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一種自準直儀輔助對準裝置制造方法
【專利摘要】自準直儀輔助對準器屬于光學檢測【技術領域】。自準直測試時，需要自準直儀光軸對準反光鏡，同時反光鏡面法線與自準直儀物鏡光軸平行。如果自準直儀距離反光鏡比較遠，上述光路調(diào)整費時費力，導致測量效率和精度下降。本發(fā)明公布了一種可對自準直儀與反光鏡相對位置和方向進行粗調(diào)的自準直儀輔助對準器，用可見激光束指示自準直儀中心光束位置，通過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直儀與反光鏡的位置與方向關系。在自準直儀與反光鏡已經(jīng)精確自準直的前提下，還可以實現(xiàn)自準直儀輔助對準器與自準直儀鏡筒端面的匹配校準。
【專利說明】一種自準直儀輔助對準裝置
【技術領域】
[0001]自準直儀輔助對準裝置是自準直測量時的光路調(diào)整輔助裝置，用于自準直儀與反光鏡之間位置和方向關系的初步調(diào)整，屬于光學檢測【技術領域】。
【背景技術】
[0002]自準直儀是利用光學自準直原理，用于小角度測量的一種常用計量測試儀器。它在實現(xiàn)小角度的多維、非接觸測量中具有獨特的優(yōu)點，被廣泛用于光學元件的角度檢測、平臺平面度檢測、機械軸系晃動量檢測、精密導軌直線度檢測、機械結構微小變形量檢測等精密測量中。
[0003]自準直測量時，自準直儀發(fā)射光束經(jīng)被測物體上的反光鏡或反光面反射后，必須要進入自準直儀的視場，實現(xiàn)這一點需要自準直儀光軸瞄準反光鏡，同時反光面法線與自準直儀物鏡光軸平行。
[0004]當自準直儀焦距較長，視場很小，距離反光面又較遠時，自準直儀光軸相對反光鏡偏離一個微小角度，自準直儀發(fā)射光束在反光鏡位置就會偏離較遠，反光鏡法線相對自準直儀光軸偏離一個小角度反射光束與自準直儀物鏡也會偏離較遠。因為光路調(diào)整需要照明條件，自準直儀發(fā)射的光束在有照明環(huán)境下一般不會明顯可見，因此上述情況下自準直儀與反光鏡相對位置和方向的調(diào)節(jié)比較困難。
[0005]自準直儀輔助對準裝置的用途就是用激光束指示出自準直儀中心光束投射在反光鏡上的位置，以及經(jīng)反光鏡反射在自準直儀物鏡上的位置，實現(xiàn)自準直儀與反光鏡相對位置和方向的粗調(diào)，此后再利用自準直儀或反光鏡的微調(diào)機構實現(xiàn)精確調(diào)整。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]自準直測量時，如果自準直儀與反光鏡之間距離較遠，它們之間位置與方向的對準比較困難，降低測試效率和精度。為了提高自準直測試光路調(diào)整的效率，本發(fā)明提出了一種自準直儀輔助對準裝置，其可以快速實現(xiàn)自準直儀與反光鏡之間位置與方向的初步對準。
[0007]—種自準直儀輔助對準裝置，包括:圓柱形安裝筒，激光器，機械靠面，光束方向調(diào)節(jié)機構，激光器固定機構和通孔反射光斑接收靶；其特征在于:機械靠面安裝在圓柱形安裝筒的一端，貼靠自準直儀物鏡筒端面；通過光束方向調(diào)節(jié)機構和激光器固定機構把激光器固定在所述圓柱形安裝筒內(nèi)；激光器固定機構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，小孔正對激光器發(fā)射窗口，以便激光束透過小孔射出并被被測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準標志，以便觀察反射光斑的位置。
[0008]用反射激光光斑指示自準直儀光軸與反光鏡面之間的方向關系。
[0009]微調(diào)激光束在圓柱結構中的出射方向，實現(xiàn)與自準直儀鏡筒端面的匹配校準。
[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)機構由安裝筒壁上位置對稱的四個螺孔上的調(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，用于固定激光器無發(fā)射窗口一端。通過在所述安裝筒外旋轉螺桿實現(xiàn)激光器后端上下或左右移動，以此改變激光束的出射方向。
[0012]一種實現(xiàn)自準直儀與反光鏡對準的方法，包括:將自準直儀架設在可調(diào)機構上，將反光鏡固定在被測物體上；將權利要求1所述的自準直儀輔助對準裝置的機械靠面貼靠在自準直儀的物鏡筒端面；調(diào)整自準直儀架設機構使激光束隨自準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準，完成粗調(diào)。
[0013]取下所述自準直儀輔助對準裝置，再根據(jù)自準直儀圖像或數(shù)據(jù)進行微調(diào)，完成對準過程。
[0014]利用自準直儀對該裝置進行匹配性調(diào)校后，將該裝置靠在準直儀鏡筒物鏡端，二者回轉中心盡量同軸，此時該裝置激光束代表了自準直儀中心光束，觀察激光束光斑位置就可以快速實現(xiàn)自準直儀視場與反光鏡空間位置的對準，以及自準直儀光軸與反光鏡法線空間方向的對準，提高測試效率和精度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是系統(tǒng)組成示意圖；
[0016]圖2為光束方向調(diào)節(jié)機構的結構示意圖；
[0017]圖3是工作原理示意圖；
[0018]圖4是自準直光路調(diào)整時反射光斑13在通孔反射光斑接收靶6上位置示意圖?！揪唧w實施方式】
[0019]圖1為本申請的系統(tǒng)組成示意圖，圖3為使用輔助對準裝置進行自準直儀10與反光鏡11對準的工作原理示意圖，輔助對準裝置校準時與此類似，只是自準直儀10與反光鏡11距離較近。本申請的自準直儀輔助對準裝置包括:圓柱形安裝筒1，激光器2，機械靠面3，光束方向調(diào)節(jié)機構4，激光器固定機構5和通孔反射光斑接收靶6 ;其特征在于:機械靠面3安裝在圓柱形安裝筒I的一端，貼靠自準直儀10物鏡筒端面；通過光束方向調(diào)節(jié)機構4和激光器固定機構5把激光器2固定在所述圓柱形安裝筒I內(nèi)；激光器固定機構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，小孔正對激光器2發(fā)射窗口，以便激光束透過小孔射出并被被測物體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外露面有十字對準標志，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為小型可見光激光器，電池供電，連續(xù)發(fā)光，有外接開關，開關安裝在安裝筒I側壁上，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)機構4由安裝筒壁上位置對稱的4個螺孔上的調(diào)節(jié)螺桿7、拉簧8、拉桿9組成，見圖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無發(fā)射窗口 一端，通過在安裝筒I外旋轉螺桿實現(xiàn)激光器2后端上下或左右移動，以此改變激光束的出射方向；所述激光器固定機構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)機構4未安裝時,激光器2在該位置可以輕微擺動，但不可徑向移動。
[0021]使用前首先要對輔助對準裝置進行校準，針對一個自準直儀只需校準一次。校準最好在光學平臺上進行，將自準直儀放置在距離反光鏡較近處。因為距離近，無需輔助對準裝置也可實現(xiàn)位置和方向對準，仔細調(diào)整自準直儀和反光鏡實現(xiàn)精確自準直。開啟輔助對準裝置激光器2，把輔助對準裝置機械靠面3靠緊自準直儀10物鏡筒端面，輔助對準裝置中心軸與自準直儀10物鏡筒中心軸基本正對，并保持輔助對準裝置向上的一側始終向上。此時見到輔助對準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)機構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的十字對準，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，校準結束。
[0022]實際測試時，自準直儀10 —般架設在可調(diào)機構上，而反光鏡11固定在被測物體12上。首先按校準時狀態(tài)把輔助對準裝置靠緊自準直儀10鏡筒，調(diào)整自準直儀架設機構使激光束隨自準直儀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的十字對準。拿開輔助對準裝置自準直儀10就基本處于自準直狀態(tài)，之后利用自準直儀圖像或數(shù)據(jù)進行微調(diào)，微調(diào)后就可以開始測試了。
[0023]也可以將光束方向調(diào)節(jié)機構4用來固定激光器2有發(fā)射窗口的一端,而激光器2無發(fā)射窗口的一端用激光器固定機構5固定，或者激光器2兩端都用光束方向調(diào)節(jié)機構4固定。
[0024]以上所述僅為本發(fā)明的實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖所作的等效結構，或直接或間接運用在其他相關的【技術領域】，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內(nèi)。
【權利要求】
1.一種自準直儀輔助對準裝置，包括:圓柱形安裝筒(I)，激光器(2)，機械靠面(3)，光束方向調(diào)節(jié)機構(4)，激光器固定機構(5)和通孔反射光斑接收靶(6);其特征在于:機械靠面(3)安裝在圓柱形安裝筒(I)的一端，貼靠自準直儀(10)物鏡筒端面；通過光束方向調(diào)節(jié)機構(4)和激光器固定機構(5)把激光器(2)固定在所述圓柱形安裝筒(I)內(nèi)；激光器固定機構(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，小孔正對激光器(2)發(fā)射窗口，以便激光束透過小孔射出并被被測物體(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)外露面有十字對準標志，以便觀察反射光斑(13)的位置。
2.根據(jù)權利要求1所述的自準直儀輔助對準裝置，其特征在于:用反射激光光斑指示自準直儀(10)光軸與反光鏡(11)面之間的方向關系。
3.根據(jù)權利要求1所述的自準直儀輔助對準裝置，其特征在于:微調(diào)激光束在圓柱結構中的出射方向，實現(xiàn)與自準直儀鏡筒端面的匹配校準。
4.根據(jù)權利要求1所述的自準直儀輔助對準裝置，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)權利要求3所述的自準直儀輔助對準裝置，其特征在于:光束方向調(diào)節(jié)機構(4)由安裝筒壁上位置對稱的四個螺孔上的調(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)無發(fā)射窗口一端。通過在所述安裝筒(I)外旋轉螺桿(7)實現(xiàn)激光器(2)后端上下或左右移動，以此改變激光束的出射方向。
6.一種實現(xiàn)自準直儀與分光計對準的方法，包括: 將自準直儀(10)架設在可調(diào)機構上，將反光鏡(11)固定在被測物體(12)上； 將權利要求1所述的自準直儀輔助對準裝置的機械靠面(3)貼靠在自準直儀的物鏡筒端面； 調(diào)整自準直儀架設機構使激光束隨自準直儀(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的十字對準，完成粗調(diào)； 取下所述自準直儀輔助對準裝置，再根據(jù)自準直儀圖像或數(shù)據(jù)進行微調(diào)，完成對準過程。
【文檔編號】G01B11/26GK103925891SQ201410143037
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年4月1日 優(yōu)先權日: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, 劉愛偉, 史睿冰, 吳彥林, 張俊生 申請人:中國人民解放軍63863部隊