申请/专利权人：中国科学院国家天文台

申请日：2018-06-29

公开（公告）日：2024-05-17

公开（公告）号：CN108709719B

主分类号：G01M11/02

分类号：G01M11/02

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.05.17#授权;2018.11.20#实质审查的生效;2018.10.26#公开

摘要：本发明一种用于快速建立高精度视轴基准的装调工具，该装调工具包括用于连接望远镜和光源，具有标准安装结构的回转机构，用于观察参考光束出射和返回情况的光束观察窗和用于实现特定角度的光束指向，并提供远距离、高精度、可视化的参考轴的倾斜调整机构；所述回转机构通过标准接口连接件与所述光束观察窗的一端连接，所述倾斜调整机构设置在所述光束观察窗的另一端。本发明的有益效果是：由于采用上述方案，该装调工具可以作为望远镜的快速装调时的工具使用，也可以用于透射式光学模组的安装等，装调工具使用简单方便。

主权项：1.一种用于快速建立高精度视轴基准的装调工具的装调方法，实现该装调方法的装调工具具体包含以下结构：用于连接望远镜和光源，具有标准安装结构的回转机构，用于观察参考光束出射和返回情况的光束观察窗和用于实现特定角度的光束指向，并提供远距离、高精度、可视化的参考轴的倾斜调整机构；其中，所述回转机构通过标准接口连接件与所述光束观察窗的一端连接，所述倾斜调整机构设置在所述光束观察窗的另一端；所述倾斜调整机构包括关节轴承、倾斜调整支撑筒、低发散角光源和倾斜调整螺钉；其中，所述关节轴承设置在所述倾斜调整支撑筒一端的内部，所述低发散角光源设置在所述倾斜调整支撑筒的内部，且所述发散角光源的一端与所述关节轴承连接，所述倾斜调整螺钉设置在所述倾斜调整支撑筒另一端的端部，且所述倾斜调整螺钉的一端插入所述倾斜调整支撑筒内部与所述低发散角光源的另一端连接，所述回转机构的结构为包括：固定连接筒、轴承结构和转动连接筒，所述转动连接筒通过轴承结构设置在所述固定连接筒的内部，所述标准接口连接件与所述转动连接筒的一端固接；其特征在于，该装调方法具体包括以下步骤：先利用回转机构的回转特性，以远场处光斑的位置为参考；然后调整倾斜调整螺钉，使低发散角光源的出射光束在回转机构转动时相对于回转轴的夹角小于30′′；认为此时的出射光束与回转机构的回转轴重合；当使用装调工具进行装调时，能够通过观察窗来观察返回光束的位置和跳动情况，从而实现反射面与回转轴高精度垂直的装调需求，当需要使用装调工具产生特定出射角度的光束，以满足特定出射方向的需求时，通过调整倾斜调整螺钉来实现。

全文数据：一种用于快速建立高精度视轴基准的装调工具技术领域[0001]本发明属于光学望远镜检测装配技术领域，涉及用于建立视轴基准的装调工具，具体来说就是一种利用高精度回转机构、倾斜调整机构和低发散角光源快速建立一个髙精度可视的视轴基准的装调工具。背景技术[0002]光学望远镜装调过程中，视轴基准的建立是很重要的一项工作，且视轴基准的精度也将直接影响整个光学系统的性能。通常使用测微准直望远镜的视轴来建立视轴基准。由于测微准直望远镜视场通常很小，且可视性较差，需要借助十字丝等来标示。特别是当目标较远时，其可见性也会受照明条件的限制而大大降低。此外，测微准直望远镜视轴参考点与系统探测终端等的校准，由于受到探测终端接口中心定位器件同心精度的限制，其绝对精度很难做到很高。虽然通过各种配套工装和装调元器件的配合，测微准直望远镜可以实现角秒级的视轴基准的建立。但是，对于大多情况，角分级的视轴基准就可以满足需求。特别是对于野外台站、光学望远镜的使用者以及不具备高精度装调工具和装调检测环境的地方，简便快速实现一定精度视轴基准建立具有很大的需求。[0003]本发明基于日常工作中遇到的问题，从具体使用需求出发产生的。本发明利用高精度回转机构的特性，使用低发散角光源来标识回转轴，可以方便的获得角分级的视轴基准。高精度回转结构与光学望远镜通过标准接口连接，便于在多种望远镜上使用。光源模块也通过标准接口与回转机构连接，在需要时光源模块可以独立工作。倾斜调整机构在保证光束与回转轴重合时提供调整能力的同时也为实现特定光束出射角提供了可能。发明内容[0004]为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种结构简单、使用方便，可快速建立高精度视轴基准，利用高精度回转机构、倾斜调整机构和低发散角光源快速建立一个高精度可视的视轴基准的用于快速建立高精度视轴基准的装调工具。[0005]本发明的技术解决方案是:一种用于快速建立高精度视轴基准的装调工具，该装调工具具体包含以下结构：用于连接望远镜和光源，具有标准安装结构的回转机构，用于观察参考光束出射和返回情况的光束观察窗和用于实现特定角度的光束指向，并提供远距离、高精度、可视化的参考轴的倾斜调整机构；其中，所述回转机构通过标准接口连接件与所述光束观察窗的一端连接，所述倾斜调整机构设置在所述光束观察窗的另一端。[0006]进一步，所述倾斜调整机构包括关节轴承、倾斜调整支撑筒、低发散角光源和倾斜调整螺钉；其中，所述关节轴承设置在所述倾斜调整支撑筒一端的内部，所述低发散角光源设置在所述倾斜调整支撑筒的内部，且所述发散角光源的一端与所述关节轴承连接，所述倾斜调整螺钉设置在所述倾斜调整支撑筒另一端的端部，且所述倾斜调整螺钉的一端插入所述倾斜调整支撑筒内部与所述低发散角光源连接。[0007]进一步，所述倾斜调整螺钉为非金属螺钉，所述非金属螺钉包括尼龙螺钉或聚四氟乙烯螺钉。[0008]进一步，所述低发散角光源的发散角低于0.2mrad，光源型号为PGL-VI-655-lOmW，出光孔光斑直径为2.9mm，10m远处光斑直径为4.5mm。[0009]进一步，所述关节轴承采用是GE20ES轴承。[0010]进一步，所述回转机构包括：固定连接筒、轴承结构和转动连接筒，所述转动连接筒通过轴承结构设置在所述固定连接筒的内部，所述标准接口连接件与所述转动连接筒的一端固接。[0011]本发明的另一目的提供一种使用上述的装调工具的装调方法，该方法具体包括以下步骤:先利用高精度回转机构的回转特性，以远场处光斑的位置为参考，调整装调工具的倾斜调整机构，使低发散角光源的出射光束在回转机构转动时跳动小于30〃；当低发散角光源的出射光束随回转机构转动时跳动小于30〃时，认为此时低发散角光源的出射光束和回转结构的机械轴重合，在进行装调时，可以通过观察窗来观察返回光束的位置和跳动情况。当需要使用特定出射角度的光束时，则可以通过调整高精度倾斜调整机构来实现。[0012]本发明与现有技术相比具有如下优点：1、本发明利用高精度回转机构的特性，可以快速将光源的出射光束与装调工具的机械轴高精度重合。[0013]2、本发明通用性强、使用灵活，光源模块可以单独使用，光源倾斜调整机构便于产生特定出射角度的参考光。[0014]3、本发明建立的视轴基准可视化好，可以便于人工观察，且可以方便的与其他光学装调工装配合，从而实现多种用途。附图说明[0015]图1为一种用于快速建立高精度视轴基准的装调工具的结构示意图。[0016]图2为回转机构的结构示意图。[0017]图中：1.回转机构、1-1.固定连接筒、1-2•轴承结构、1-3.转动连接筒、2标准接口连接件、3.光束观察窗、4.倾斜调整机构、4-1.关节轴承、4-2.倾斜调整支撑筒、4-3•低发散角光源、4-4.倾斜调整螺钉。具体实施方式[0018]以下说明本发明的实施例。但以下的实施例仅限于解释本发明，本发明的保护范围应包括权利要求的全部内容，而且通过以下实施例对该领域的技术人员即可以实现本发明权利要求的全部内容。[0019]本发明充分利用了高精度回转机构的特性，可以快速将光源的出射光束与装调工具的机械轴高精度重合，同时高精度倾斜调整结构可以使装调工具灵活实现特定角度的光束向，而低发散角光源方便的提供了远距离、高精度、可视化的参考轴，方便于进行基于几何光学的相关检测、调整等。[0020]如图卜图2所示，本发明一种用于快速建立高精度视轴基准的装调工具，该装调工具具体包含以下结构：用于连接望远镜和光源，具有标准安装结构的回转机构，用于观察参考光束出射和返回情况的光束观察窗和用于实现特定角度的光束指向，并提供远距离、高精度、可视化的参考轴的倾斜调整机构；其中，所述回转机构通过标准接口连接件与所述光束观察窗的一端连接，所述倾斜调整机构设置在所述光束观察窗的另一端。[0021]所述倾斜调整机构包括关节轴承、倾斜调整支撑筒、低发散角光源和倾斜调整螺钉；其中，所述关节轴承设置在所述倾斜调整支撑筒一端的内部，所述低发散角光源设置在所述倾斜调整支撑筒的内部，且所述发散角光源的一端与所述关节轴承连接，所述倾斜调整螺钉设置在所述倾斜调整支撑筒另一端的端部，且所述倾斜调整螺钉的一端插入所述倾斜调整支撑筒内部与所述低发散角光源的另一端连接。[0022]所述倾斜调整螺钉为非金属螺钉，所述非金属螺钉包括尼龙螺钉或聚四氟乙烯螺钉。[0023]所述低发散角光源6的发散角低于0.2mrad，光源型号为PGL-VI-655-lOmW，出光孔光斑直径为2•9mm，10m远处光斑直径为4.5mm。[0024]所述关节轴承采用是GE20ES轴承。[0025]所述回转机构的结构为包括:固定连接筒、轴承结构和转动连接筒，所述转动连接筒通过轴承结构设置在所述固定连接筒的内部，所述标准接口连接件与所述转动连接筒的一端固接。[0026]—种使用所述的装调工具的装调方法，该方法具体包括以下步骤：先利用回转机构1的回转特性，以远场处光斑的位置为参考，然后调整倾斜调整螺钉，使低发散角光源4-3的出射光束在回转机构1转动时相对于回转轴的夹角小于30〃;认为此时的出射光束与回转机构的回转轴重合。[0027]当使用装调工具进行装调时，可以通过观察窗来观察返回光束的位置和跳动情况，从而实现反射面与回转轴高精度垂直的装调需求。当需要使用装调工具产生特定出射角度的光束，以满足特定出射方向的需求时，可以通过调整倾斜调整螺钉来实现。[0028]实例：1高精度回转机构，如图2所示，具有2寸标准接口用于外部连接；_2光源模块如图1所示通过标准接口与高精度回转机构连接，其连接也通过2寸标准结构实现，光源模块的2寸接口尺寸见图1，光源模块在需要时可以独立工作；3光束观察窗，可以观察参考光束出射和返回情况；4高精度关节轴承，这里选用的关节轴承型号是GE20ES，可以为光源提供灵活高精度的倾斜调整功能；⑸倾斜调整支撑筒，长度为1l〇mm，可以配合细牙倾斜调整螺钉，可以实现10〃的调整精度；6发散角低于0.2mrad的光源，这里选用的光源型号为PGL-VI-655-10mW，出光孔光斑直径为2.9mm，10tn远处光斑直径为4.5ram，可以为装调工具提供高精度的可视参考基准；7用于光源倾斜调整的非金属螺钉，这里选用尼龙螺钉，在调整倾斜时尼龙螺钉依靠微小的变形来实现无间隙的连续调整，即进行微调时所有螺钉均处于受力状态，调整时不宜使用过大的力，只需使光源时刻保证与所有尼龙螺钉紧密接触即可，这样有利于保证光源指向的稳定性。[0029]利用上述结构、尺寸和技术要求可以实现用于快速建立高精度视轴基准的装调工具，该装调工具可以实现对10m远处其参考轴精度优于30"。

权利要求：1.一种用于快速建立高精度视轴基准的装调工具，其特征在于，该装调工具具体包含以下结构：用于连接望远镜和光源，具有标准安装结构的回转机构，用于观察参考光束出射和返回情况的光束观察窗和用于实现特定角度的光束指向，并提供远距离、高精度、可视化的参考轴的倾斜调整机构；其中，所述回转机构通过标准接口连接件与所述光束观察窗的一端连接，所述倾斜调整机构设置在所述光束观察窗的另一端。2.根据权利要求1所述的装调工具，其特征在于，所述倾斜调整机构包括关节轴承、倾斜调整支撑筒、低发散角光源和倾斜调整螺钉；其中，所述关节轴承设置在所述倾斜调整支撑筒一端的内部，所述低发散角光源设置在所述倾斜调整支撑筒的内部，且所述发散角光源的一端与所述关节轴承连接，所述倾斜调整螺钉设置在所述倾斜调整支撑筒另一端的端部，且所述倾斜调整螺钉的一端插入所述倾斜调整支撑筒内部与所述低发散角光源的另一端连接。3.根据权利要求2所述的装调工具，其特征在于，所述倾斜调整螺钉为非金属螺钉，所述非金属螺钉包括尼龙螺钉或聚四氟乙烯螺钉。4.根据权利要求2所述的装调工具，其特征在于，所述低发散角光源6的发散角低于0.2111作1，光源型号为？61-¥1-655-1〇11^，出光孔光斑直径为2.9111111，1〇111远处光斑直径为4.5mm〇5.根据权利要求2所述的装调工具，其特征在于，所述关节轴承采用是GE20ES轴承。6.根据权利要求1所述的装调工具，其特征在于，所述回转机构的结构为包括：固定连接筒、轴承结构和转动连接筒，所述转动连接筒通过轴承结构设置在所述固定连接筒的内部，所述标准接口连接件与所述转动连接筒的一端固接。7.—种使用如权利要求1-6任意一项权利要求所述的装调工具的装调方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：先利用回转机构的回转特性，以远场处光斑的位置为参考，然后调整倾斜调整螺钉，使低发散角光源的出射光束在回转机构转动时相对于回转轴的夹角小于30〃;认为此时的出射光束与回转机构的回转轴重合，当使用装调工具进行装调时，可以通过观察窗来观察返回光束的位置和跳动情况，从而实现反射面与回转轴高精度垂直的装调需求，当需要使用装调工具产生特定出射角度的光束，以满足特定出射方向的需求时，可以通过调整倾斜调整螺钉来实现。

百度查询： 中国科学院国家天文台 一种用于快速建立高精度视轴基准的装调工具

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