专利名称：用于振动台台面加速度测量的光学扫描装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于振动台台面加速度测量的光学扫描装置。
背景技术：
目前，各种光学扫描机构被广泛应用于振动测量中。各种振动测量 包括单点测量以及平面扫描测量，平面扫描测量主要是由于振动平面振 动量分布不均匀，为了得到精确测量结果而进行的测量。而在平面扫描 测量中，已有的测试设备主要是采用激光干涉仪围绕中心轴旋转，或者 是通过平移台带动激光千涉仪移动来实现振动台台面的扫描，每次激光 干涉仪改变位置后都要进行调整，导致了装置或者是体积庞大，或者是 光学结构复杂，成本较高、应用困难。 发明内容
本实用新型的目的是提供一种体积小、光学结构简单的用于振动台 台面加速度测量的光学扫描装置。本实用新型的技术解决方案是，装置 由中空旋转轴、旋转棱镜支架、调心推力滚子轴承、安装框架、大平移
台安装机构、大平移台、小平移台安装机构、小平移台、棱镜、旋转台 底座、旋转台组成，中空旋转轴的一端套接在旋转棱镜支架上，旋转台 底座螺纹安装在旋转棱镜支架上，旋转棱镜支架和旋转台底座均开有开 口，旋转台底座与旋转台螺纹连接，直角棱镜安装在旋转台；大平移台 安装机构套接在中空旋转轴上并置于旋转棱镜支架的上方，大平移台安 装在大平移台安装机构的下部，小平移台经小平移台安装机构安装在大 平移台的下方，另外一个棱镜安装在小平移台上；中空旋转轴通过调心 推力滚子轴承安装于安装框架上。
所述的棱镜包括两个直角棱镜，两个直角棱镜分别设置在旋转台和 小平移台上。所述的旋转棱镜支架的侧面径向开有安装紧固螺钉的螺纹 孔。本实用新型具有的优点和有益效果本实用新型利用轴承、棱镜及 平移台实现平面范围内的光学扫描，光学结构简单、调整方便。通过中 空旋转轴的旋转，激光干涉仪出射的光线可以扫描360°范围内的振动 台面；通过大平移台和安装于其上的小平移台安装机构可以使激光干涉仪发出的光线可以扫描到振动台整个径向台面；而小平移台和旋转台都 可以对棱镜的位置进行微调，从而控制光线方向。
图1是本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
装置由中空旋转轴1、旋转棱镜支架12、调心推力滚子轴承2、安 装框架3、大平移台安装机构4、大平移台5、小平移台安装机构6、小 平移台7、棱镜8和11、旋转台底座9、旋转台10组成，中空旋转轴l 的一端套接在旋转棱镜支架12上，旋转台底座9螺纹安装在旋转棱镜支 架12上，旋转棱镜支架12和旋转台底座9均开有开口，旋转台底座9 与旋转台10螺纹连接，直角棱镜11安装在旋转台；大平移台安装机构 4套接在中空旋转轴1上并置于旋转棱镜支架12的上方，大平移台5安 装在大平移台安装机构4的下部，小平移台7经小平移台安装机构6安 装在大平移台5的下方，另外一个直角棱镜8安装在小平移台7上；中 空旋转轴1通过调心推力滚子轴承2安装于安装框架3上。
如图l，它包括中空旋转轴l、调心推力滚子轴承2、安装框架3、 大平移台安装机构4、大平移台5、小平移台安装机构6、小平移台7、 直角棱镜8、旋转台底座9、旋转台IO、直角棱镜ll、旋转棱镜支架12 组成。中空旋转轴1可以在360°方向上旋转，从而可以保证激光干涉 仪可以扫描到整个振动台台面。调心推力滚子轴承2作为中空旋转轴1 的支承机构，保证了中空旋转轴1的平滑转动，同时在安装时需要保证 两个器件的轴线的完全重合。在保证调心推力滚子轴承2的轴线与安装 框架3的高垂直度的情况下，将调心推力滚子轴承2安装在安装框架3 之上，安装框架3与整个振动台框架相连，起固定整个旋转机构的作用。 大平移台5安装在大平移台安装机构4上，并且大平移台安装机构4同 中空旋转轴1连接在一起，保证大平移台的移动范围可以覆盖到振动台 的整个台面。大平移台5主要用于实现径向位移，并且其台面完全垂直 于中空旋转轴l的轴线，为了扩大其径向运动的范围，在大平移台5上 又安装了小平移台安装机构6。小平移台7便安装在小平移台安装机构6 上，可以微调棱镜8在切线方向的位置。棱镜8主要用于改变光线方向， 使光线能入射到振动台面上。旋转台10安装在旋转台底座9上，旋转台10和旋转台底座9均可以调整棱镜11的高度，使光线可以从棱镜11入 射到棱镜9上，安装时要求旋转台10和旋转台底座9的轴线必须与中空 旋转轴1的轴线重合，且注意两个直角棱镜的光轴的重合。旋转台底座
9安装在旋转棱镜支架12上，同时旋转棱镜支架12和旋转轴1相连， 可随着旋转轴1在360。角度范围内转动。
本实用新型的光学原理是激光光束从中空旋转轴轴线方向(自上而
下)入射，首先垂直入射到直角棱镜11的直角入射面上，入射光束进入直 角棱镜后，在直角棱镜的斜面上发生全反射，并在直角棱镜的另一直角平
面上出射，此时入射光束顺时针偏转90° ;出射光束垂直入射到直角棱 镜8的直角入射面上，光束进入直角棱镜后，在直角棱镜的斜面上再次发 生全反射，并在直角棱镜的另一直角平面上出射，此棱镜的作用是将光束 再次顺时针偏转90。，进而实现光束的平移；并最终投射在测量平面内。 本实用新型的工作过程是在测量某一点之前，应先将光路调整好。 首先调整入射的光束与中空旋转轴1的轴线重合；然后调整直角棱镜11
的光轴与中空旋转轴1的轴线重合，同时保证入射光束打在直角棱镜11
的直角面的中心；再调整直角棱镜8的光轴与直角棱镜11的光轴重合， 并保证入射光束投射在直角棱镜8的直角面的中心。调整好之后将整个 系统中各微调器件进行锁死，以保证下次调整时光束的出射角度。
对于选定的测量点，首先调整旋转台IO，使大平移台5径向移动方 向轴线对应于待测量点上；然后粗调大平移台5，使小平移台7上的直 角棱镜8的出射光束位于待测量点附近；然后在微调小平移台7，使出 射光束投射到待测量点上，并且通过预先的光路调节来保证测量光束与 测量台面的垂直度。
权利要求1.用于振动台台面加速度测量的光学扫描装置，其特征是，装置由中空旋转轴、旋转棱镜支架、调心推力滚子轴承、安装框架、大平移台安装机构、大平移台、小平移台安装机构、小平移台、棱镜、旋转台底座、旋转台组成，中空旋转轴的一端套接在旋转棱镜支架上，旋转台底座螺纹安装在旋转棱镜支架上，旋转棱镜支架和旋转台底座均开有开口，旋转台底座与旋转台螺纹连接，直角棱镜安装在旋转台；大平移台安装机构套接在中空旋转轴上并置于旋转棱镜支架的上方，大平移台安装在大平移台安装机构的下部，小平移台经小平移台安装机构安装在大平移台的下方，另外一个棱镜安装在小平移台上；中空旋转轴通过调心推力滚子轴承安装于安装框架上。
2. 根据权利要求所述的扫描装置，其特征是，所述的棱镜包括两个 直角棱镜，两个直角棱镜分别设置在旋转台和小平移台上。
3. 根据权利要求所述的扫描装置，其特征是，所述的旋转棱镜支架 的侧面径向开有安装紧固螺钉的螺纹孔。
专利摘要本实用新型涉及一种用于振动台台面加速度测量的光学扫描装置。装置由中空旋转轴、旋转棱镜支架、调心推力滚子轴承、安装框架、大平移台安装机构、大平移台、小平移台安装机构、小平移台、棱镜、旋转台底座、旋转台组成，本实用新型具有的优点和有益效果利用轴承、棱镜及平移台实现平面范围内的光学扫描，光学结构简单、调整方便。通过中空旋转轴的旋转，激光干涉仪出射的光线可以扫描360°范围内的振动台面；通过大平移台和安装于其上的小平移台安装机构可以使激光干涉仪发出的光线可以扫描到振动台整个径向台面；而小平移台和旋转台都可以对棱镜的位置进行微调，从而控制光线方向。而且整个装置的光线调整都是连续的。
文档编号G01H9/00GK201327411SQ200820124548
公开日2009年10月14日 申请日期2008年12月24日 优先权日2008年12月24日
发明者刘永录, 张立喆, 宇 王, 磊 王, 峰 田, 秦海峰, 璐 陈, 波 高 申请人:中国航空工业第一集团公司北京长城计量测试技术研究所