[發明專利]一種面向光學鏡片的六自由度并聯自動調偏系統及方法

在審

• 申請號: 201711286688.4
• 申請日: 2017-12-07
• 公開（公告）號: CN107957626A
• 公開（公告）日: 2018-04-24
• 發明（設計）人: 葉鑫;張之敬;張恒;邵超;周登宇;吳飛飛
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: G02B27/62
• 分類號: G02B27/62
• 代理公司: 北京理工正陽知識產權代理事務所(普通合伙)11639
• 代理人: 鮑文娟

一種面向光學鏡片的六自由度并聯自動調偏系統及方法，屬于光學鏡片精密自動化裝配技術領域。基于中心偏的測量結果和六自由度并聯結構實現鏡片的自動調偏。自動調偏系統主要由鏡筒調整模塊、中心偏測量模塊和自動調偏模塊組成。自動調偏方法基于中心偏測量數據計算出待裝配透鏡的兩個球心坐標，再驅動六自由度并聯機構實現調偏，采用測量和調整交替進行的方式，即每進行一次調偏，需重新測量中心偏以驗證調偏結果是否滿足要求，若不滿足要求，則需重新擬合光軸再次調偏直到精度達到要求為止。本發明實現了中心偏測量和鏡片自動調整的一體化，能夠快速測量鏡片中心偏和調整偏移，既保證了鏡片的調偏精度符合要求，又大大提高了鏡片裝調效率。

技術領域

本發明涉及一種面向光學鏡片的六自由度并聯自動調偏系統及方法，具體涉及一種面向光學鏡片的六自由度并聯調偏系統和自動高效調偏算法，屬于光學鏡片精密裝配的自動化裝配及光學系統與機電技術領域。

背景技術

隨著航空航天和數碼科技的技術的日新月異，光學鏡頭組已經廣泛應用于航天器、無人機、智能機器人、數碼相機、和民用手機等領域，對高效率、高可靠性的裝配需求愈發強烈。但目前的普遍情況是對鏡片中心偏的測量和調整基本上是人工進行，裝配精度的可靠性和裝配效率都難以保證，所以亟需一種更加可靠，更加快捷的鏡片裝配系統。

經過文獻和專利檢索，與鏡片中心偏測量和鏡片裝配相關的裝調系統或裝置有如下幾項：

(1)申請號CN201310411023，發明名稱為：中心偏檢測裝置及檢測方法，公開了一種結構簡單、可快速、高效地檢測被測透鏡中心偏的中心偏檢測裝置和方法，解決了機械式的三坐標法中，每次測量讀取數據比較吃力，耗時比較長，效率低，而且精度不高等問題，但是該方法僅僅局限于快速的測量鏡片中心偏，并沒有提出調偏的方案。

(2)申請號CN201410115050.4，發明名稱為：光學鏡頭輔助裝調裝置，公開了一種光學鏡頭輔助裝調裝置，解決了現有技術中分別檢測光學鏡頭的中心偏和透鏡間隔測量精度低、成本高的技術問題，提高了光學鏡頭裝調效率。然而，雖然此裝置實現了中心偏測量和鏡片間隔測量這兩種測量的組合，但仍然沒有提出在測量出鏡片中心偏后如何進行調偏。

綜上所述，雖然目前有許多針對光學鏡片中心偏的測量設備，但通常只能實現鏡片中心偏測量的自動化，當鏡片存在中心偏時仍然需要人為進行調整，效率雖然相比于純手工裝配有了很大提高，但仍然無法實現鏡片從測量到調偏整個過程的自動化。

本發明提供的一種面向光學鏡片的中心偏自動測量及調偏系統采用測量和調整交替進行的方式，實現了中心偏測量和鏡片調整的高度一體化，目前還未見類似的研究成果。

發明內容

本發明的目的是針對現有光學鏡片中心偏的測量設備處理鏡片存在中心偏時仍需要人為進行調整，效率較低的技術現狀，提供了一種面向光學鏡片的六自由度并聯自動調偏系統及方法，采用測量和調整交替進行的方式，實現了中心偏測量和鏡片調整的高度一體化。

一種面向光學鏡片的六自由度并聯自動調偏系統及方法，包括一種面向光學鏡片的六自由度并聯自動調偏系統，簡稱為“自動調偏系統”；以及一種面向光學鏡片的六自由度并聯自動調偏方法，簡稱“自動調偏方法”。

該自動調偏系統實現了中心偏測量和鏡片自動調整的一體化，不僅能夠實現鏡片中心偏的快速測量，而且基于中心偏的測量結果，提出了采用六自由度并聯結構實現鏡片調偏的自動調偏方法；本自動調偏系統在鏡片裝配過程中，提出了采用測量和調整交替進行的方式，每進行一次調偏，要重新測量一下中心偏以驗證調偏結果是否能夠滿足要求，如果不滿足精度要求，則需要重新擬合光軸再次調偏，直到精度達到要求為止，這樣能夠保證鏡片的調偏精度符合要求；

其中，自動調偏系統主要由鏡筒調整模塊、中心偏測量模塊和自動調偏模塊組成；自動調偏系統能夠實現中心偏測量和鏡片調整的高度一體化；