一种用于激光陀螺合光装配的精确点胶定位装置的制作方法

本发明属于激光陀螺合光领域，特别是一种用于激光陀螺合光装配的精确点胶定位装置。

背景技术：

激光陀螺具有快速反应能力强、动态测量范围宽、线性度好、动态误差小、高精度、可靠性高等优点，广泛应用于捷联式惯性导航系统中。激光陀螺的合光是指在激光陀螺的制造过程中精确调整合光棱镜及光电管的位置，光电管位置找到后通过特制胶水固定在合光棱镜上，使得谐振腔体内运行的激光束输出时产生干涉，准确得到对应于陀螺角速度的频差信息。目前国内激光陀螺的合光装配中的光电管胶合固定主要采用人工操作方式 ，由于手臂的抖动，操作空间狭小，不仅点胶的速度慢，而且需要额外的清胶操作来清理合光棱镜和光电管上因为手臂抖动而涂抹的不必要的胶水，人工点胶固定光电管的质量和效率均无法满足当前的生产需要。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对现有的采用人工操作的光电管点胶工艺中存在的问题，提供一种用于激光陀螺合光装配的精确点胶定位装置，定位精度高、工作空间大，具有良好的通用性和互换性，并且可以通过编程实现任意形状的自动点胶，有助于提高激光陀螺合光工艺的质量和效率。

为达到上述目的，本发明的思路如下：

考虑机械结构完成点胶的方便性，谐振腔体应竖直放置，即装配合光棱镜的平面反射镜与水平面平行。由于光电管要固定在合光棱镜的上表面以接受谐振腔体的输出光，而合光棱镜的上表面与水平面成一定倾角，故点胶定位装置的应该具有较大的工作空间，而且点胶臂末端的输出轨迹应具有较高的灵活性，本发明采用三维运动控制机构和角度微调机构相结合的方法，满足较大工作空间、较高灵活性的要求。因此，光电管调整装置由一个三维运动控制机构、一个角度微调机构和一个点胶臂集成机构串联组成，完成预定运动轨迹的运动。

基于以上思路，本发明采用如下技术方案：

一种用于激光陀螺合光装配的精确点胶定位装置，包括一个光学平台、一个激光陀螺抖动装置、激光陀螺合光装配中待装配元件、一套精确点胶定位系统，所述精确点胶定位系统安装在光学平台右侧，激光陀螺抖动装置安装在光学平台左侧，激光陀螺合光装配中待装配元件安装在激光陀螺抖动装置上。

所述激光陀螺合光装配中待装配元件由谐振腔体、平面镜、合光棱镜以及光电管组成，所述的平面镜水平放置在激光陀螺激光束出射口，合光棱镜水平放置在平面镜上，在装配工作时，光电管被光电管夹持机构夹持，光电管的运动平面与合光棱镜的斜面平行，谐振腔体安装在激光陀螺抖动装置上。

所述精确点胶定位系统包括一个底板、一个三维运动控制机构、一个角度微调机构、一个点胶臂集成，所述底板固定在光学平台的右侧，三维运动控制机构通过固定铰链与底板连接，固定铰链底座固连于底板上，角度微调机构通过螺纹固连于三维运动控制机构的平行四边形伸缩机构上，点胶臂集成通过L型接口固定于角度微调机构上。

所述三维运动控制机构包括一个旋转电机，一个直立摇臂、一个水平摇臂、一个第一直线驱动杆、一个平行四边形伸缩机构、一个第二直线驱动杆，所述旋转电机固连在底板上，其输出轴与直立摇臂下端的回转轴端固连并驱动其旋转；直立摇臂下端通过回转轴与固定铰链连接并能够绕固定铰链底座旋转，上端与水平摇臂通过第一回转副连接，第一直线驱动杆下端通过第二回转副与直立摇臂连接，第二回转副底座固定于直立摇臂上，上端通过第三回转副与水平摇臂连接，第三回转副底座固定于水平摇臂上，第二直线驱动杆的一端通过第四回转副安装于水平摇臂上，另一端与平行四边形伸缩机构通过第一活动铰链连接，并驱动其伸缩运动，平行四边形伸缩机构通过销钉固连于水平摇臂上。

所述平行四边形伸缩机构包括一个第一连杆、一个第二连杆、一个第三连杆、一个第四连杆、一个第五连杆、一个第六连杆、一个第一导轨、一个第二导轨、一个第一活动铰链、一个第二活动铰链，所述第一连杆和第二连杆的一端通过第五回转副与第一活动铰链连接，第一连杆的另一端与第四连杆的一端通过第六回转副铰接，第二连杆的另一端与第三连杆的一端通过第七回转副铰接，第三连杆和第四连杆的中部通过销钉固连于水平摇臂上，第四连杆的另一端与第六连杆的一端通过第八回转副铰接，第三连杆的另一端和第五连杆的一端通过第九回转副铰接，第五连杆和第六连杆的另一端通过第十回转副与第二活动铰链连接，第一活动铰链的下端作为滑块嵌入第一导轨中限定第一活动铰链的运动轨迹，第二活动铰链的下端作为滑块嵌入第二导轨中限定第二活动铰链的运动轨迹。

所述角度微调机构包括连接件、转接臂、第一横臂、上保持架、第二横臂、第一竖臂、第二竖臂、第一球铰、第二球铰、导向臂、下保持架、精密电机、电机安装外壳、第一连接臂、第二连接臂、点胶臂集成外壳、第三球铰、第四球铰，所述连接件一端固连在第二活动铰链上，另一端连接转接臂，所述转接臂通过第一横臂与上保持架固定连接，所述第二横臂固定在上保持架的下底面，与第一横臂相互垂直布置，第一竖臂和第二竖臂的上端分别与第二横臂的两端固定连接，第一竖臂和第二竖臂的下端分别通过第一球铰和第二球铰与下保持架连接，所述精密电机通过导向臂与第二横臂连接，其中，导向臂一端通过销钉与第二横臂连接，精密电机输出轴与导向臂另一端铰接，精密电机机体固定安装于电机安装外壳上，电机安装外壳通过第一连接臂和第二连接臂安装于下保持架上，第一连接臂和第二连接臂外端通过螺纹固连于下保持架上，内端分别通过第三球铰、第四球铰和电机安装外壳连接；所述点胶臂集成外壳通过L型接口和电机安装外壳固连，方便拆装。

点胶头的位置调整、角度调整由三维运动控制机构、角度微调机构完成。点胶臂集成尖端是硬毛细管，当毛细管尖端和其他物体接触时，胶水在分子力的作用下粘附到被粘贴部位，而且毛细管不和其他物体接触时，胶水在分子力作用下不会自动流出，点胶臂集成中的胶水在重力作用下补充流出的胶水，完成点胶的动作。

本发明较现有技术而言，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著技术进步：

本发明定位精度高，工作空间大、输出轨迹灵活，容易实现自动化，具有良好的通用性和互换性，能够有效的提高点胶工艺的质量和效率。

附图说明

图1为本发明用于激光陀螺合光装配的精确点胶定位装置结构示意图。

图2为本发明用于激光陀螺合光装配的精确点胶定位装置的待装配的光学元件示意图。

图3为本发明用于激光陀螺合光装配的精确点胶定位装置位置调整机构的结构示意图。

图4为本发明所述用于激光陀螺合光装配的精确点胶定位装置三维运动控制机构的结构示意图。

图5为本发明用于激光陀螺合光装配的精确点胶定位装置平行四边形伸缩机构的结构示意图。

图6为本发明用于激光陀螺合光装配的精确点胶定位装置角度微调机构的结构示意图。

图7为本发明用于激光陀螺合光装配的精确点胶定位装置角度微调机构的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及优选实施例对本发明的技术方案作进一步说明。

如图1所示，一种用于激光陀螺合光装配的精确点胶定位装置，包括一个光学平台1、一个激光陀螺抖动装置3、激光陀螺合光装配中待装配元件2、一套精确点胶定位系统4，所述精确点胶定位系统4安装在光学平台1右侧，激光陀螺抖动装置3安装在光学平台1左侧，激光陀螺合光装配中待装配元件2安装在激光陀螺抖动装置3上。

对照图1、2，所述激光陀螺合光装配中待装配元件2由谐振腔体5、平面镜6、合光棱镜7以及光电管8组成，所述的平面镜6水平放置在激光陀螺5激光束出射口，合光棱镜7水平放置在平面镜6上，在装配工作时，光电管8被光电管夹持机构夹持，光电管8的运动平面与合光棱镜7的斜面平行，谐振腔体5安装在激光陀螺抖动装置3上。

对照图1、3，所述精确点胶定位系统4包括一个底板12、一个三维运动控制机构11、一个角度微调机构10、一个点胶臂集成9，所述底板12固定在光学平台1的右侧，三维运动控制机构11通过固定铰链17与底板12连接，固定铰链17底座固连于底板12上，角度微调机构10通过螺纹固连于三维运动控制机构11的平行四边形伸缩机构21上，点胶臂集成9通过L型接口56固定于角度微调机构10上，点胶口精确位置的确定由三维运动控制机构11、角度微调机构10实现，由点胶臂集成9最终完成点胶工序。

对照图1、3、4，所述三维运动控制机构11包括一个旋转电机13，一个直立摇臂14、一个水平摇臂16、一个第一直线驱动杆19、一个平行四边形伸缩机构21、一个第二直线驱动杆23，所述旋转电机13固连在底板12上，其输出轴与直立摇臂14下端的回转轴端固连并驱动其旋转；直立摇臂14下端通过回转轴与固定铰链17连接并能够绕固定铰链17底座旋转，上端与水平摇臂16通过第一回转副15连接，第一直线驱动杆19下端通过第二回转副18与直立摇臂14连接，第二回转副18底座固定于直立摇臂14上，上端通过第三回转副20与水平摇臂16连接，第三回转副20底座固定于水平摇臂16上，第二直线驱动杆23的一端通过第四回转副22安装于水平摇臂上，另一端与平行四边形伸缩机构21通过第一活动铰链24连接，并驱动其伸缩运动，平行四边形伸缩机构21通过销钉32固连于水平摇臂16上。

对照图1、3、5，所述平行四边形伸缩机构21包括一个第一连杆26、一个第二连杆27、一个第三连杆31、一个第四连杆33、一个第五连杆34、一个第六连杆35、一个第一导轨28、一个第二导轨37、一个第一活动铰链24、一个第二活动铰链38，所述第一连杆26和第二连杆27的一端通过第五回转副25与第一活动铰链24连接，第一连杆26的另一端与第四连杆33的一端通过第六回转副29铰接，第二连杆27的另一端与第三连杆31的一端通过第七回转副30铰接，第三连杆31和第四连杆33的中部通过销钉32固连于水平摇臂16上，第四连杆33的另一端与第六连杆35的一端通过第八回转副57铰接，第三连杆31的另一端和第五连杆34的一端通过第九回转副56铰接，第五连杆34和第六连杆35的另一端通过第十回转副36与第二活动铰链38连接，第一活动铰链24的下端作为滑块嵌入第一导轨28中限定第一活动铰链24的运动轨迹，第二活动铰链38的下端作为滑块嵌入第二导轨37中限定第二活动铰链38的运动轨迹。

对照图1、3、6、7，所述角度微调机构10包括连接件39、转接臂40、第一横臂41、上保持架42、第二横臂43、第一竖臂46、第二竖臂44、第一球铰47、第二球铰45、导向臂48、下保持架49、精密电机50、电机安装外壳52、第一连接臂53、第二连接臂54、点胶臂集成外壳55、第三球铰57、第四球铰58，所述连接件39一端固连在第二活动铰链38上，另一端连接转接臂40，所述转接臂40通过第一横臂41与上保持架42固定连接，所述第二横臂43固定在上保持架42的下底面，与第一横臂41相互垂直布置，第一竖臂46和第二竖臂44的上端分别与第二横臂43的两端固定连接，第一竖臂46和第二竖臂44的下端分别通过第一球铰47和第二球铰45与下保持架49连接，所述精密电机50通过导向臂48与第二横臂43连接，其中，导向臂48一端通过销钉51与第二横臂43连接，精密电机50输出轴与导向臂48另一端铰接，精密电机50机体固定安装于电机安装外壳52上，电机安装外壳52通过第一连接臂53和第二连接臂54安装于下保持架49上，第一连接臂53和第二连接臂54外端通过螺纹固连于下保持架49上，内端分别通过第三球铰57、第四球铰58和电机安装外壳52连接；所述点胶臂集成外壳55通过L型接口56和电机安装外壳52固连。

对照图1、2、3、4、5、6、7，所述光电管8找到位置后被临时固定于合光棱镜7表面，通过控制旋转电机13、第一直线驱动杆19、第二直线驱动杆23实现点胶臂集成9大行程、三个自由度的快速运动；点胶臂集成9固定于电机安装外壳52，精密电机50输出轴的转动可通过导向臂48带动电机安装外壳52和点胶臂集成9的转动，进行角度调整，精确控制点胶口的位置。