一種用于望遠(yuǎn)鏡共空間調(diào)節(jié)的六自由度調(diào)節(jié)裝置制造方法
【專利摘要】一種用于望遠(yuǎn)鏡共空間調(diào)節(jié)的六自由度調(diào)節(jié)裝置。任何一個(gè)空間物體都具有6個(gè)自由度，這六個(gè)自由度分別是沿相互正交的3個(gè)空間方向的直線移動(dòng)以及繞該3個(gè)方向的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，這6個(gè)自由度是相互獨(dú)立的，而且這6個(gè)自由度足以描述任何一個(gè)空間物體的位置和姿態(tài)。通常的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)要實(shí)現(xiàn)的目的無(wú)非是這6個(gè)自由度的其中一個(gè)或者是多個(gè)的組合。目前的位置、姿態(tài)調(diào)節(jié)裝置有：一、由單維調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)組合得到六自由度調(diào)節(jié)；二、Stewart調(diào)節(jié)平臺(tái)。這種機(jī)構(gòu)的缺點(diǎn)是控制系統(tǒng)復(fù)雜，價(jià)格十分昂貴，一套普通的產(chǎn)品就要十幾萬(wàn)人民幣。
【專利說(shuō)明】—種用于望遠(yuǎn)鏡共空間調(diào)節(jié)的六自由度調(diào)節(jié)裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于一種調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)技術(shù)范圍，尤其屬于一種用于共空間調(diào)節(jié)的六自由度調(diào)節(jié)裝置結(jié)構(gòu)領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002]任何一個(gè)空間物體都具有6個(gè)自由度，這六個(gè)自由度分別是沿相互正交的3個(gè)空間方向的直線移動(dòng)以及繞該3個(gè)方向的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，這6個(gè)自由度是相互獨(dú)立的，而且這6個(gè)自由度足以描述任何一個(gè)空間物體的位置和姿態(tài)。
[0003]通常的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)要實(shí)現(xiàn)的目的無(wú)非是這6個(gè)自由度的其中一個(gè)或者是多個(gè)的組合。目前的位置、姿態(tài)調(diào)節(jié)裝置有:
一、由單維調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)組合得到六自由度調(diào)節(jié)；
單個(gè)自由度的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)有一維平動(dòng)臺(tái)和一維旋轉(zhuǎn)臺(tái)，各種儀器設(shè)備制造商都有相關(guān)產(chǎn)品可供選購(gòu)。進(jìn)一步地，將平動(dòng)臺(tái)和旋轉(zhuǎn)臺(tái)組合起來(lái)就構(gòu)成多維調(diào)節(jié)臺(tái)，這也已經(jīng)是常見(jiàn)的產(chǎn)品了。這種產(chǎn)品使用較為方便，搭建簡(jiǎn)單，組合方式靈活，廣泛應(yīng)用于各種實(shí)驗(yàn)裝置。
[0004]這種產(chǎn)品的缺點(diǎn)是:由于是多個(gè)單功能的器件組合實(shí)現(xiàn)多維調(diào)節(jié)，使得整體結(jié)構(gòu)尺寸相對(duì)較大，重量較重，成本較高，對(duì)于空間尺寸緊張、要求結(jié)構(gòu)重量盡量小的特定場(chǎng)合難以應(yīng)用。
[0005]二、Stewart 調(diào)節(jié)平臺(tái)。
[0006]除了平動(dòng)臺(tái)和旋轉(zhuǎn)臺(tái)這樣的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)外,六自由度Stewart平臺(tái)也是具有6個(gè)自由度的一種機(jī)構(gòu)，這種機(jī)構(gòu)由6根可驅(qū)致伸縮的鉸鏈桿連接兩個(gè)平臺(tái)，由連桿的運(yùn)動(dòng)組合可以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)平臺(tái)之間的6個(gè)自由度的相互運(yùn)動(dòng)。由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、剛度大、承載能力強(qiáng)、精度高、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、自重負(fù)荷比小等一系列優(yōu)點(diǎn)，目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域。
[0007]這種機(jī)構(gòu)的缺點(diǎn)是控制系統(tǒng)復(fù)雜，價(jià)格十分昂貴，一套普通的產(chǎn)品就要十幾萬(wàn)人民幣。
[0008]在太陽(yáng)偏振測(cè)量望遠(yuǎn)鏡(樣機(jī))上，需要利用兩個(gè)光電探測(cè)器件對(duì)同源圖像進(jìn)行分別采集比對(duì)，需要達(dá)成下列目的:
1、圖像在各個(gè)探測(cè)器上均能良好成像；2、圖像上的任意一點(diǎn)在各個(gè)探測(cè)器上的位置必須一致；3、光軸與各個(gè)探測(cè)器靶面垂直。
[0009]要求I意味著應(yīng)具有調(diào)焦的能力，這可以描述為一種沿著光軸的直線運(yùn)動(dòng)；要求2意味著應(yīng)具有調(diào)節(jié)圖像相對(duì)于靶面的移動(dòng)和旋轉(zhuǎn)的能力，這可以描述為繞光軸的旋轉(zhuǎn)和垂直與光軸的兩個(gè)方向的直線運(yùn)動(dòng)；要求3意味著應(yīng)具有調(diào)節(jié)靶面與光軸夾角的能力，這可以描述為繞垂直與光軸并且相互正交的兩個(gè)軸線的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
[0010]上述要求實(shí)際上規(guī)定了應(yīng)實(shí)現(xiàn)六個(gè)自由度的調(diào)節(jié)。
[0011]但是由于望遠(yuǎn)鏡樣機(jī)本身口徑不大，空間尺寸較小，結(jié)構(gòu)剛度有限，無(wú)法選配到合適的6自由度組合產(chǎn)品。Stewart平臺(tái)太貴,也無(wú)法選用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明為了實(shí)現(xiàn)在較小的空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)六自由度的調(diào)節(jié)需要，本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種6自由度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。
[0013]本發(fā)明采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)。
[0014]一種用于望遠(yuǎn)鏡共空間調(diào)節(jié)的六自由度調(diào)節(jié)裝置，其特征在于，包括反射鏡轉(zhuǎn)接塊(I)、安裝在反射鏡轉(zhuǎn)接塊(I)內(nèi)部的反射鏡座背板(2)、通過(guò)螺釘A (11)固定在反射鏡座背板(2)上的擺動(dòng)反射鏡(3)、固定在反射鏡轉(zhuǎn)接塊(I)上的轉(zhuǎn)接筒(4);轉(zhuǎn)接筒(4)外壁設(shè)置有螺紋，轉(zhuǎn)接筒(4)與內(nèi)壁帶有螺紋的連接體(6)螺紋連接，連接體(6)上端設(shè)置為凹槽(16)，下端為錐形的偏心調(diào)節(jié)體(7)嵌于凹槽(16)內(nèi)，并通過(guò)螺釘E (15)固定；偏心調(diào)節(jié)體(7)的上端設(shè)置為淺槽(17)，下端為錐形的傾斜錐盤(8)嵌于淺槽(17)內(nèi)，并通過(guò)螺釘D (14)固定；傾斜錐盤(8)的上端設(shè)置為倒錐形的凹形結(jié)構(gòu)(18)，下端為球形的傾斜球盤
(9)嵌于倒錐形的凹形結(jié)構(gòu)(18)內(nèi)，并通過(guò)螺釘C (13)固定；傾斜球盤(9)的上端設(shè)置為筒狀，內(nèi)部設(shè)置有定位臺(tái)(19)，光線頭(10)插入傾斜球盤(9)的筒內(nèi)，通過(guò)螺釘B (12)固定。
[0015]本發(fā)明轉(zhuǎn)接筒(4)的外壁螺紋上套連接有鎖緊環(huán)(5)。
[0016]本發(fā)明的有益效果為，結(jié)構(gòu)緊湊，加工簡(jiǎn)單，可實(shí)現(xiàn)圖像與靶面之間的6自由度的調(diào)節(jié)。
[0017]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)發(fā)明作進(jìn)一步解釋。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為圖1的左視圖。
[0019]圖中標(biāo)號(hào)為:101—光軸；1一反射鏡轉(zhuǎn)接塊；2—反射鏡座背板；3—擺動(dòng)反射鏡；4一轉(zhuǎn)接筒；5—鎖緊環(huán)；6—連接體；7—偏心調(diào)節(jié)體；8—傾斜錐盤；9一傾斜球盤；10—光線頭；11一螺釘A ;12—螺釘B ;13—螺釘C ; 14一螺釘D ;15—螺釘E ;16—凹槽；17—淺槽；18—凹形結(jié)構(gòu)；19一定位臺(tái)。

【具體實(shí)施方式】
[0020]見(jiàn)圖1，圖2所示:一種用于望遠(yuǎn)鏡共空間調(diào)節(jié)的六自由度調(diào)節(jié)裝置，其特征在于，包括反射鏡轉(zhuǎn)接塊(I)、安裝在反射鏡轉(zhuǎn)接塊(I)內(nèi)部的反射鏡座背板(2)、通過(guò)螺釘A
(11)固定在反射鏡座背板(2)上的擺動(dòng)反射鏡(3)、固定在反射鏡轉(zhuǎn)接塊(I)上的轉(zhuǎn)接筒
(4);轉(zhuǎn)接筒(4)外壁設(shè)置有螺紋，轉(zhuǎn)接筒(4)與內(nèi)壁帶有螺紋的連接體(6)螺紋連接，連接體(6)上端設(shè)置為凹槽(16)，下端為錐形的偏心調(diào)節(jié)體(7)嵌于凹槽(16)內(nèi)，并通過(guò)螺釘E
(15)固定；偏心調(diào)節(jié)體(7)的上端設(shè)置為淺槽(17)，下端為錐形的傾斜錐盤(8)嵌于淺槽
(17)內(nèi)，并通過(guò)螺釘D (14)固定；傾斜錐盤(8)的上端設(shè)置為倒錐形的凹形結(jié)構(gòu)(18)，下端為球形的傾斜球盤(9)嵌于倒錐形的凹形結(jié)構(gòu)(18)內(nèi)，并通過(guò)螺釘C (13)固定；傾斜球盤(9)的上端設(shè)置為筒狀，內(nèi)部設(shè)置有定位臺(tái)(19)，光線頭(10)插入傾斜球盤(9)的筒內(nèi)，通過(guò)螺釘B (12)固定。
[0021]本發(fā)明轉(zhuǎn)接筒(4)的外壁螺紋上套連接有鎖緊環(huán)(5)。
[0022]本發(fā)明的安裝步驟及其調(diào)節(jié)次序?yàn)?
首先在，反射轉(zhuǎn)接塊I上安裝反射鏡座背板2，反射鏡座背板2上裝有擺動(dòng)反射鏡3，擺動(dòng)反射鏡3可有裝在反射鏡座背板上的螺釘A 11調(diào)節(jié)其擺動(dòng)角，擺角的變化使得光軸101隨之?dāng)[動(dòng)。轉(zhuǎn)接筒4固定在反射鏡轉(zhuǎn)接塊I上，轉(zhuǎn)接筒4的外面有螺紋；連接體6通過(guò)螺紋與轉(zhuǎn)接筒4連接，鎖緊環(huán)5也通過(guò)螺紋與轉(zhuǎn)接筒4連接，反向旋轉(zhuǎn)鎖緊環(huán)5即可實(shí)現(xiàn)對(duì)連接體6鎖緊的功能；偏心調(diào)節(jié)體7放在連接體6上端的凹槽16內(nèi)，偏心調(diào)節(jié)體7與連接體6為間隙很小的間隙配合，調(diào)節(jié)體7下端有錐形的結(jié)構(gòu)，由安裝在連接體6上的螺釘E 15實(shí)現(xiàn)固定；偏心調(diào)節(jié)體7的上端有一淺槽17，且該淺孔與偏心調(diào)節(jié)體7的下端錐體結(jié)構(gòu)呈偏心狀態(tài)；傾斜錐盤8下端結(jié)構(gòu)與偏心調(diào)節(jié)體7的下端相似，也有錐體的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)置于偏心調(diào)節(jié)體7的上端的淺槽17內(nèi)，并有螺釘D 14實(shí)現(xiàn)固定。傾斜錐盤8的上端為倒錐形的凹形結(jié)構(gòu)18 ;傾斜球盤9的下端為球形結(jié)構(gòu)，中間有通孔，上端為筒狀，桶內(nèi)有定位臺(tái)19，用于定位光纖頭10,定位臺(tái)19的定位面與球面的球心重合。傾斜球盤9與傾斜錐盤8用4個(gè)均布的螺釘C 13連接固定，通過(guò)調(diào)節(jié)這4個(gè)螺釘C 13即可實(shí)現(xiàn)傾斜球盤9相對(duì)與傾斜錐盤8的傾斜角度；
光纖頭10插入傾斜球盤9上端的孔內(nèi)，由螺釘B 12側(cè)面壓緊固定，光纖頭10的下端面為靶面，下端面與傾斜球盤9內(nèi)孔的定位面對(duì)齊。
[0023]調(diào)節(jié)次序?yàn)?
1，松開(kāi)鎖緊環(huán)5，旋轉(zhuǎn)連接體6，進(jìn)行調(diào)焦，調(diào)焦完畢后擰緊鎖緊環(huán)5 ；
2，松開(kāi)螺釘E 15，旋轉(zhuǎn)偏心調(diào)節(jié)體7，使光纖頭中心旋轉(zhuǎn)至光軸的擺動(dòng)線上，擰緊螺釘E 15 ；
3，擰動(dòng)調(diào)節(jié)螺釘A 11，調(diào)節(jié)擺動(dòng)反射鏡3的擺角，使光軸與靶面中心重合；
4，松開(kāi)螺釘D 14，旋轉(zhuǎn)傾斜錐盤8，調(diào)整圖像與靶面的相位；
5，調(diào)整螺釘C 13，調(diào)整靶面的傾斜；
根據(jù)調(diào)整的結(jié)果，重復(fù)1飛的全部或個(gè)別步驟，即可完成六自由度調(diào)節(jié)。
[0024]本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)的調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)有:I)利用螺紋與鎖緊螺釘實(shí)現(xiàn)沿光軸方向的位置調(diào)節(jié)；2)利用擺鏡調(diào)節(jié)成像光軸的方向，實(shí)現(xiàn)一維的擺動(dòng)調(diào)節(jié)；3)利用偏心結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)探測(cè)器的旋轉(zhuǎn)，4)用一個(gè)旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)探測(cè)器的相位調(diào)節(jié)；上述1-4種運(yùn)動(dòng)可以實(shí)現(xiàn)的功能為，利用一對(duì)用4個(gè)兩兩對(duì)徑正交布置的拉緊螺釘連接的傾斜錐盤8和傾斜球盤9實(shí)現(xiàn)探測(cè)器的兩維傾斜調(diào)整，其中，傾斜球盤9的球面的球心與光線頭10的靶面重合，這樣就保證在調(diào)整過(guò)程光線頭10不會(huì)相對(duì)于光軸有離軸的運(yùn)動(dòng)，最終實(shí)現(xiàn)了取景目的。
【權(quán)利要求】
1.一種用于望遠(yuǎn)鏡共空間調(diào)節(jié)的六自由度調(diào)節(jié)裝置，其特征在于，包括反射鏡轉(zhuǎn)接塊(I)、安裝在反射鏡轉(zhuǎn)接塊(I)內(nèi)部的反射鏡座背板(2)、通過(guò)螺釘A (11)固定在反射鏡座背板(2)上的擺動(dòng)反射鏡(3)、固定在反射鏡轉(zhuǎn)接塊(I)上的轉(zhuǎn)接筒(4);轉(zhuǎn)接筒(4)外壁設(shè)置有螺紋，轉(zhuǎn)接筒(4)與內(nèi)壁帶有螺紋的連接體(6)螺紋連接，連接體(6)上端設(shè)置為凹槽(16)，下端為錐形的偏心調(diào)節(jié)體(7)嵌于凹槽(16)內(nèi)，并通過(guò)螺釘E (15)固定；偏心調(diào)節(jié)體(7)的上端設(shè)置為淺槽(17)，下端為錐形的傾斜錐盤(8)嵌于淺槽(17)內(nèi)，并通過(guò)螺釘D(14)固定；傾斜錐盤(8 )的上端設(shè)置為倒錐形的凹形結(jié)構(gòu)(18 )，下端為球形的傾斜球盤(9 )嵌于倒錐形的凹形結(jié)構(gòu)(18)內(nèi)，并通過(guò)螺釘C (13)固定；傾斜球盤(9)的上端設(shè)置為筒狀，內(nèi)部設(shè)置有定位臺(tái)(19)，光線頭(10)插入傾斜球盤(9)的筒內(nèi)，通過(guò)螺釘B (12)固定。
2.一種用于望遠(yuǎn)鏡共空間調(diào)節(jié)的六自由度調(diào)節(jié)裝置，其特征在于，轉(zhuǎn)接筒(4)的外壁螺紋上套連接有鎖緊環(huán)(5 )。
【文檔編號(hào)】G02B7/00GK104252030SQ201310266043
【公開(kāi)日】2014年12月31日 申請(qǐng)日期:2013年6月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月28日
【發(fā)明者】程向明, 敦廣濤, 鄧林華 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院云南天文臺(tái)