专利名称：一种光学镜架的制作方法
技术领域：
本实用新型属于光学测量领域，具体涉及一种用于支撑大型光学镜子的光学镜架。
背景技术：
反光镜、准直镜等镜子在光学领域广泛应用，某些光学仪器中用的镜子面积大、质量重、且要求安装后镜子所受应力小，这就对光学镜架提出了很高的要求，如分布光度计上用于支撑反光镜(直径可达2m)的光学镜架。传统的反光镜式分布光度计上反光镜的光学镜架如图I所示，主要通过钢管焊接和机械加工而成，其加工过程如下 第一步，将各个钢管打通，再将各个圆管插入至钢管中，将钢管与圆管的连接处固定焊接，并在钢管与反光镜的接触处焊接一些垫块；第二步，由于传统的光学镜架采用钢管，平整度非常不好，需要通过外力校正，尽量将各个垫块的平整度偏差调整至最小；第三步，但一般外力校正仍不能达到使用要求，需要利用机床粗加工光学镜架；第四步，通过低温退火等过程以消除由于焊接产生的内应力，并进行表面处理；第五步，进一步利用机床进行精加工，直至整个光学镜架的平整度满足要求。上述的传统光学镜架焊接工艺，不仅加工过程繁杂、对加工工艺要求较高，而且如果某些工艺没有处理到位，在长期使用过程中均会出现一些问题，从而影响测量精度。例如，在长期使用过程中，光学镜架的残余焊接应力会导致光学镜架变形；另外，如防锈处理 不好，容易在钢管和圆管的焊接处生锈，从而导致锈迹粘连在反光镜上，污染反射镜，严重时会导致钢管断裂，存在反光镜的承重等安全问题。
实用新型内容为了克服现有技术中存在的上述缺陷，本实用新型公开了一种光学镜架，该光学镜架安装方便、自身直线度和平整度好，能够大幅降低由于光学镜架零器件变形导致镜子变形而引起的测量误差，且无需焊接，具有加工和维护成本低等特点，特别适用于分布光度计等对光学镜架要求较高的大型光学零部件的支承。一种光学镜架，包括四根或四根以上的铝合金型材，以及用于固定铝合金型材的螺钉和螺母，所述的铝合金型材垂直交叠为上下两层，且上下两层间的铝合金型材通过角件、螺钉和螺母垂直交叉连接，所述的角件、螺钉、螺母均与铝合金型材相配套。相比于一般钢管，铝合金型材具有直线度、平整度和刚性都非常好，且质量轻，力口上与之铝合金型材与角件、螺钉、螺母等连接器件均通过相互耦合的模具成型配套做出，匹配程度非常好，进一步保证了整个光学镜架的平整度和刚性。因此，本实用新型公开的光学镜架不仅安装非常方便，而且可以很好地消除由于焊接内应力去除不完全、加工工艺不到位导致的镜子变形等问题；另外，由于铝合金本身具有优良的防锈性，不需要其他外部防锈工艺处理，在保证了镜子的支撑可靠性和美观性的同时，也大幅降低了加工成本。以分布光度计用的反光镜光学镜架为例，其实际安装过程如下将光学镜架一面的铝合金型材上涂满粘结胶，将反光镜粘贴到上述铝合金型材上，并保证反光镜的中心与光学镜架的几何中心重合；待粘结胶固定后，再将装有反光镜的光学镜架安装到分布光度计上。本实用新型还可以通过以下技术方案进一步限定。作为优选，上述的四根或四根以上的铝合金型材为材质相同、但粗细和横截面形状均存在一定差别的凹槽型型材，具体可见附图4和5。选用粗细和横截面形状不同的铝合金型材，一方面增加光学镜架的美观度；另一方面在保证光学镜架可靠性的前提下，降低光学镜架的制作成本。此外，与铝合金型材相配套的角件也相应地具有不同规格。作为优选，上述的角件为带有定位凸台的铝合金角件，它通过压铸成型，由于其带有特有的定位凸台，该定位凸台与铝合金型材的凹槽相配套，即凸台和凹槽严格吻合，例如凸台和凹槽分别为一对模具中的公模仁和母模仁，两者相互耦合成型。安装时，将定位凸台嵌入到铝合金型材的凹槽中固定，防止铝合金角件在铝合金型材上滑动，保证了角件与铝合金型材连接的稳定性。作为优选，上层铝合金型材与上层安装的角件相互垂直，下层铝合金型材与下层安装的角件相互垂直，上、层铝合金型材的连接处被铝合金角件像“十字”形包围，这样的安装方式使得铝合金型材的连接更为牢固。作为优选，上述的光学镜架还包括一个或多个连接块，用以将光学镜架连接到其他光学器件上，如分布光度计。所述的连接块通过螺钉和螺母与铝合金型材连接。若为用于分布光度计上的反光镜光学镜架，则一般上在连接块上安装关节轴承，再通过关节轴承连接分布光度计。作为优选，本实用新型还包括两个或两个以上的用以支撑镜子并调节其位置的万向调节连接座，所述的万向调节连接座垂直贯穿铝合金型材的末端、并通过螺母与铝合金型材相连接。在实际使用过程中，镜子安装到光学镜架上后，由于光学镜架上的铝合金型材间隔分布，镜子的某些死角位置不能得到支撑，在长期使用过程中，这些位置可能会发生微小形变，此时，可通过调节万向调节连接座的上下突出长度来支撑镜子的死角位置，从而调节镜子的位置及姿态，保证镜子的刚性，使测试结果更加准确。这里的螺母可以为I形螺母或其他类型的螺母。作为优选，上述的角件以及连接块与铝合金型材之间的螺母均为方形螺母块，该方形螺母块与铝合金型材配套并可在铝合金型材凹槽内精确定位，不仅能够严格固定此光学镜架，而且也保证了光学镜架的刚性及其转动的稳定性。作为优选，为了增加美观度，在铝合金型材末端上套上端面封盖，每根铝合金型材上配备两个端面封盖，分别套在铝合金型材的两端；且所述的端面封盖具有不同的规格，具体根据铝合金型材的不同横截面配套设置相应规格的端面封盖，大大提升了光学镜架的美观度和立体感。作为优选，在所述的角件和螺钉之间设置弹簧垫圈和平垫圈，两者均套在螺钉上，且弹簧垫圈位于平垫圈上方，以严格固定铝合金型材。作为优选，上述的螺钉为内六角螺钉或十字槽螺钉或其他类型螺钉。此外，可进一步在螺钉上涂上厌氧胶或螺纹胶，以防止光学镜架在转动过程中，螺钉松动。综上所述，本实用新型的有益效果是，利用直线度和平整度都非常好的铝合金型材，以及与之相配套的连接器件，有效保证了光学镜架的刚性和稳定性，无需焊接，具有安装方便、光学镜架零器件不易变形、不易生锈、加工成本和维护低等特点，特别适用于分布光度计等对光学镜架要求较高的大型光学零部件的支承。
图I为传统分布光度计用的反光镜光学镜架的结构示意图；图2为实施例I的正面爆炸图；图3为实施例I的背面爆炸图；图4为实施例I的一种招合金型材的横截面图；图5为实施例I的另一种招合金型材的横截面图。I-铝合金型材；2_螺钉；3_螺母；4_角件；5_万向调节连接座；6_连接块；7_端面封盖；8_弹黃塾圈；9_平塾圈。
具体实施方式
实施例I如图2和3所示的分布光度计上的反光镜光学镜架，包括12根凹槽型铝合金型材1，12个端面封盖7，多个带有定位凸台并与铝合金型材I的凹槽相配套的铝合金角件4，以及与之相配套的多个内六角螺钉2、方形螺母块3、弹簧垫圈8和平垫圈9 ；6个万向调节连接座5，3个连接块6。12根铝合金型材I横截面如图4和5所示的两种规格，分别为6根，分布在上下两层。其中，下层有4根图4所示的铝合金型材1、2根图5所示的铝合金型材1，上层有2根图4所示的铝合金型材1、4根图5所示的铝合金型材I。与铝合金型材I相配套的铝合金角件4也具有两种规格，内六角螺钉2、方形螺母块3、弹簧垫圈8和平垫圈9均只有一种规格。弹簧垫圈8和平垫圈9设置在铝合金角件4和内六角螺钉2之间，两者均套在内六角螺钉2上，且弹簧垫圈8位于平垫圈9上方，以严格固定铝合金型材I。每个连接块6也均通过内六角螺钉2和方形螺母块3与铝合金型材I相连接，用以将光学镜架连接到分布光度计上。每个万向调节连接座5垂直贯穿铝合金型材I的末端、并分别通过上下两个I形螺母固定在铝合金型材I上。在本实施例中，铝合金角件4与铝合金型材I、连接块6与铝合金型材I的方形螺母块3，均与铝合金型材I相配套并可在铝合金型材I凹槽内精确定位，不仅能够严格固定此光学镜架，也保证了光学镜架的刚性及其转动的稳定性。本实施例公开的光学镜架安装过程如下第一步，将12根铝合金型材I摆放在一个具有高精度平整度的平台上，以保证光学镜架的平整度。第二步，各个铝合金型材I之间通过与之相配套的内六角螺钉2、方形螺母块3及铝合金角件4等相连接。需要注意的是，上层安装的铝合金角件4与上层铝合金型材I相互垂直，下层安装的铝合金角件4与下层铝合金型材I相互垂直，上、层铝合金型材I的连接处被铝合金角件4像“十字”形包围，这样的安装方式使得铝合金型材I连接非常牢固。第三步，在上层铝合金型材I上通过内六角螺钉2和方形螺母块3安装3个连接块，用以和分布光度计连接。第四步，在上层铝合金型材I的中间三根的两端分别安装万向调节连接座5，万向调节连接座5和铝合金型材I之间通过I形螺母3相连接。安装好后，调节万向调节连接座5，并利用激光校验装置进一步完善光学镜架的刚性及平整度。至此，本实施例的光学镜架安装完毕，可将反光镜安装到光学镜架上，再将带有反光镜的光学镜架安装到分布光度计上。具体安装过程如下在上述光学镜架背面的铝合金型材I上涂满粘结胶，将反光镜粘结到光学镜架上，并保证反光镜的中心与上述铝合金型材I的几何中心重合；此时可以通过万向调节连接座5调节反光镜与光学镜架上层铝合金型材I之间的相对位置，以支撑反光镜的死角位置，减小反光镜 的应力并保证其刚性；再在上述光学镜架的连接块6上安装关节轴承，将分光镜和光学镜架通过关节轴承安装到分布光度计上。
权利要求1.ー种光学镜架，其特征在于，包括四根或四根以上的铝合金型材(I)，以及用于固定铝合金型材(I)的螺钉(2)和螺母(3)，所述的铝合金型材(I)垂直交叠为上下两层，且上下两层间的铝合金型材(I)通过角件(4)、螺钉(2)和螺母(3)垂直交叉连接，所述的角件(4)、螺钉(2)和螺母(3)均与铝合金型材(I)相配套。
2.如权利要求I所述的ー种光学镜架，其特征在于，所述的四根或四根以上的铝合金型材(I)为材质相同、但粗细和横截面形状存在一定差别的凹槽型型材，与所述的铝合金型材(I)相配套的角件(4)也相应地具有不同規格。
3.如权利要求2的ー种光学镜架，其特征在于，所述的角件(4)为带有定位凸台的铝合金角件，所述的定位凸台与所述的铝合金型材(I)的凹槽相配套。
4.如权利要求I所述的ー种光学镜架，其特征在于，所述的上层铝合金型材(I)与上层安装的角件(4)相互垂直，下层铝合金型材(I)与下层安装的角件(4)相互垂直。
5.如权利要求I所述的ー种光学镜架，其特征在于，还包括ー个或多个用以连接光学镜架和其他器件的连接块出)，所述的连接块(6)通过螺钉(2)和螺母(3)与铝合金型材(I)相连接。
6.如权利要求I所述的ー种光学镜架，其特征在于，还包括两个或两个以上的用以支撑镜子并调节其位置的万向调节连接座(5)，所述的万向调节连接座(5)垂直贯穿铝合金型材(I)的末端、并通过螺母(3)与铝合金型材(I)连接。
7.如权利要求2所述的ー种光学镜架，其特征在于，包括套在铝合金型材(I)末端上的端面封盖(7)，每根铝合金型材(I)配备两个端面封盖(7)，分别套在所述的铝合金型材(I)的两端；所述的端面封盖(7)具有不同的规格，且与相应的铝合金型材(I)的横截面相配套。
8.如权利要求I或5所述的ー种光学镜架，其特征在于，所述的螺母(3)为与铝合金型材(I)配套并可在铝合金型材(I)凹槽内精确定位的方形螺母块。
9.如权利要求I或3所述的ー种光学镜架，其特征在于，在所述的角件(4)和螺钉(2)之间设置弹簧垫圈(8)和平垫圈(9)，两者均套在螺钉(2)上，且弹簧垫圈(8)位于平垫圈(9)上方。
专利摘要本实用新型公开了一种光学镜架，包括四根或四根以上的铝合金型材，以及用于固定铝合金型材的螺钉和螺母，铝合金型材垂直交叠为上下两层，上下两层间的铝合金型材通过与之相配套的角件、螺钉和螺母垂直交叉连接。该光学镜架利用铝合金型材本身的直线度和平整度，以及与之相配套的连接器件，有效保证了光学镜架的刚性和稳定性，无需焊接，具有安装方便、光学镜架零器件不易变形、不易生锈、加工成本和维护低等特点，特别适用于分布光度计等对光学镜架要求较高的大型光学零部件的支承。
文档编号G01J1/04GK202453574SQ20122002337
公开日2012年9月26日 申请日期2012年1月19日 优先权日2012年1月19日
发明者庞标, 杨培芳, 潘建根 申请人:杭州远方光电信息股份有限公司