一种新型合光棱镜调整装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种新型合光棱镜调整装置。包括一个光学平台、一个合光棱镜调整机构及待装配光学元件,合光棱镜调整机构安装在光学平台左侧，待装配光学元件放置在光学平台右侧；所述合光棱镜调整机构内有直线驱动杆驱动其运动，并有四个微型电机驱动对待装配元件的夹持，从而实现合光棱镜的调整。本发明采用电机和直线驱动杆联合控制的方法建立的合光棱镜调整机构运动输出轨迹灵活、工作空间大、可操作性好、定位精度高，有助于提高合光棱镜的角度、位置调整功能，进而提高激光陀螺合光工艺的质量和效率。
【专利说明】 一种新型合光棱镜调整装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及激光陀螺合光领域，特别是一种新型合光棱镜调整装置。
技术背景
[0002]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，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。合光棱镜的调整是激光陀螺合光的重要组成部分，目前国内激光陀螺的合光装配中的合光棱镜调整工艺主要采用人工操作方式，由于受到操作人员的经验、技巧等诸多因素的影响，人工调整合光棱镜的质量和效率已无法满足激光陀螺生产的需要。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于针对现有的采用人工操作的合光棱镜调整工艺中存在的问题，提供一种新型合光棱镜调整装置，定位精度高、可操作性好、输出轨迹灵活、工作空间大，有助于提高激光陀螺合光工艺的质量和效率。
[0004]为达到上述目的，本发明的思路如下:
考虑机械结构完成合光装配的方便性，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。为完成合光任务，合光棱镜需在平面反射镜所在平面内进行X、Y向移动及绕Z轴的转动，同时，为适应不同尺寸的谐振腔体，还需Z向的上下平移运动，且平移运动精度要求低，旋转精度要求高，此外在正式的应用场合应要求大行程与小行程相结合，因此，合光棱镜调整机构由一个二维回转机构、一个一维回转机构和一个合光棱镜夹持机构串联组成，用以实现合光棱镜的运动。
[0005]基于以上思路，本发明采用如下技术方案:
一种合光棱镜合光棱镜调整装置，包括一个光学平台、一个合光棱镜调整机构及待装配光学元件，所述合光棱镜调整机构安装在光学平台左侧，待装配光学元件放置在光学平台右侧；所述合光棱镜调整机构内有直线驱动杆驱动其运动，并有四个微型电机驱动对待装配元件的夹持，从而实现合光棱镜的调整。
[0006]所述一种合光棱镜合光棱镜调整机构由一个二维回转机构、一个一维回转机构和一个合光棱镜夹持机构串联组成，所述的底板固定在光学平台的左侧，二维回转机构通过虎克铰链与底板连接，一维回转机构通过回转副与二维回转机构连接，合光棱镜夹持机构通过虎克铰链与一维回转机构连接。合光棱镜的位置调整由二维回转机构、一维回转机构完成，角度调整由一维回转机构和合光棱镜夹持器完成，合光棱镜的夹持、定位由合光棱镜夹持器实现。
[0007]所述的二维回转机构由二维动臂、第一直线驱动杆和第二直线驱动杆组成，二维动臂通过虎克铰与底板相连接，第一直线驱动杆一端通过球铰与二维动臂相连接，第一直线驱动杆另一端通过球铰与底板相连接，第二直线驱动杆一端通过球铰与二维动臂相连接，第二直线驱动杆另一端通过球铰与底板相连接。第一直线驱动杆和第二直线驱动杆可混合驱动二维动臂运动，实现二维动臂绕虎克铰两条轴线的二维转动，可实现合光棱镜夹持器的大行程控制。
[0008]所述的一维回转机构由一维动臂和第三直线驱动杆组成，一维动臂通过回转副与二维动臂相连接，第三直线驱动杆一端通过球铰与一维动臂相连接，第三直线驱动杆另一端通过球铰与二维动臂相连接。第三直线驱动杆驱动一维动臂运动，实现一维动臂绕回转副轴线的一维转动，可实现合光棱镜的小行程控制。
[0009]所述的合光棱镜夹持机构由合光棱镜夹持器、第四直线驱动杆、第五直线驱动杆组成，合光棱镜夹持器通过虎克铰连接到一维动臂上，第四直线驱动杆一端通过球铰与到一维动臂相连接，第四直线驱动杆另一端通过球铰与合光棱镜夹持器相连接，第五直线驱动杆一端通过球铰与一维动臂相连接，第五直线驱动杆另一端通过球铰与合光棱镜夹持器相连接。第四直线驱动杆和第五直线驱动杆也可混合驱动合光棱镜夹持器运动，实现合光棱镜夹持器绕虎克铰两轴线的二维转动。
[0010]所述的合光棱镜夹持器由一个合光棱镜调整腔框架、四个微型电机、四个带有力传感器的螺钉组成，所述的螺钉的一端与微型电机连接，另一端配置力传感器，均匀分布在合光棱镜调整腔框架两侧，通过力传感器的反馈信息控制微型电机的转向和进给量，进而实现合光棱镜的自动夹紧和释放。
[0011]合光棱镜的位置调整由二维回转机构、一维回转机构完成，角度调整由一维回转机构和合光棱镜夹持器完成，合光棱镜的夹持、定位由合光棱镜夹持器实现。
[0012]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:结构简单，可操作性好，定位精度高，输出轨迹灵活，工作空间大，能够有效地提高合光棱镜调整效率，进而提高激光陀螺合光工艺的质量和效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为本发明所述一种新型合光棱镜调整装置结构示意图
图2为本发明所述一种新型合光棱镜调整装置的待装配的光学元器件示意图 图3为本发明所述一种新型合光棱镜调整装置的合光棱镜调整机构结构示意图 图4为本发明所述一种新型合光棱镜调整装置的二维回转机构结构示意图 图5为本发明所述一种新型合光棱镜调整装置的一维回转机构结构示意图 图6为本发明所述一种新型合光棱镜调整装置的合光棱镜夹持机构结构示意图 图7为本发明所述一种新型合光棱镜调整装置的合光棱镜夹持器结构示意图。
【具体实施方式】
[0014]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。
[0015]实施例一:
对照图1，本新型合光棱镜调整装置，包括一个光学平台(I)、一个合光棱镜调整机构
(2)及待装配光学元件(3)。其特征在于:合光棱镜调整机构(2)安装在光学平台(I)左侧，待装配光学元件(3)放置在光学平台(I)右侧；所述合光棱镜调整机构(2)内有直线驱动杆(16、19、23、27、30)驱动其运动，并有四个微型电机(35)驱动对待装配元件(3)的夹持，从而实现合光棱镜的调整。
[0016]实施例二:本实施例与实施例一基本相同，特别之处如下:
对照图1、2，所述的待装配光学元件(3)由激光陀螺(5)、平面镜(6)、合光棱镜(7)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。
[0017]对照图1、3，所述的合光棱镜调整机构(2)由一个底板(9)、一个二维回转机构
(10)、一个一维回转机构(11)及一个合光棱镜夹持机构(12)组成。所述的底板(9)固定在光学平台(I)的左侧，二维回转机构(10)通过虎克铰链(14)与底板(9)连接，一维回转机构(11)通过回转副(21)与二维回转机构(10)相连接，合光棱镜夹持机构(12)通过虎克铰链(32)与一维回转机构(11)相连接。合光棱镜(7)的位置调整由二维回转机构(10)、一维回转机构(11)完成，角度调整由一维回转机构(11)和合光棱镜夹持器(23)完成,合光棱镜
(7)的夹持、定位由合光棱镜夹持器(23)实现。
[0018]对照图1、3、4，所述的二维回转机构(10)由二维动臂(13)、第一直线驱动杆(16)和第二直线驱动杆(19)组成，二维动臂(13)通过虎克铰(14)与底板(9)相连接，第一直线驱动杆(16) 一端通过球铰(17)与二维动臂(13)相连接，第一直线驱动杆(16)另一端通过球铰(15)与底板(9)相连接，第二直线驱动杆(19) 一端通过球铰(20)与二维动臂(13)相连接，第二直线驱动杆(12)另一端通过球铰(18)与底板(9)相连接。
[0019]对照图1、3、5，所述的一维回转机构(11)由一维动臂(25 )和第三直线驱动杆(23 )组成，一维动臂(25)通过回转副(21)与二维动臂(13)相连接，第三直线驱动杆(23) —端通过球铰(24 )与一维动臂(25 )相连接，第三直线驱动杆(23 )另一端通过球铰(22 )与二维动臂(13)相连接。
[0020]对照图1、3、6，所述的合光棱镜夹持机构(12)由合光棱镜夹持器(33)、第四直线驱动杆(27 )和第五直线驱动杆(30 )组成，合光棱镜夹持器(33 )通过虎克铰(32 )连接到一维动臂(25)上，第四直线驱动杆(27)—端通过球铰(26)与到一维动臂(25)相连接，第四直线驱动杆(27 )另一端通过球铰(28 )与合光棱镜夹持器(33 )相连接，第五直线驱动杆(30 )一端通过球铰(29 )与一维动臂(25 )相连接，第五直线驱动杆(30 )另一端通过球铰(31)与合光棱镜夹持器(33)相连接。
[0021]对照图1、3、6、7，所述的合光棱镜夹持器(33)由一个合光棱镜调整腔框架(34)、四个微型电机(35)、和四个带有力传感器螺钉(36)组成。所述螺钉(36)与微型电机(35)连接，均匀分布在合光棱镜调整腔框架(34)两侧，由传感器的反馈信息控制微型电机(35)的转向和进给量，进而实现合光棱镜(7 )的自动夹紧和释放。
【权利要求】
1.一种新型合光棱镜调整装置，包括一个光学平台(I)、一个合光棱镜调整机构(2)及待装配光学元件(3)，其特征在于:合光棱镜调整机构(2)安装在光学平台(I)左侧，待装配光学元件(3)放置在光学平台(I)右侧；所述合光棱镜调整机构(2)内有直线驱动杆(16、19、23、27、30 )驱动其运动，并有四个微型电机(35 )驱动对待装配元件(3 )的夹持，从而实现合光棱镜的调整。
2.根据权利要求1所述的新型合光棱镜调整装置，其特征在于:所述的合光棱镜调整机构(2 )包括一个底板(9 )、一个二维回转机构(10 )、一个一维回转机构(11)及一个合光棱镜夹持机构(12)，所述的底板(9 )固定在光学平台(I)台面的左侧，二维回转机构(10 )下端通过一个虎克铰链(14)与底板(9 )铰连，一维回转机构(11)中部通过一个回转副(21)与二维回转机构(10)上端转动连接，合光棱镜夹持机构(12)的一端通过另一个虎克铰链(32)与一维回转机构(11)的一端铰连。
3.根据权利要求2所述的新型合光棱镜调整装置，其特征在于:所述的二维回转机构(10)包括一个二维动臂(13)、一个第一直线驱动杆(16)和一个第二直线驱动杆(19)，所述二维动臂(13)通过虎克铰(14)与底板(9)铰连，第一直线驱动杆(16) 一端通过一个球铰(17)与二维动臂(13)铰连，第一直线驱动杆(16)另一端通过另一个球铰(15)与底板(9)铰连；第二直线驱动杆(19)一端通过一个球铰(20)与二维动臂(13)铰连，第二直线驱动杆(12)另一端通过另一个球铰(18)与底板(9)铰连。
4.根据权利要求3所述的新型合光棱镜调整装置，其特征在于:所述的一维回转机构(11)包括一个一维动臂(25)和一个第三直线驱动杆(23)，所述一维动臂(25)中部通过回转副(21)与二维动臂(13)上端铰连，第三直线驱动杆(23) —端通过一个球铰(24)与一维动臂(25)的一端铰连，第三直线驱动杆(23)另一端通过球铰(22)与二维动臂(13)铰连。
5.根据权利要求4所述的新型合光棱镜调整装置，其特征在于:所述的合光棱镜夹持机构(12)包括一个合光棱镜夹持器(33)、一个第四直线驱动杆(27)和一个第五直线驱动杆(30),合光棱镜夹持器(33) —端通过一个虎克铰(32)连接到一维动臂(25)末端上,第四直线驱动杆(27)—端通过一个球铰(26)与到一维动臂(25)中部铰连，第四直线驱动杆(27)另一端通过另一球铰(28)与合光棱镜夹持器(33)另一端铰连,第五直线驱动杆(30)一端通过一个球铰(29)与一维动臂(25)中部铰连，第五直线驱动杆(30)另一端通过另一球铰(31)与合光棱镜夹持器(33)末端铰连。
6.根据权利要求5所述的新型合光棱镜调整装置，其特征在于:所述的合光棱镜夹持器(33)包括一个合光棱镜调整腔框架(34)、四个微型电机(35)和四个带有力传感器螺钉(36)，所述螺钉(36)与微型电机(35)输出轴连接，均匀分布安装在合光棱镜调整腔框架(34)两侧。
7.根据权利要求1所述的新型合光棱镜调整装置，其特征在于:所述的待装配光学元件(3)由激光陀螺(5)、平面镜(6)、合光棱镜(7)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；所述合光棱镜(7)放置在光学平台(I)右侧。
【文档编号】G02B7/18GK104006826SQ201410223828
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年5月26日 优先权日:2014年5月26日
【发明者】马立, 周辅君, 荣伟彬, 孙立宁 申请人:上海大学