一種自準(zhǔn)直儀輔助對(duì)準(zhǔn)裝置制造方法
【專利摘要】自準(zhǔn)直儀輔助對(duì)準(zhǔn)器屬于光學(xué)檢測(cè)【技術(shù)領(lǐng)域】。自準(zhǔn)直測(cè)試時(shí)，需要自準(zhǔn)直儀光軸對(duì)準(zhǔn)反光鏡，同時(shí)反光鏡面法線與自準(zhǔn)直儀物鏡光軸平行。如果自準(zhǔn)直儀距離反光鏡比較遠(yuǎn)，上述光路調(diào)整費(fèi)時(shí)費(fèi)力，導(dǎo)致測(cè)量效率和精度下降。本發(fā)明公布了一種可對(duì)自準(zhǔn)直儀與反光鏡相對(duì)位置和方向進(jìn)行粗調(diào)的自準(zhǔn)直儀輔助對(duì)準(zhǔn)器，用可見(jiàn)激光束指示自準(zhǔn)直儀中心光束位置，通過(guò)觀察激光光斑在反光鏡上位置，以及反射后激光光斑位置判斷自準(zhǔn)直儀與反光鏡的位置與方向關(guān)系。在自準(zhǔn)直儀與反光鏡已經(jīng)精確自準(zhǔn)直的前提下，還可以實(shí)現(xiàn)自準(zhǔn)直儀輔助對(duì)準(zhǔn)器與自準(zhǔn)直儀鏡筒端面的匹配校準(zhǔn)。
【專利說(shuō)明】一種自準(zhǔn)直儀輔助對(duì)準(zhǔn)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]自準(zhǔn)直儀輔助對(duì)準(zhǔn)裝置是自準(zhǔn)直測(cè)量時(shí)的光路調(diào)整輔助裝置，用于自準(zhǔn)直儀與反光鏡之間位置和方向關(guān)系的初步調(diào)整，屬于光學(xué)檢測(cè)【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]自準(zhǔn)直儀是利用光學(xué)自準(zhǔn)直原理，用于小角度測(cè)量的一種常用計(jì)量測(cè)試儀器。它在實(shí)現(xiàn)小角度的多維、非接觸測(cè)量中具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，被廣泛用于光學(xué)元件的角度檢測(cè)、平臺(tái)平面度檢測(cè)、機(jī)械軸系晃動(dòng)量檢測(cè)、精密導(dǎo)軌直線度檢測(cè)、機(jī)械結(jié)構(gòu)微小變形量檢測(cè)等精密測(cè)量中。
[0003]自準(zhǔn)直測(cè)量時(shí)，自準(zhǔn)直儀發(fā)射光束經(jīng)被測(cè)物體上的反光鏡或反光面反射后，必須要進(jìn)入自準(zhǔn)直儀的視場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)需要自準(zhǔn)直儀光軸瞄準(zhǔn)反光鏡，同時(shí)反光面法線與自準(zhǔn)直儀物鏡光軸平行。
[0004]當(dāng)自準(zhǔn)直儀焦距較長(zhǎng)，視場(chǎng)很小，距離反光面又較遠(yuǎn)時(shí)，自準(zhǔn)直儀光軸相對(duì)反光鏡偏離一個(gè)微小角度，自準(zhǔn)直儀發(fā)射光束在反光鏡位置就會(huì)偏離較遠(yuǎn)，反光鏡法線相對(duì)自準(zhǔn)直儀光軸偏離一個(gè)小角度反射光束與自準(zhǔn)直儀物鏡也會(huì)偏離較遠(yuǎn)。因?yàn)楣饴氛{(diào)整需要照明條件，自準(zhǔn)直儀發(fā)射的光束在有照明環(huán)境下一般不會(huì)明顯可見(jiàn)，因此上述情況下自準(zhǔn)直儀與反光鏡相對(duì)位置和方向的調(diào)節(jié)比較困難。
[0005]自準(zhǔn)直儀輔助對(duì)準(zhǔn)裝置的用途就是用激光束指示出自準(zhǔn)直儀中心光束投射在反光鏡上的位置，以及經(jīng)反光鏡反射在自準(zhǔn)直儀物鏡上的位置，實(shí)現(xiàn)自準(zhǔn)直儀與反光鏡相對(duì)位置和方向的粗調(diào)，此后再利用自準(zhǔn)直儀或反光鏡的微調(diào)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)精確調(diào)整。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]自準(zhǔn)直測(cè)量時(shí)，如果自準(zhǔn)直儀與反光鏡之間距離較遠(yuǎn)，它們之間位置與方向的對(duì)準(zhǔn)比較困難，降低測(cè)試效率和精度。為了提高自準(zhǔn)直測(cè)試光路調(diào)整的效率，本發(fā)明提出了一種自準(zhǔn)直儀輔助對(duì)準(zhǔn)裝置，其可以快速實(shí)現(xiàn)自準(zhǔn)直儀與反光鏡之間位置與方向的初步對(duì)準(zhǔn)。
[0007]—種自準(zhǔn)直儀輔助對(duì)準(zhǔn)裝置，包括:圓柱形安裝筒，激光器，機(jī)械靠面，光束方向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，激光器固定機(jī)構(gòu)和通孔反射光斑接收靶；其特征在于:機(jī)械靠面安裝在圓柱形安裝筒的一端，貼靠自準(zhǔn)直儀物鏡筒端面；通過(guò)光束方向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和激光器固定機(jī)構(gòu)把激光器固定在所述圓柱形安裝筒內(nèi)；激光器固定機(jī)構(gòu)用于固定激光器有發(fā)射窗口的一端；通孔反射光斑接收靶為中心位置有小孔的圓形平板，固定在圓柱形安裝筒的一端，小孔正對(duì)激光器發(fā)射窗口，以便激光束透過(guò)小孔射出并被被測(cè)物體上的反光鏡反射到通孔反射光斑接收靶上，通孔反射光斑接收靶外露面有十字對(duì)準(zhǔn)標(biāo)志，以便觀察反射光斑的位置。
[0008]用反射激光光斑指示自準(zhǔn)直儀光軸與反光鏡面之間的方向關(guān)系。
[0009]微調(diào)激光束在圓柱結(jié)構(gòu)中的出射方向，實(shí)現(xiàn)與自準(zhǔn)直儀鏡筒端面的匹配校準(zhǔn)。
[0010]激光器發(fā)射的激光光斑為十字形狀或圓形。[0011]光束方向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)由安裝筒壁上位置對(duì)稱的四個(gè)螺孔上的調(diào)節(jié)螺桿、拉簧、拉桿組成，拉簧、拉桿與螺桿和激光器之間柔性連接，用于固定激光器無(wú)發(fā)射窗口一端。通過(guò)在所述安裝筒外旋轉(zhuǎn)螺桿實(shí)現(xiàn)激光器后端上下或左右移動(dòng)，以此改變激光束的出射方向。
[0012]一種實(shí)現(xiàn)自準(zhǔn)直儀與反光鏡對(duì)準(zhǔn)的方法，包括:將自準(zhǔn)直儀架設(shè)在可調(diào)機(jī)構(gòu)上，將反光鏡固定在被測(cè)物體上；將權(quán)利要求1所述的自準(zhǔn)直儀輔助對(duì)準(zhǔn)裝置的機(jī)械靠面貼靠在自準(zhǔn)直儀的物鏡筒端面；調(diào)整自準(zhǔn)直儀架設(shè)機(jī)構(gòu)使激光束隨自準(zhǔn)直儀改變方向和位置，直至投射光斑在反光鏡中心位置，而反光鏡反射后在通孔反射光斑接收靶上形成的反射光斑與通孔反射光斑接收靶的十字對(duì)準(zhǔn)，完成粗調(diào)。
[0013]取下所述自準(zhǔn)直儀輔助對(duì)準(zhǔn)裝置，再根據(jù)自準(zhǔn)直儀圖像或數(shù)據(jù)進(jìn)行微調(diào)，完成對(duì)準(zhǔn)過(guò)程。
[0014]利用自準(zhǔn)直儀對(duì)該裝置進(jìn)行匹配性調(diào)校后，將該裝置靠在準(zhǔn)直儀鏡筒物鏡端，二者回轉(zhuǎn)中心盡量同軸，此時(shí)該裝置激光束代表了自準(zhǔn)直儀中心光束，觀察激光束光斑位置就可以快速實(shí)現(xiàn)自準(zhǔn)直儀視場(chǎng)與反光鏡空間位置的對(duì)準(zhǔn)，以及自準(zhǔn)直儀光軸與反光鏡法線空間方向的對(duì)準(zhǔn)，提高測(cè)試效率和精度。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是系統(tǒng)組成示意圖；
[0016]圖2為光束方向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖3是工作原理示意圖；
[0018]圖4是自準(zhǔn)直光路調(diào)整時(shí)反射光斑13在通孔反射光斑接收靶6上位置示意圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0019]圖1為本申請(qǐng)的系統(tǒng)組成示意圖，圖3為使用輔助對(duì)準(zhǔn)裝置進(jìn)行自準(zhǔn)直儀10與反光鏡11對(duì)準(zhǔn)的工作原理示意圖，輔助對(duì)準(zhǔn)裝置校準(zhǔn)時(shí)與此類似，只是自準(zhǔn)直儀10與反光鏡11距離較近。本申請(qǐng)的自準(zhǔn)直儀輔助對(duì)準(zhǔn)裝置包括:圓柱形安裝筒1，激光器2，機(jī)械靠面3，光束方向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)4，激光器固定機(jī)構(gòu)5和通孔反射光斑接收靶6 ;其特征在于:機(jī)械靠面3安裝在圓柱形安裝筒I的一端，貼靠自準(zhǔn)直儀10物鏡筒端面；通過(guò)光束方向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)4和激光器固定機(jī)構(gòu)5把激光器2固定在所述圓柱形安裝筒I內(nèi)；激光器固定機(jī)構(gòu)5用于固定激光器2有發(fā)射窗口的一端，通孔反射光斑接收靶6為中心位置有小孔的圓形平板，固定在圓柱形安裝筒I的一端，小孔正對(duì)激光器2發(fā)射窗口，以便激光束透過(guò)小孔射出并被被測(cè)物體12上的反光鏡11反射到通孔反射光斑接收靶6，通孔反射光斑接收靶6外露面有十字對(duì)準(zhǔn)標(biāo)志，以便觀察反射光斑位置。
[0020]所述安裝筒I為金屬厚壁圓柱筒；所述激光器2為小型可見(jiàn)光激光器，電池供電，連續(xù)發(fā)光，有外接開(kāi)關(guān)，開(kāi)關(guān)安裝在安裝筒I側(cè)壁上，整體呈圓柱形，其發(fā)射光束光斑為圓形或十字；所述機(jī)械靠面3為圓形或其它形狀厚金屬或塑料平板，固定在安裝筒I的一端；如圖2所示所述光束方向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)4由安裝筒壁上位置對(duì)稱的4個(gè)螺孔上的調(diào)節(jié)螺桿7、拉簧8、拉桿9組成，見(jiàn)圖2，拉簧8、拉桿9與螺桿7和激光器2之間柔性連接，用于固定激光器2無(wú)發(fā)射窗口 一端，通過(guò)在安裝筒I外旋轉(zhuǎn)螺桿實(shí)現(xiàn)激光器2后端上下或左右移動(dòng)，以此改變激光束的出射方向；所述激光器固定機(jī)構(gòu)5固定在安裝筒內(nèi)，用于固定激光器2有發(fā)射窗口一端，使其處于安裝筒I中心位置，在光束方向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)4未安裝時(shí),激光器2在該位置可以輕微擺動(dòng)，但不可徑向移動(dòng)。
[0021]使用前首先要對(duì)輔助對(duì)準(zhǔn)裝置進(jìn)行校準(zhǔn)，針對(duì)一個(gè)自準(zhǔn)直儀只需校準(zhǔn)一次。校準(zhǔn)最好在光學(xué)平臺(tái)上進(jìn)行，將自準(zhǔn)直儀放置在距離反光鏡較近處。因?yàn)榫嚯x近，無(wú)需輔助對(duì)準(zhǔn)裝置也可實(shí)現(xiàn)位置和方向?qū)?zhǔn)，仔細(xì)調(diào)整自準(zhǔn)直儀和反光鏡實(shí)現(xiàn)精確自準(zhǔn)直。開(kāi)啟輔助對(duì)準(zhǔn)裝置激光器2，把輔助對(duì)準(zhǔn)裝置機(jī)械靠面3靠緊自準(zhǔn)直儀10物鏡筒端面，輔助對(duì)準(zhǔn)裝置中心軸與自準(zhǔn)直儀10物鏡筒中心軸基本正對(duì)，并保持輔助對(duì)準(zhǔn)裝置向上的一側(cè)始終向上。此時(shí)見(jiàn)到輔助對(duì)準(zhǔn)裝置激光束投射在反光鏡上并反射到通孔反射光斑接收靶6上，顯示為圖中反射光斑13。調(diào)整光束方向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)4使激光器光束出射方向改變，直至反射光斑13與通孔反射光斑接收靶6的十字對(duì)準(zhǔn)，即圓形光斑位于十字中心，十字光斑壓上十字。上述工作完成后，校準(zhǔn)結(jié)束。
[0022]實(shí)際測(cè)試時(shí)，自準(zhǔn)直儀10 —般架設(shè)在可調(diào)機(jī)構(gòu)上，而反光鏡11固定在被測(cè)物體12上。首先按校準(zhǔn)時(shí)狀態(tài)把輔助對(duì)準(zhǔn)裝置靠緊自準(zhǔn)直儀10鏡筒，調(diào)整自準(zhǔn)直儀架設(shè)機(jī)構(gòu)使激光束隨自準(zhǔn)直儀10改變方向和位置，直至出射光斑在反光鏡11中心位置，而反光鏡11反射光斑與通孔反射光斑接收靶6的十字對(duì)準(zhǔn)。拿開(kāi)輔助對(duì)準(zhǔn)裝置自準(zhǔn)直儀10就基本處于自準(zhǔn)直狀態(tài)，之后利用自準(zhǔn)直儀圖像或數(shù)據(jù)進(jìn)行微調(diào)，微調(diào)后就可以開(kāi)始測(cè)試了。
[0023]也可以將光束方向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)4用來(lái)固定激光器2有發(fā)射窗口的一端,而激光器2無(wú)發(fā)射窗口的一端用激光器固定機(jī)構(gòu)5固定，或者激光器2兩端都用光束方向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)4固定。
[0024]以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說(shuō)明書(shū)及附圖所作的等效結(jié)構(gòu)，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的【技術(shù)領(lǐng)域】，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種自準(zhǔn)直儀輔助對(duì)準(zhǔn)裝置，包括:圓柱形安裝筒(I)，激光器(2)，機(jī)械靠面(3)，光束方向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(4)，激光器固定機(jī)構(gòu)(5)和通孔反射光斑接收靶(6);其特征在于:機(jī)械靠面(3)安裝在圓柱形安裝筒(I)的一端，貼靠自準(zhǔn)直儀(10)物鏡筒端面；通過(guò)光束方向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(4)和激光器固定機(jī)構(gòu)(5)把激光器(2)固定在所述圓柱形安裝筒(I)內(nèi)；激光器固定機(jī)構(gòu)(5)用于固定激光器(2)有發(fā)射窗口的一端；通孔反射光斑接收靶(6)為中心位置有小孔的圓形平板，固定在圓柱形安裝筒(I)的一端，小孔正對(duì)激光器(2)發(fā)射窗口，以便激光束透過(guò)小孔射出并被被測(cè)物體(12)上的反光鏡(11)反射到通孔反射光斑接收靶(6)上，通孔反射光斑接收靶(6)外露面有十字對(duì)準(zhǔn)標(biāo)志，以便觀察反射光斑(13)的位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自準(zhǔn)直儀輔助對(duì)準(zhǔn)裝置，其特征在于:用反射激光光斑指示自準(zhǔn)直儀(10)光軸與反光鏡(11)面之間的方向關(guān)系。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自準(zhǔn)直儀輔助對(duì)準(zhǔn)裝置，其特征在于:微調(diào)激光束在圓柱結(jié)構(gòu)中的出射方向，實(shí)現(xiàn)與自準(zhǔn)直儀鏡筒端面的匹配校準(zhǔn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自準(zhǔn)直儀輔助對(duì)準(zhǔn)裝置，其特征在于:激光器發(fā)射的激光光斑為十字形狀或圓形。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自準(zhǔn)直儀輔助對(duì)準(zhǔn)裝置，其特征在于:光束方向調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(4)由安裝筒壁上位置對(duì)稱的四個(gè)螺孔上的調(diào)節(jié)螺桿⑵、拉簧⑶、拉桿(9)組成，拉簧⑶、拉桿(9)與螺桿(7)和激光器(2)之間柔性連接，用于固定激光器(2)無(wú)發(fā)射窗口一端。通過(guò)在所述安裝筒(I)外旋轉(zhuǎn)螺桿(7)實(shí)現(xiàn)激光器(2)后端上下或左右移動(dòng)，以此改變激光束的出射方向。
6.一種實(shí)現(xiàn)自準(zhǔn)直儀與分光計(jì)對(duì)準(zhǔn)的方法，包括: 將自準(zhǔn)直儀(10)架設(shè)在可調(diào)機(jī)構(gòu)上，將反光鏡(11)固定在被測(cè)物體(12)上； 將權(quán)利要求1所述的自準(zhǔn)直儀輔助對(duì)準(zhǔn)裝置的機(jī)械靠面(3)貼靠在自準(zhǔn)直儀的物鏡筒端面； 調(diào)整自準(zhǔn)直儀架設(shè)機(jī)構(gòu)使激光束隨自準(zhǔn)直儀(10)改變方向和位置，直至投射光斑在反光鏡(11)中心位置，而反光鏡(11)反射后在通孔反射光斑接收靶(6)上形成的反射光斑(13)與通孔反射光斑接收靶6的十字對(duì)準(zhǔn)，完成粗調(diào)； 取下所述自準(zhǔn)直儀輔助對(duì)準(zhǔn)裝置，再根據(jù)自準(zhǔn)直儀圖像或數(shù)據(jù)進(jìn)行微調(diào)，完成對(duì)準(zhǔn)過(guò)程。
【文檔編號(hào)】G01B11/26GK103925891SQ201410143037
【公開(kāi)日】2014年7月16日 申請(qǐng)日期:2014年4月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月1日
【發(fā)明者】韓福利, 李永光, 任成才, 陳振興, 史圣兵, 秦少剛, 劉愛(ài)偉, 史睿冰, 吳彥林, 張俊生 申請(qǐng)人:中國(guó)人民解放軍63863部隊(duì)