[發(fā)明專利]一種高精度裝配光軸與導(dǎo)軌移動軸匹配的裝置及方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202010623582.4
• 申請日: 2020-07-01
• 公開（公告）號: CN111610640A
• 公開（公告）日: 2020-09-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王天洪;侯佳;何志平;李銘;周成林;黃冠杰;舒嶸
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所
• 主分類號: G02B27/62
• 分類號: G02B27/62;G02B7/00
• 代理公司: 上海滬慧律師事務(wù)所 31311
• 代理人: 郭英

本發(fā)明公開一種高精度裝配光軸與導(dǎo)軌移動軸匹配的裝置及方法，裝置包括可移動導(dǎo)軌、光軸配準(zhǔn)系統(tǒng)、五維調(diào)節(jié)架、電子內(nèi)調(diào)焦系統(tǒng)。將可移動導(dǎo)軌固定到光學(xué)平臺上，在將光軸配準(zhǔn)系統(tǒng)粗安裝到可移動導(dǎo)軌上，將電子內(nèi)調(diào)焦系統(tǒng)安裝到五維調(diào)節(jié)架上，然后用五維調(diào)節(jié)架調(diào)節(jié)電子內(nèi)調(diào)焦系統(tǒng)的位置，使電子內(nèi)調(diào)焦系統(tǒng)與光軸配準(zhǔn)系統(tǒng)在同一水平線上。在將平面鏡放置在光軸配準(zhǔn)系統(tǒng)上，反復(fù)調(diào)節(jié)五維調(diào)整架方位俯仰使返回的十字叉絲不動為止，固定測試裝置。本發(fā)明的優(yōu)點在于：該裝置可以快速、高精度的配合到帶有調(diào)焦功能的系統(tǒng)中。本發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)簡單、操作方法簡單。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種高精度裝配光軸與導(dǎo)軌移動軸匹配的裝置及方法，適用于任何帶有導(dǎo)軌的調(diào)焦系統(tǒng)，也適用于紅外系統(tǒng)以及太赫茲系統(tǒng)中各光學(xué)元件的裝配領(lǐng)域

背景技術(shù)

在航天事業(yè)快速發(fā)展的新時代，調(diào)焦機構(gòu)成為了不可或缺的在軌調(diào)節(jié)手段，隨著發(fā)射衛(wèi)星的數(shù)量不斷的增多。在國家不斷提出新的航天思路，民用航天也成了新的主力軍為航天事業(yè)不斷添磚加瓦。伴隨著航天事業(yè)的騰飛，再軌條件也增加了新的指標(biāo)，增加軌道適應(yīng)性(實時調(diào)焦功能)。而且航空在空中飛行時，伴隨著溫度的不確定性，系統(tǒng)出現(xiàn)不同焦點的情況，此時系統(tǒng)也需要調(diào)焦系統(tǒng)來實時補償系統(tǒng)出現(xiàn)的不同焦點情況。綜上調(diào)焦已經(jīng)成為航空、航天不可或缺的技術(shù)手段，但是調(diào)焦的精度與直線導(dǎo)軌與光軸配準(zhǔn)有這決定性關(guān)系。隨著紅外及其太赫茲的普遍應(yīng)用，并且對紅外及其太赫茲整機設(shè)計指標(biāo)的提升，整個系統(tǒng)的裝配也隨之越來越重要，系統(tǒng)的偏心及其同軸要求也變得非常重要，此專利方法可以提供的光軸調(diào)整提供切實可行性方案。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種高精度裝配光軸與導(dǎo)軌移動軸匹配的裝置及方法，該發(fā)明裝置的使用，可以滿足高精度光軸與導(dǎo)軌的同軸性的輔助裝校，同時也可以為紅外系統(tǒng)及其太赫茲系統(tǒng)等光學(xué)元件提供裝校方案等。該發(fā)明的特點主要體現(xiàn)在：1)結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉；2)本發(fā)明調(diào)節(jié)方法簡單，利用平面鏡及其球面鏡的相互作用、建立唯一光軸原理；3)本發(fā)明可輔助對紅外光學(xué)系統(tǒng)的光軸建立與調(diào)整提供快速測量的功能。

本發(fā)明裝置如附圖1所示，包括可移動導(dǎo)軌1、光軸配準(zhǔn)系統(tǒng)2、五維調(diào)節(jié)架3、電子內(nèi)調(diào)焦系統(tǒng)4，所述的移動導(dǎo)軌1固定在光學(xué)平臺上，光軸配準(zhǔn)系統(tǒng)2粗安裝到可移動導(dǎo)軌1上，將電子內(nèi)調(diào)焦系統(tǒng)4安裝到五維調(diào)節(jié)架3上，電子內(nèi)調(diào)焦系統(tǒng)4的光軸與導(dǎo)軌移動軸光軸保持共軸。

所述的可移動導(dǎo)軌1的移動誤差優(yōu)于0.01mm。

所述的五維調(diào)節(jié)架3的調(diào)節(jié)精度優(yōu)于30秒。

所述的電子內(nèi)調(diào)焦系統(tǒng)4采用數(shù)字顯示，測試精度為0.1秒，可以實時顯示返回像。

該裝置的工作過程如下：

可移動導(dǎo)軌1固定到光學(xué)平臺上，先將光軸配準(zhǔn)系統(tǒng)2粗安裝到可移動導(dǎo)軌1上，將電子內(nèi)調(diào)焦系統(tǒng)4安裝到五維調(diào)節(jié)架3上，然后用五維調(diào)節(jié)架3調(diào)節(jié)電子內(nèi)調(diào)焦系統(tǒng)4的位置，使電子內(nèi)調(diào)焦系統(tǒng)4與光軸配準(zhǔn)系統(tǒng)在同一水平線上。然后在可移動導(dǎo)軌1背部基準(zhǔn)貼平面鏡，調(diào)節(jié)用五維調(diào)節(jié)架3的俯仰與方位，使平面鏡的光返回到電子內(nèi)調(diào)焦系統(tǒng)4探測器中心處。然后調(diào)節(jié)可移動導(dǎo)軌1使平面鏡的光再次返回到電子內(nèi)調(diào)焦系統(tǒng)4內(nèi)，調(diào)節(jié)五維調(diào)節(jié)架3的俯仰與方位，反復(fù)以上步驟直至最終使平面鏡的光返回到電子內(nèi)調(diào)焦系統(tǒng)4探測器中心處不同為止。將平面鏡貼到光軸配準(zhǔn)系統(tǒng)2中的透鏡平面處，調(diào)節(jié)光軸配準(zhǔn)系統(tǒng)2的俯仰與方位，使返回的像還重合于電子內(nèi)調(diào)焦系統(tǒng)4探測器中心處，此時固定光軸配準(zhǔn)系統(tǒng)。調(diào)節(jié)五維調(diào)節(jié)架3的高低，左右平移并調(diào)節(jié)電子內(nèi)調(diào)焦系統(tǒng)4的焦距，先觀測透鏡的頂點像，然后觀測透鏡的焦點像，調(diào)節(jié)五維調(diào)節(jié)架3的高低，左右使頂點像與焦點像都重合在電子內(nèi)調(diào)焦系統(tǒng)4探測器中心處。可移動導(dǎo)軌1移動到另一端，調(diào)節(jié)光軸配準(zhǔn)系統(tǒng)2的高低，左右方向是直至頂點像與球心像在電子內(nèi)調(diào)焦系統(tǒng)4探測器中心處不動為止。此時需要反射鏡反復(fù)貼到光軸配準(zhǔn)系統(tǒng)2的平面基準(zhǔn)處，來確保俯仰與方位不變。

本發(fā)明一種高精度裝配光軸與導(dǎo)軌移動軸匹配的裝置及方法示意圖如圖1所示，其特征在于方法步驟如下：