卧轴式激光小角度测量装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于测量技术，具体涉及一种角度测量装置。
【背景技术】
[0002]激光干涉测角是一种采用正弦原理，以迈克尔逊干涉法测量小角度的高精度测角方法，测角装置主要由正弦臂，分光镜组，激光干涉系统组成。正弦臂相对中心上下两侧对称安装角隅棱镜，两个角隅棱镜中心距离构成了正弦臂的臂长D。当正弦臂绕回转中心旋转角度Θ时，激光干涉系统测量光程差变化为H，与正弦臂臂长D存在的正弦关系sin0 =H/D。
[0003]目前，国内采用的激光小角度测量装置多数采用正弦臂、分光镜和激光器部件分离结构形式。测量俯仰小角度时，需借助卧式回转轴系完成测角功能，卧式轴系上安装调整光学系统繁琐，装置结构不稳定，重复性难以保证，导致测量准确度受安装调整影响较大。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种能够实现± 1°范围内俯仰角的准确度测量的卧轴式激光小角度测量装置。
[0005]本发明的技术方案如下:
[0006]一种卧轴式激光小角度测量装置，它包括轴系安装台和干涉镜组，所述的轴系安装台上设有正弦臂，所述的正弦臂上设有平面镜，所述正弦臂的下端设有微动机构，所述的轴系安装台内设有卧轴轴系；所述的卧轴轴系包括设在主轴和轴套，所述的主轴一端连接工作台，工作台为圆盘状，中心加工有通孔，主轴另一端连接正弦臂，所述轴套两侧分别设有轴系端盖和固定盘，所述的轴系端盖和固定盘均固定在轴系安装台上；所述的干涉镜组包括偏振分光棱镜和三个反射镜，所述的偏振分光棱镜位于轴系安装台的一侧，沿光入射的方向与偏振分光棱镜同一水平方向上设有反射镜A，反射镜A的上方设有反射镜C，偏振分光棱镜下方设有反射镜B,与反射镜C同一水平高度设有上角隅棱镜,与反射镜B同一水平高度设有下角隅棱镜，所述的上角隅棱镜和下角隅棱镜分别安装在正弦臂上下端。
[0007]在上述的卧轴式激光小角度测量装置中，所述的微动机构包括安装在滚珠丝杠上的移动平台，所述的移动平台上设有旋转臂和限位块，所述的滚珠丝杠通过联轴节连接步进电机。
[0008]在上述的卧轴式激光小角度测量装置中，还包括隔离罩和花岗岩平台，上述轴系安装台和干涉镜组固定在隔离罩内，所述的隔离罩固定在花岗岩平台上，隔离罩的一侧固定设有零位指示器。
[0009]在上述的卧轴式激光小角度测量装置中，所述的隔离罩为两层钢板之间夹保温石棉的结构。
[0010]在上述的卧轴式激光小角度测量装置中，所述的轴系安装台安装在过渡板上。
[0011]在上述的卧轴式激光小角度测量装置中，所述的正弦臂采用镂空加筋的结构，材料选用低膨胀合金钢S4J32A。
[0012]在上述的卧轴式激光小角度测量装置中，所述的主轴采用加工材料为GCrl5，为阶梯轴形式，所述的轴套采用加工材料为40Gr，为回转体。
[0013]本发明的显著效果在于:本装置能够实现对水平角小角度进行检测和校准，由于采用正弦臂并设计卧轴轴系，使得正弦臂具有独立回转中心，相关的光学部件关系相对固定，因此保证了装置的稳定性和安装的重复性，从而提高了测量装置的测量准确性，进一步，轴套分别于端盖和固定盘紧固，端盖和固定盘安装在在花岗岩平台上，保证卧轴轴系与平台安装的稳定性。
[0014]另外干涉镜组、偏振分光棱镜以及反射镜和平面镜等光学部件组成光学系统采用正弦原理完成线性量和角度量的转化，为装置实现小角度高精度测量提供了保障；
[0015]同时，设计花岗岩平台和隔离罩保证系统受环境影响最小，保证测量的准确性；设计的微动机构能够实现对轴系微小角度的驱动，保证小角度转动；安装零位指示器，保证系统测量零位的指示，每次使用不用反复装调，大大提高装置的测试效率；轴系安装台通过金属过渡板安装在花岗岩平台，最大程度上使整套系统的稳定性得到保障；隔离罩采用两层钢板之间夹保温石棉的结构，进一步保证隔离的有效性。
【附图说明】
[0016]图1为本发明的卧轴式激光小角度测量装置示意图；
[0017]图2为卧轴轴系示意图；
[0018]图3为微动机构示意图；
[0019]图中:1.花岗岩平台；2.激光器；3.相位计；4.接收器；5.偏振分光棱镜；6.干涉镜组；7.反射镜A ；8.正弦臂；9.上角隅棱镜；10.轴系安装台；11.平面镜；12.隔离罩；13.卧轴轴系；14.微动机构；15.零位指示器；16.轴承；17.主轴；18.工作台；19.轴套；20.轴系端盖；21.过渡板；22.固定盘；23.滚珠丝杠；24.限位块；25.移动平台；26.旋转臂；27.联轴节；28.下角隅棱镜；29.反射镜B;30.反射镜C ;31.步进电机。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。
[0021]如图1所示，隔离罩12固定在花岗岩平台I上，在上述隔离罩12内固定安装有轴系安装台10和干涉镜组6。所述的隔离罩12两侧壁上加工有孔。
[0022]所述干涉镜组6包括偏振分光棱镜5和三个反射镜，干涉镜组6通过隔尚罩12上的孔接收激光器2发出的光。所述的偏振分光棱镜5和反射镜A7依次位于光入射方向，反射镜A7的上方反射方向上安装反射镜C30，偏振分光棱镜5下方分光方向上设有反射镜B29，在反射镜C30的光反射方向上设有上角隅棱镜9，在反射镜B29的光反射方向上安装有下角隅棱镜28。所述的激光器2安装在隔离罩12外部，同时激光器2的下方安装相位计3，相位计3通过接收器4接收上述干涉镜组6反射的光。
[0023]所述的轴系安装台10固定安装竖直的正弦臂8，正弦臂8的下端安装微动机构14，轴系安装台10内安装有卧轴轴系13，平面镜11固定安装在正弦臂8上。
[0024]上述的上角隅棱镜9和下角隅棱镜28分别安装在正弦臂8上下端。
[0025]为了方便仪器使用，实现对装置零位指示作用，在花岗岩平台I上、隔离罩12的一侧固定安装零位指示器15。
[0026]如图2所示，卧轴轴系13包括水平固定安装在轴系安装台10内的