框装着反射镜座一组件旋转一定角度,再次寻找中间透镜的中心,当两次中心有偏差时,则认为第一次直角折反的光轴中心需要和俯仰框架转轴不重合,需要调整内框在所述罩壳上的装配位置,如此多次迭代,得到两个中心轴重合;
4)使光路光线中心始终要在俯仰轴和滚转框架转轴交叉平面上的装调;
通过调四个直角折反射镜,使其反射面与俯仰轴和滚转框架转轴交叉平面始终垂直,通过在反射面与俯仰轴和滚转框架转轴交叉平面发射线光源,使光路始终在俯仰轴和滚转框架转轴交叉平面上,即满足使光路光线中心始终要在俯仰轴和滚转框架转轴交叉平面上的装调;
5)经四次直角折反后光轴中心又回归到滚仰轴重合方向装调;
通过依次调整各反射镜座,直角折反镜的安装面上的紧定螺钉调整,使各直角折反镜的反射面的倾斜角都为45度;所述反射镜座一组件的直角折反镜的调整是所述反射镜安装槽在反射镜承载面上开有三个沉头螺纹孔,其沉头孔沉头用于安装紧定螺钉垫片,开有三个通过紧定螺钉调整反射镜一,并且紧定螺钉是先通过紧定螺钉垫片再作用在反射镜镜片上,避免反射镜一镜面局部应力集中,造成镜片破损或者发生形变;所述反射镜座二组件是通过调整所述镜面安装面上的紧定螺钉螺纹来调整平面镜标准件反射面的倾斜角;所述反射镜座二组件通过所述反射镜座三外壁的紧定螺钉了调整所述角反射镜标准件面的倾斜角;
通过多镜片多维度的光学镜片装调是个迭代收敛的过程,通过多次装调迭代收敛,得到装调位置精度足够高,得到高成像质量的滚仰的光学系统。
所述滚转光学系统入射视轴与滚转框架转轴重合的装调的具体调整方法为,先将俯仰框架锁于零位,再利用中心偏测量仪,找到装配于所述滚仰框架平台部件内的滚转轴内透镜的中心,与安装于所述内框上的次镜筒组件的透镜中心对比,当两中心重合时,认为滚转光学系统入射视轴与滚转框架转轴重合,否则调整所述滚仰框架平台部件的所述的轴承垫片一,轴承垫片二厚度进行调整,直到所述滚转轴内透镜的中心与安装于所述内框上的次镜筒组件的透镜中心重合,此时滚转光学系统入射视轴与滚转框架转轴重合。
所述装调所述滚仰框架平台部件的机械装调,需要满足滚转框架转轴和俯仰框架转轴能够自由轻易转动,无卡滞,框架无间隙的条件;所述装调所述滚仰框架平台部件的装调,目的是实现滚转光学系统入射视轴与滚转框架转轴重合;第一次直角折反的光轴中心需要和俯仰框架转轴重合;并且经过通过第二、第三、第四次直角折反,光线中心始终要在俯仰轴和滚转框架转轴交叉平面上;并且经过四次直角折反将光轴中心又回归到滚仰轴重合方向。
所述步骤4)的具体装调过程为:对于直角折反镜一,通过所述内框在所述反射座一组件安装的位置设置的紧定螺钉孔拧紧定螺钉,使所述的紧定螺钉作用于所述反射镜座一的法兰边的直角缺口上,使所述反射镜座一在所述内框的反射座一组件孔内旋转,如此调整,获得反射镜座一组件的在所述内框内的所需位置;对于直角折反镜二、直角折反镜二的调整,通过调整设置于反射镜座二组件与所述滚仰框架配合连接处紧定螺钉孔内的紧定螺钉,调整所述反射镜座二组件到所需的位置;对于直角折反镜四调整,通过调整设置于所述反射镜座三组件与所述滚仰框架平台部件的所述滚仰框架的配合连接处的紧定螺钉孔,调整所述反射镜座三组件到所需的位置。
本发明的有益效果:本发明提供了一种基于滚仰平台的转折镜筒组件及其装调方法,结构简单,装调便捷,通过对光学镜片的多次装调迭代收敛,可以满足所设计的光学系统位置精度要求,使得光学系统满足成像质量要求。
附图说明
图1是本发明一种基于滚仰平台的转折镜筒组件及其装调方法剖面示意图。
图2是本发明内框的结构示意图。
图3是本发明部分反射镜座一组件的结构示意图。
图4是本发明部分反射镜座二的结构示意图。
具体实施方式
如图1-4所示,本发明涉及一种基于滚仰平台的转折镜筒组件,包含:滚仰框架平台部件1、内框2、次镜筒组件3、反射镜座一组件4、反射镜座二组件5、反射镜座三组件6。
所述滚仰框架平台部件1,包含滚转轴101、滚转轴内透镜102、滚仰框架103、俯仰轴104、俯仰框架轴承一105、轴承垫片一106、俯仰框架电机107、俯仰框架码盘108、罩壳109、俯仰框架轴承二1010、轴承垫片二1011;
所述滚仰框架102是带有一个中心孔和两个竖立耳的结构,且竖直耳上各有一个相互同轴的孔;
所述滚转轴101与所述滚仰框架103的中心孔通过轴孔高精度配合,并且用螺钉紧固连接,所述滚转轴101与所述滚仰框架103的中心轴即为滚转框架转轴;所述滚转框架103的两个竖立的环孔的中心轴即为俯仰框架转轴,两环孔上分别安装罩壳109、俯仰轴104、俯仰框架轴承一105、俯仰框架电机107和俯仰框架轴承二1010,所述俯仰框架轴承二1010是内径较大轴承,滚仰光学系统第一次直角折返光路通过框架轴承二1010内部通过;
所述内框2包含主反射镜镜面201,次镜筒孔202,反射座一组件孔203,其主反射镜镜面201是与内框2结构一体,反射镜面201中心与次镜筒孔中心202重合,在俯仰框在零位时,为光学系统的的视轴,并且当俯仰框在零位时,该轴需要与滚转框架转轴重合;反射座一组件孔203轴需要与俯仰框架转轴重合;所述内框2在所述反射座一组件安装的位置设置有紧定螺钉孔204,用于调整反射镜座一组件4的安装位置;
所述次镜筒组件3,安装于内框2的次镜筒孔202,通过轴孔高精度配合,并且用螺纹连接;
所述反射镜座一组件4,包含反射镜座一301、中间透镜302、透镜压圈303、反射镜一304、压盖305、紧定螺钉306、紧定螺钉垫片307;所述反射镜座一组件4是圆柱形镜筒,所述中间透镜302安装于反射镜座一301内部,并且用透镜压圈303压紧,所述反射镜座一301设置有与中间透镜302光轴成45度的反射镜安装槽401,所述反射镜安装槽在反射镜承载面上开有三个沉头螺纹孔402,其沉头孔沉头用于安装紧定螺钉垫片307,开有三个通过紧定螺钉调整反射镜一304,并且紧定螺钉是先通过紧定螺钉垫片307再作用在反射镜一304镜片上,避免反射镜一304镜面局部应力集中,造成镜片破损或者发生形变;所述反射镜座一组件4与所述内框2通过所述内框2的反射座一组件孔203通过轴孔高精度配合;所述反射镜座一301设置有一法兰边403,法兰边设置有三个圆周均布拆松镜座螺纹孔404和三个圆周均布腰形光孔405;所述拆松镜座螺纹孔404用于通过镜座螺纹孔拧在所述内框上,实现拆松反射镜座一组件4与所述内框2的轴孔配合连接;所述腰形光孔405用于扩大所述反射镜座一组件4在所述内框5的反射座一组件孔201轴(即俯仰框架转轴)上旋转角度的调整余量;所述法兰边403设置有直角缺口406,所述内框2在所述反射镜座一组件4安装的位置设置有紧定螺钉孔,所述的紧定螺钉孔的紧定螺钉即可作用于反射镜座一301的法兰边403的直角缺口406上,用于调整反射镜座一组件4的在所述内框2内的位置;包含反射镜座一301的反射镜片承载面上还设置有灌胶槽407,灌胶槽底部开有灌胶孔408;
所述反射镜座二组件5,包含反射镜座二501、平面镜标准件502、镜片压片、紧定螺钉、压条;采用两个平面镜标准件作为直角折反射镜二、直角折反射镜二,所述反射镜座二5,其特征是,设置有两个正交,且与基座面成45度的用于安装平面镜标准件的镜片安装平面,所述镜面安装平面设置有沟槽,便于零件平面磨削加工;所述镜面安装面上设置与紧定螺钉螺纹通孔,用于拧紧定螺钉调整平面镜标准件;所述反射镜座二组件通过根部基面与所述滚仰框架平台部件的所述滚仰框架配合连接,并且在反射镜座二组件5与所述滚仰框架103配合连接处,设置有紧定螺钉孔,用于整体装调时调整调整反射镜座二组件位置,并用压条压紧;
所述反射镜座三组件6,包含反射镜镜座三601、角反射镜标准件602、镜片压片,采用角反射镜标准件座作为直角折反射镜四,所述反射镜座三外壁开有紧定螺钉螺纹孔,用于调整所述角反射镜标准件位置;所述反射镜座三组件固接于所述滚仰框架平台部件的所述滚仰框架103上,配合连接处,设置有紧定螺钉孔,用于整体装调时调整调整反射镜座三组件位置;
本发明还提供一种基于滚仰平台的转折镜筒组件装调方法,其装调方式为:先分别装调所述滚仰框架平台部件1、所述次镜筒组件3、所述反射镜座一组件4、所述反射镜座二组件5、所述反射镜座三组件6。所述装调所述滚仰框架平台部件1的机械装调,是在满足滚转框架转轴和俯仰框架转轴可以自由轻易转动,无卡滞,框架无间隙的条件下进行的,在零件加工精度满足设计精度的条件下通过装配调整框架轴承的同轴度和间隙可以实现;所述装调所述滚仰框架平台部件1的装调,目的是实现滚转光学系统入射视轴与滚转框架转轴重合;第一次直角折反的光轴中心需要和俯仰框架转轴重合;并且经过通过第二、第三、第四次直角折反,光线中心始终要在俯仰轴和滚转框架转轴交叉平面上;并且经过四次直角折反将光轴中心又回归到滚仰轴重合方向。
首先,滚转光学系统入射视轴与滚转框架转轴重合的装调,即在俯仰框架摆在零位时,装调所述内框2的次镜筒孔中心轴与滚转框架转轴的重合,所述的内框2与所述滚仰框架平台部件1的所述罩壳109通过螺钉固接,所以,要保证所述滚转光学系统入射视轴与滚转框架转轴重合,即将所述滚仰框架平台部件1的罩壳109通过所述的轴承垫片一106,轴承垫片二1011进行调整,使其固接的所述内框的入射光轴与滚转框架转轴重合。其调整方法为,先将俯仰框架锁于零位,再利用中心偏测量仪,找到装配于所述滚仰框架平台部件1内的滚转轴内透镜102的中心,与安装于所述内框2上的次镜筒组件3的透镜中心对比,当两中心重合时,认为滚转光学系统入射视轴与滚转框架转轴重合,否则调整所述滚仰框架平台部件1的所述的轴承垫片一109,轴承垫片二1011厚度进行调整,直到所述滚转轴内透镜102的中心与与安装于所述内框2上的次镜筒组件3的透镜中心重合,此时滚转光学系统入射视轴与滚转框架转轴重合;
其次,第一次直角折反的光轴中心需要和俯仰框架转轴重合的装调,由于所述内框2和所述反射镜座一组件4的机械结构精度保证,可以认为第一次直角折反的光轴中心即为所述的所述反射镜座一组件的所述中间透镜的中心;通过中心偏测量仪,可以找到所述中间透镜的中心,通过旋转内框2所在的俯仰框架轴,使所述内框2装着反射镜座一组件4旋转一定角度,再次寻找中间透镜的中心,当两次中心有偏差时,则认为第一次直角折反的光轴中心需要和俯仰框架转轴不重合,需要调整内框在所述罩壳109上的装配位置,如此多次迭代,即可得到两个中心轴重合;
再次,是使光路光线中心始终要在俯仰轴和滚转框架转轴交叉平面上的装调,即通过调四个直角折反射镜,使其反射面与俯仰轴和滚转框架转轴交叉平面始终垂直,通过在反射面与俯仰轴和滚转框架转轴交叉平面发射线光源,使光路始终在俯仰轴和滚转框架转轴交叉平面上,即满足使光路光线中心始终要在俯仰轴和滚转框架转轴交叉平面上的装调;具体装调机构为:对于直角折反镜一,通过所述内框2在所述反射镜座一组件4安装的位置设置的紧定螺钉孔拧紧定螺钉,使所述的紧定螺钉作用于所述反射镜座一301的法兰边403的直角缺口406上,使所述反射镜座一301在所述内框2的反射座一组件孔203内旋转,如此调整,可以获得反射镜座一组件4的在所述内框2内的所需位置;对于直角折反镜二、直角折反镜二的调整,通过调整设置于反射镜座二组件5与所述滚仰框架103配合连接处紧定螺钉孔内的紧定螺钉,调整所述反射镜座二组件5到所需的位置;对于直角折反镜四调整,通过调整设置于所述反射镜座三组件6与所述滚仰框架平台部件1的所述滚仰框架103的配合连接处的紧定螺钉孔,调整所述反射镜座三组件6到所需的位置;
最后,是使经过四次直角折反将光轴中心又回归到滚仰轴重合方向。是通过依次调整各反射镜座,直角折反镜的安装面上的紧定螺钉调整,使各直角折反镜的反射面的倾斜角都为45度。所述反射镜座一组件4的直角折反镜的调整是所述反射镜安装槽在反射镜承载面上开有三个沉头螺纹孔402,其沉头孔沉头用于安装紧定螺钉垫片307,开有三个通过紧定螺钉调整反射镜一304,并且紧定螺钉是先通过紧定螺钉垫片307再作用在反射镜镜片上,避免反射镜一镜面局部应力集中,造成镜片破损或者发生形变;所述反射镜座二组件5是通过调整所述镜面安装面上的紧定螺钉螺纹来调整平面镜标准件502反射面的倾斜角;所述反射镜座二组件6是通过所述反射镜座三601外壁的紧定螺钉了调整所述角反射镜标准件602面的倾斜角;
通过多镜片多维度的光学镜片装调是个迭代收敛的过程,通过多次装调迭代收敛,可以得到装调位置精度足够高,得到高成像质量的滚仰的光学系统。
本发明提供一种基于滚仰平台的转折镜筒组件及其装调方法,结构简单,装调便捷,通过对光学镜片的多次装调迭代收敛,可以满足所设计的光学系统位置精度要求,使得光学系统满足成像质量要求。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍,但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后,对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此,本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。
Claims (6)
1.一种基于滚仰平台的转折镜筒组件,其特征在于,包括:滚仰框架平台部件(1)、内框(2)、次镜筒组件(3)、反射镜座一组件(4)、反射镜座二组件(5)、反射镜座三组件(6);次镜筒组件(3)安装于内框(2)前方,反射镜座一组件(4)安装于内框(2)内部,内框(2)、反射镜座二组件(5)、反射镜座三组件(6)安装于滚仰框架平台部件(1);滚仰光学系统的光路形式为,从内框(2)反射到次镜筒组件(3),再经次镜筒组件(3)依次在反射镜座一组件(4)上进行一次反射、反射镜座二组件(5)上进行两次反射、反射镜座三组件(6)上进行一次反射;
所述滚仰框架平台部件(1)包括滚转轴(101)、滚转轴内透镜(102)、滚仰框架(103)、俯仰轴(104)、俯仰框架轴承一(105)、轴承垫片一(106)、俯仰框架电机(107)、俯仰框架码盘(108)、罩壳(109)、俯仰框架轴承二(1010)、轴承垫片二(1011);
所述滚仰框架(103)为带有一个中心孔和两个竖立耳的结构,且竖立耳上各有一个相互同轴的孔;所述滚转轴(101)与所述滚仰框架(103)的中心孔通过轴孔配合,并且用螺钉紧固连接,所述滚转轴(101)与所述滚仰框架(103)的中心轴即为滚转框架转轴;所述滚转框架(103)的两个竖立耳的孔的中心轴即为俯仰框架转轴,两环孔上分别安装罩壳(109)、俯仰轴(104)、俯仰框架轴承一(105)、俯仰框架电机(107)和俯仰框架轴承二(1010),所述俯仰框架轴承二(1010)为内径比通过该位置光路口径大的轴承,滚仰光学系统第一次直角折返光路通过框架轴承二(1010)内部通过;
所述反射镜座一组件(4)为圆柱形镜筒,包括反射镜座一(301)、中间透镜(302)、透镜压圈(303)、反射镜一(304)、压盖(305)、紧定螺钉(306)、紧定螺钉垫片(307);所述中间透镜(302)安装于反射镜座一(301)内部,并且用透镜压圈(303)压紧,所述反射镜座一(301)设置有与中间透镜(302)光轴成45度的反射镜安装槽(401),所述反射镜安装槽(401)在反射镜承载面上开有三个沉头螺纹孔(402),沉头螺纹孔的沉头用于安装紧定螺钉垫片(307),三个沉头螺纹孔(402)用于装紧定螺钉,用于调整反射镜一(304),并且紧定螺钉是先通过紧定螺钉垫片(307)再作用在反射镜一(304)镜片上,避免反射镜一(304)镜面局部应力集中,造成镜片破损或者发生形变;
所述反射镜座一组件(4)与所述内框(2)通过所述内框(2)的反射座一组件孔(203)通过轴孔高精度配合;所述反射镜座一(301)设置有一法兰边(403),法兰边设置有三个圆周均布拆松镜座螺纹孔(404)和三个圆周均布腰形光孔(405);所述拆松镜座螺纹孔(404)用于通过镜座螺纹孔拧在所述内框上,实现拆松反射镜座一组件(4)与所述内框(2)的轴孔配合连接;所述腰形光孔(405)用于扩大所述反射镜座一组件(4)在所述内框(2)的反射座一组件孔(201)轴上旋转角度的调整余量;
所述法兰边(403)设置有直角缺口(406),所述内框(2)在所述反射镜座一组件(4)安装的位置设置有紧定螺钉孔,所述的紧定螺钉孔的紧定螺钉作用于反射镜座一(301)的法兰边(403)的直角缺口(406)上,用于调整反射镜座一组件(4)的在所述内框(2)内的位置;
反射镜座一(301)的反射镜片承载面上还设置有灌胶槽(407),灌胶槽底部开有灌胶孔(408);
所述反射镜座二组件(5)包括反射镜座二(501)、平面镜标准件(502)、镜片压片、紧定螺钉、压条;采用所述反射镜座二(501)用于安装两个正交,且与基准面成45度的平面镜标准件(502);所述反射镜座二(501)的镜面安装平面设置有沟槽,便于零件平面磨削加工和灌胶固定镜片;所述反射镜座二(501)的镜面安装平面上设置与紧定螺钉螺纹通孔,用于拧紧定螺钉调整平面镜标准件;所述反射镜座二组件(5)通过根部基面与所述滚仰框架平台部件(1)的所述滚仰框架(103)配合连接,并且在反射镜座二组件(5)与所述滚仰框架(103)配合连接处,设置有紧定螺钉孔,用于整体装调时调整反射镜座二组件(5)位置,并用压条压紧;
所述反射镜座三组件(6)包括反射镜镜座三(601)、角反射镜标准件(602)、镜片压片;采用角反射镜标准件座作为直角折反射镜四,所述反射镜座三(6)外壁开有紧定螺钉螺纹孔,用于调整所述角反射镜标准件(602)位置;所述反射镜座三组件(6)固接于所述滚仰框架平台部件(1)的所述滚仰框架(103)上,配合连接处,设置有紧定螺钉孔,用于整体装调时调整调整反射镜座三组件位置。
2.根据权利要求1所述的一种基于滚仰平台的转折镜筒组件,其特征在于,所述内框(2)包括主反射镜镜面(201)、次镜筒孔(202)、反射座一组件孔(203);
主反射镜镜面201位于内框(2)结构的前端,主反射镜镜面(201)中心与次镜筒孔中心(202)重合,该中心轴为光学系统的视轴,并且当俯仰框在零位时,该轴与滚转框架转轴重合;反射座一组件孔(203)轴与俯仰框架转轴重合;所述内框(2)在所述反射镜座一组件(4)安装的位置设置有紧定螺钉孔(204),用于调整反射镜座一组件(4)的安装位置。
3.一种如权利要求2所述基于滚仰平台的转折镜筒组件的装调方法,其特征在于步骤如下:
1)首先分别装调所述滚仰框架平台部件(1)、次镜筒组件(3)、反射镜座一组件(4)、反射镜座二组件(5)、反射镜座三组件(6);
2)滚转光学系统入射视轴与滚转框架转轴重合的装调,即在俯仰框架摆在零位时,装调所述内框(2)的次镜筒孔中心轴与滚转框架转轴的重合;
所述的内框(2)与所述罩壳(109)通过螺钉固接,连接时保证所述滚转光学系统入射视轴与滚转框架转轴重合,即将所述滚仰框架平台部件(1)的罩壳(109)通过所述的轴承垫片一(106),轴承垫片二(1011)进行调整,使其固接的所述内框的入射光轴与滚转框架转轴重合;
3)第一次直角折反的光轴中心与俯仰框架转轴重合的装调;
通过中心偏测量仪,找到所述中间透镜的中心,通过旋转内框(2)所在的俯仰框架轴,使所述内框(2)装着反射镜座一组件(4)旋转一定角度,再次寻找中间透镜的中心,当两次中心有偏差时,则认为第一次直角折反的光轴中心需要和俯仰框架转轴不重合,需要调整内框在所述罩壳(109)上的装配位置,如此多次迭代,得到两个中心轴重合;
4)使光路光线中心始终要在俯仰轴和滚转框架转轴交叉平面上的装调;
通过调四个直角折反射镜,使其反射面与俯仰轴和滚转框架转轴交叉平面始终垂直,通过在反射面与俯仰轴和滚转框架转轴交叉平面发射线光源,使光路始终在俯仰轴和滚转框架转轴交叉平面上,即满足使光路光线中心始终要在俯仰轴和滚转框架转轴交叉平面上的装调;
5)经四次直角折反后光轴中心又回归到滚仰轴重合方向装调;
通过依次调整各反射镜座,直角折反镜的安装面上的紧定螺钉调整,使各直角折反镜的反射面的倾斜角都为45度;所述反射镜座一组件(4)的直角折反镜的调整是所述反射镜安装槽在反射镜承载面上开有三个沉头螺纹孔(402),其沉头孔沉头用于安装紧定螺钉垫片(307),开有三个通过紧定螺钉调整反射镜一(304),并且紧定螺钉是先通过紧定螺钉垫片(307)再作用在反射镜镜片上,避免反射镜一镜面局部应力集中,造成镜片破损或者发生形变;所述反射镜座二组件(5)是通过调整所述镜面安装面上的紧定螺钉螺纹来调整平面镜标准件(502)反射面的倾斜角;所述反射镜座二组件(5)通过所述反射镜座三组件(6)外壁的紧定螺钉了调整所述角反射镜标准件(602)面的倾斜角;
通过多镜片多维度的光学镜片装调是个迭代收敛的过程,通过多次装调迭代收敛,得到装调位置精度足够高,得到高成像质量的滚仰的光学系统。
4.根据权利要求3所述的一种基于滚仰平台的转折镜筒组件装调方法,其特征在于:所述滚转光学系统入射视轴与滚转框架转轴重合的装调的具体调整方法为,先将俯仰框架锁于零位,再利用中心偏测量仪,找到装配于所述滚仰框架平台部件(1)内的滚转轴内透镜(102)的中心,与安装于所述内框(2)上的次镜筒组件(3)的透镜中心对比,当两中心重合时,认为滚转光学系统入射视轴与滚转框架转轴重合,否则调整所述滚仰框架平台部件(1)的所述的轴承垫片一(109),轴承垫片二(1011)厚度进行调整,直到所述滚转轴内透镜(102)的中心与安装于所述内框(2)上的次镜筒组件(3)的透镜中心重合,此时滚转光学系统入射视轴与滚转框架转轴重合。
5.根据权利要求4所述的一种基于滚仰平台的转折镜筒组件装调方法,其特征在于:所述装调所述滚仰框架平台部件(1)的机械装调,需要满足滚转框架转轴和俯仰框架转轴能够自由轻易转动,无卡滞,框架无间隙的条件;所述装调所述滚仰框架平台部件(1)的装调,目的是实现滚转光学系统入射视轴与滚转框架转轴重合;第一次直角折反的光轴中心需要和俯仰框架转轴重合;并且经过通过第二、第三、第四次直角折反,光线中心始终要在俯仰轴和滚转框架转轴交叉平面上;并且经过四次直角折反将光轴中心又回归到滚仰轴重合方向。
6.根据权利要求5所述的一种基于滚仰平台的转折镜筒组件装调方法,其特征在于:所述步骤4)的具体装调过程为:对于直角折反镜一,通过所述内框(2)在所述反射镜座一组件(4)安装的位置设置的紧定螺钉孔拧紧定螺钉,使所述的紧定螺钉作用于所述反射镜座一(301)的法兰边(403)的直角缺口(406)上,使所述反射镜座一(301)在所述内框(2)的反射座一组件孔(203)内旋转,如此调整,获得反射镜座一组件(4)的在所述内框(2)内的所需位置;对于直角折反镜二、直角折反镜二的调整,通过调整设置于反射镜座二组件(5)与所述滚仰框架(103)配合连接处紧定螺钉孔内的紧定螺钉,调整所述反射镜座二组件(5)到所需的位置;对于直角折反镜四调整,通过调整设置于所述反射镜座三组件(6)与所述滚仰框架平台部件(1)的所述滚仰框架(103)的配合连接处的紧定螺钉孔,调整所述反射镜座三组件(6)到所需的位置。
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