专利名称：多自由度光路调节系统的制作方法
多自由度光路调节系统
技术领域：
本发明涉及一种适用于工业射线检测底片数字化装置的光路调节系统，用于实现线性光多个自由度的快速精确微调。
背景技术：
近年来，采用线阵相机以及线性光源的底片数字化扫描方案已得到应用，发展十分迅猛，线性光在其中的应用越来越多。但是线性光各自由度的调节不易，包括线性光的线性度、平行度以及与线阵相机镜头的对应等等，其一直是一个难点。
发明内容本发明的目的在于提供一种多自由度光路调节系统，操作者可以通过控制几个简单的旋钮，通过简单方便的操作，达到快速对线性光各个自由度的精确可靠调节，使得相机能有效接收到含有信息的线性光。为实现上述目的，本调节装置采用了如下技术方案:多自由度光路调节系统，包括光纤头调节装置、上反射镜调节装置、下反射镜调节装置和相机调节装置；光纤头调节装置包括线性光源光纤头、光纤头滑座和聚光镜；线性光源光纤头与聚光镜均装在光纤头滑座上；上反射镜调节装置包括上反射镜、上反射镜托板、第一螺纹副和反射镜固定座；上反射镜固定在上反射镜托板上；上反射镜托板一端与上反射镜固定座通过第一销轴连接；上反射镜托板与上反射镜 固定座通过第一预紧弹簧拉紧；第一螺纹副安装在上反射镜固定座上，通过拧动螺纹副手柄可推动上反射镜托板绕第一销轴相对于上反射镜固定座旋转，以调节上反射镜托板与上反射镜固定座之间的夹角；下反射镜调节装置包括下反射镜、下反射镜托板、下反射镜底座和下反射镜平移台；下反射镜固定在下反射镜托板上；下反射镜托板一端与下反射镜底座通过第二销轴连接；下反射镜托板与下反射镜底座通过第二预紧弹簧拉紧；第二螺纹副安装在下反射镜底座上，通过拧动第二螺纹副手柄可推动下反射镜托板绕第二销轴相对于下反射镜底座旋转，以调节下反射镜托板与下反射镜底座之间的夹角；下反射镜底座安装在下反射镜平移台上；相机调节装置包括线阵相机、角度调节上支座、角度调节下支座和线阵相机平移台；线阵相机安装在角度调节上支座上，角度调节上支座一端与角度调节下支座通过第三销轴连接，并通过蝶形弹簧与六角螺柱相结合的预紧装置拉紧；角度调节上支座上安装有第三螺纹副，通过拧动第三螺纹副的手柄可推动角度调节上支座绕第三销轴相对于角度调节下支座旋转，以调节线阵相机倾斜角度；角度调节下支座安装在线阵相机平移台上。本发明进一步的改进在于:通过调节线性光源光纤头与聚光镜之间的距离，以调节聚光效果。
本发明进一步的改进在于:下反射镜平移台包括下反射镜平移台上部、下反射镜平移台下部和平移台安装底座；下反射镜底座安装在下反射镜平移台上部上，下反射镜平移台上部与下反射镜平移台下部通过齿轮齿条配合；下反射镜固定安装在平移台安装底座上。本发明进一步的改进在于:线阵相机平移台包括线阵相机平移台上部、线阵相机平移台下部和线阵相机平移台下部；角度调节下支座安装在线阵相机平移台上部上，线阵相机平移台上部与线阵相机平移台下部通过齿轮齿条配合；线阵相机平移台下部固定安装在平移台安装底座上。本发明进一步的改进在于:线阵相机平移台上部和线阵相机平移台下部采用燕尾槽滑轨结构滑动连接。本发明进一步的改进在于:线性光源光纤头发出的线性光经聚光镜聚光后水平入射到上反射镜，上反射镜将线性光垂直向下反射至下反射镜，下反射镜再将线性光水平反射至线阵相机。本发明进一步的改进在于:第一销轴的轴向垂直于线性光源光纤头发出的线性光入射方向。本发明进一步的改进在于:第二销轴的轴向垂直于经上反射镜反射后的线性光的传播方向。本发明进一步的改进在于:第三销轴的轴向平行于经下反射镜反射后的线性光的传播方向。本发明中，下反射镜调节装置，包括可实现下反射镜直线移动的移动机构以及可实现下反射镜俯仰角度调节的角度调节机构。其中移动机构可调节下反射镜与相机距离，且还可同时改变线性光相对相机镜头的高度，保证线性光与线阵相机镜头在同一水平高度；角度调节机构实现下反射镜的俯仰角度调节，保证线性光水平向前反射。相机调节装置包括可实现相机直线移动的移动 机构以及可实现相机倾斜角度调节的角度调节机构(非俯仰角度)。相对于现有技术，本发明具有以下优点:本发明是特意为工业射线底片数字化仪设计的线性光光路调节系统，是一个单独的模块，也可用于其他相似环境中；使用该调节系统后，仪器中光路的调节变得极其方便，而且调节更精确更可靠；操作者可以通过控制几个简单的旋钮，通过简单方便的操作，达到快速对线性光各个自由度的精确可靠调节，使得相机能有效接收到含有信息的线性光。
图1为本发明装置的整体侧视图。图2为本发明上反射镜调节装置主视图。图3为本发明下反射镜调节装置角度调节机构主视图。图4为本发明相机调节装置主视图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述。
请参阅图1至图4所示，本发明多自由度光路调节系统包括光纤头调节装置、上反射镜调节装置、下反射镜调节装置和相机调节装置。参考图1所示，线性光源光纤头Ia发出的线性光经聚光镜Ic聚光后水平入射到上反射镜2a，上反射镜2a将线性光垂直向下反射至下反射镜3a，下反射镜3a再将线性光水平向右反射至线阵相机4a。参考图1所示，光纤头调节装置包括线性光源光纤头la、光纤头滑座Ib和聚光镜Ic0线性光源光纤头Ia与聚光镜Ic均装在光纤头滑座Ib上，可以调节线性光源光纤头Ia与聚光镜Ic之间的距离以达到最优的聚光效果。参考图1、图2所示，上反射镜调节装包括上反射镜2a、镜片固定块2b、上反射镜托板2c、螺纹副2d和反射镜固定座2e。上反射镜2a安放在上反射镜托板2c上，并用镜片固定块2b固定。上反射镜托板2c —端与上反射镜固定座2e通过销轴2f连接，可绕销轴2f转动。上反射镜托板2c与上反射镜固定座2e在另一端通过预紧弹簧2g拉紧。高精度螺纹副2d安装在上反射镜固定座2e上，通过拧动螺纹副2d手柄可推动上反射镜托板2c绕销轴2f相对于上反射镜固定座2e旋转，以调节上反射镜托板2c与上反射镜固定座2e之间的夹角，确保线性光垂直向下反射。参考图1、图3所示，下反射镜调节装置包括下反射镜3a、镜片固定块3b、下反射镜托板3c、下反射镜底座3d、螺纹副3e和下反射镜平移台。下反射镜3a安放在下反射镜托板3c上，并用镜片固定块3b固定。下反射镜托板3c —端与下反射镜底座3d通过销轴3f连接，可绕销轴3f转动。下反射镜托板3c与下反射镜底座3d在另一端通过预紧弹簧3j拉紧。高精度螺纹副3e安装在下反射镜底座3d上，通过拧动螺纹副3e手柄可推动下反射镜托板3c绕销轴3f相对于下反射镜底座3d旋转，以调节下反射镜托板3c与下反射镜底座3d之间的夹角，确保线性光水平向右反射。下反射镜平移台包括下反射镜平移台上部3g、下反射镜平移台下部3h和平移台安装底座3i ;下反射镜底座3d安装在下反射镜平移台上部3g上，下反射镜平移台上部3g与下反射镜平移台下部3h通过齿轮齿条配合，通过手柄转动齿轮可控制下反射镜平·移台上部3g相对下反射镜平移台下部3h直线移动，既有调整线性光反射位置高度的作用，也有调整下反射镜与相机距离的作用。下反射镜固定安装在下反射镜平移台安装底座3i上。参考图1、图4所示，相机调节装置包括线阵相机4a、角度调节上支座4b、角度调节下支座4c、线阵相机平移台上部4d、线阵相机平移台下部4e和线阵相机平移台安装底座4f0线阵相机4a安装在角度调节上支座4b上，角度调节上支座4b —端与角度调节下支座4c通过销轴4i连接，并通过蝶形弹簧与六角螺柱相结合的预紧装置4g拉紧，高精度螺纹副4h安装在角度调节上支座4b另一端上，通过拧动高精度螺纹副4h的手柄可推动角度调节上支座4b绕销轴4i相对于角度调节下支座4c旋转，以达到调节线阵相机4a倾斜角度的目的。角度调节下支座4c安装在线阵相机平移台上部4d上，线阵相机平移台上部4d与线阵相机平移台下部4e通过齿轮齿条配合，通过手柄转动齿轮可控制线阵相机平移台上部4d相对线阵相机平移台下部4e直线移动，线阵相机平移台下部4e固定安装在平移台安装底座4f上。线阵相机平移台上部4d和线阵相机平移台下部4e采用燕尾槽滑轨结构滑动连接。
权利要求
1.多自由度光路调节系统，其特征在于，包括光纤头调节装置、上反射镜调节装置、下反射镜调节装置和相机调节装置； 光纤头调节装置包括线性光源光纤头(la)、光纤头滑座(Ib)和聚光镜(Ic);线性光源光纤头(Ia)与聚光镜(Ic) 均装在光纤头滑座(Ib)上； 上反射镜调节装置包括上反射镜(2a)、上反射镜托板(2c)、第一螺纹副(2d)和反射镜固定座(2e);上反射镜(2a)固定在上反射镜托板(2c)上；上反射镜托板(2c) —端与上反射镜固定座(2e)通过第一销轴(2f)连接；上反射镜托板(2c)与上反射镜固定座(2e)通过第一预紧弹簧(2g)拉紧；第一螺纹副(2d)安装在上反射镜固定座(2e)上，通过拧动螺纹副(2d)手柄可推动上反射镜托板(2c)绕第一销轴(2f)相对于上反射镜固定座(2e)旋转，以调节上反射镜托板(2c)与上反射镜固定座(2e)之间的夹角； 下反射镜调节装置包括下反射镜(3a)、下反射镜托板(3c)、下反射镜底座(3d)和下反射镜平移台；下反射镜(3a)固定在下反射镜托板(3c)上；下反射镜托板(3c) —端与下反射镜底座(3d)通过第二销轴(3f)连接；下反射镜托板(3c)与下反射镜底座(3d)通过第二预紧弹簧(3j)拉紧；第二螺纹副(3e)安装在下反射镜底座(3d)上，通过拧动第二螺纹副(3e)手柄可推动下反射镜托板(3c)绕第二销轴(3f)相对于下反射镜底座(3d)旋转，以调节下反射镜托板(3c)与下反射镜底座(3d)之间的夹角；下反射镜底座(3d)安装在下反射镜平移台上； 相机调节装置包括线阵相机(4a)、角度调节上支座(4b)、角度调节下支座(4c)和线阵相机平移台；线阵相机(4a)安装在角度调节上支座(4b)上，角度调节上支座(4b) —端与角度调节下支座(4c)通过第三销轴(4i)连接，并通过蝶形弹簧与六角螺柱相结合的预紧装置(4g)拉紧；角度调节上支座(4b)上安装有第三螺纹副(4h)，通过拧动第三螺纹副(4h)的手柄可推动角度调节上支座(4b)绕第三销轴(4i)相对于角度调节下支座(4c)旋转，以调节线阵相机(4a)倾斜角度；角度调节下支座(4c)安装在线阵相机平移台上。
2.根据权利要求1所述的多自由度光路调节系统，其特征在于，通过调节线性光源光纤头(Ia)与聚光镜(Ic)之间的距离，以调节聚光效果。
3.根据权利要求1所述的多自由度光路调节系统，其特征在于，下反射镜平移台包括下反射镜平移台上部(3g)、下反射镜平移台下部(3h)和平移台安装底座(3i);下反射镜底座(3d)安装在下反射镜平移台上部(3g)上，下反射镜平移台上部(3g)与下反射镜平移台下部(3h)通过齿轮齿条配合；下反射镜固定安装在平移台安装底座(3i)上。
4.根据权利要求1所述的多自由度光路调节系统，其特征在于，线阵相机平移台包括线阵相机平移台上部(4d)、线阵相机平移台下部(4e)和线阵相机平移台下部(4e);角度调节下支座(4c)安装在线阵相机平移台上部(4d)上，线阵相机平移台上部(4d)与线阵相机平移台下部(4e)通过齿轮齿条配合；线阵相机平移台下部(4e)固定安装在平移台安装底座(4f)上。
5.根据权利要求4所述的多自由度光路调节系统，其特征在于，线阵相机平移台上部(4d)和线阵相机平移台下部(4e)采用燕尾槽滑轨结构滑动连接。
6.根据权利要求1所述的多自由度光路调节系统，其特征在于，线性光源光纤头(Ia)发出的线性光经聚光镜(Ic)聚光后水平入射到上反射镜(2a)，上反射镜(2a)将线性光垂直向下反射至下反射镜(3a)，下反射镜(3a)再将线性光水平反射至线阵相机(4a)。
7.根据权利要求6所述的多自由度光路调节系统，其特征在于，第一销轴(2f)的轴向垂直于线性光源光纤头(Ia)发出的线性光入射方向。
8.根据权利要求7所述的多自由度光路调节系统，其特征在于，第二销轴(3f)的轴向垂直于经上反射镜(2a)反射后的线性光的传播方向。
9.根据权利要求7所述的多自由度光路调节系统，其特征在于，第三销轴(4i)的轴向平行于经下反 射镜(3a)反射后的线性光的传播方向。
全文摘要
本发明公开了一种多自由度光路调节系统，包括光纤头调节装置、上反射镜调节装置、下反射镜调节装置和相机调节装置；使用该调节系统后，仪器中光路的调节变得极其方便，而且调节更精确更可靠；操作者可以通过控制几个简单的旋钮，通过简单方便的操作，达到快速对线性光各个自由度的精确可靠调节，使得相机能有效接收到含有信息的线性光。
文档编号G02B7/198GK103235396SQ20131011721
公开日2013年8月7日 申请日期2013年4月7日 优先权日2013年4月7日
发明者高建民, 王昭, 胡贵强, 史丽娜, 党长营, 苏赵, 穆为磊 申请人:西安交通大学