本发明涉及一种激光测量领域，特别涉及一种用于激光跟踪测量系统的水平轴微调装置。
背景技术：
激光干涉仪目前是世界上大范围位移测量精度最高的实用工具，以多个激光跟踪干涉测量装置为基础的柔性坐标测量系统避免了传统坐标测量机使用精密导轨的限制，被认为是最具有潜力的，大范围、高精度、非接触、动态、现场实时测量的工具，目前其应用已经延伸到工业中各个领域，但是对不同误差进行测量时要搭建不同的测量光路，尤其在对数控机床以及坐标测量机进行校准时，使用激光干涉仪对各项误差进行测量的检测周期长，测量效率低，因此高效、便捷，且专用于对数控机床以及坐标测量机进行校准的激光跟踪测量系统应运而生。
激光跟踪测量技术最早是在机器人计量领域发展起来的，当时主要是用来解决机器人标定的问题，激光跟踪测量是一种无导轨测量，同时激光跟踪仪是在传统商业激光干涉仪的基础上加入了跟踪反射镜机构，可以跟踪空间的运动目标，并且实时测量运动目标与跟踪反射镜中心距离的变化量。跟踪反射镜机构由位置伺服系统控制，可以实时动态跟踪空间目标点，实现了由静态测量到动态跟踪测量的跟踪反射镜可以把激光光束投射到空间任意一点，从而实现了由一维直线测量到空间三维坐标测量的转变，也实现了三维实时动态跟踪测量。
激光跟踪仪是工业测量领域中一种高精度的大尺寸测量仪器。具有测量空间大、测量效率高、测量精度高、操作简单等特点，类似于便携式三坐标测量机，并广泛应用于船舶制造、汽车制造、飞行器制造等领域。激光跟踪测量系统主要由能够实现自动跟踪的二维回转机构和干涉测长系统组成。而在激光跟踪测量系统机械结构的各项几何误差中，空间回转轴系异面误差对激光跟踪测量系统的测量精度影响很大。因此，水平轴在水平面前后方向上稳定的移动有助于提高激光跟踪测量系统的测量精度。
技术实现要素：
本发明的目的在于实现激光跟踪测量系统的水平回转轴线和垂直回转轴线相交，提供了一种用于激光跟踪测量系统的水平轴微调装置。该装置是基于一种标准球相对位置不改变的激光跟踪测量系统中的微调装置，通过调节水平回转轴线的前后微调实现水平轴与垂直轴相交。
本发明采用的技术方案是一种用于激光跟踪测量系统的水平轴微调装置，该水平轴微调装置包括垫片1、支撑板2、紧定螺钉3、圆柱销4、梯形槽5、导杆6、底板7、水平轴水平方向调节机构一8、水平轴水平方向调节机构二9、u型导杆10、v型槽11、腰型槽12、弹簧13、连接板14和螺栓15。
该水平轴微调装置主要包括三个部分。第一，水平面前后方向上的微动部分，通过旋转水平轴水平方向调节机构二9实现支撑板2在内的大部分结构前后微动。第二，起导向作用的部分，导向作用的部分主要结构为底板7，底板7在微调过程中对于整个激光跟踪测量系统的相对位置不变。第三，支撑板水平状态平衡调节部分，主要包括紧定螺钉3、圆柱销4和弹簧13。
如图4所示，水平轴水平方向调节机构二9以螺纹方式旋入水平轴水平方向调节机构一8底部的细牙螺纹孔中，水平轴水平方向调节机构一8通过螺钉连接在支撑板2侧部中间。水平轴水平方向调节机构一8会随水平轴水平方向调节机构二9的转动角度按对应的导程转化成直线运动，从而带动整个支撑板2的前后微动。
如图5所示，垫片1和支撑板2上均打有通孔，连接螺栓穿过垫片1和支撑板2的通孔然后旋入导杆6的螺纹孔中，将导杆6和支撑板2紧固在一起。如图1、图6所示，u型导杆10两侧通过螺钉固定在支撑板2上，u型导杆10和底板7都打有通孔，螺栓15透过通孔旋入连接板14上的螺纹孔中，将u型导杆10、底板7和连接板14夹紧，实现了u型导杆10与底板7的紧固，以及支撑板2与底板7的连接。在微调过程中，为了避免支撑板2在水平面左右方向上发生偏摆，在底板7上表面一端设置有v型槽11，限制导杆6在水平面左右方向上的偏摆，底板7上表面的中间设置有凹槽，凹槽与u型导杆10相配合，凹槽限制u型导杆10的偏摆；底板7下表面设置有腰型槽，腰型槽与连接板14相配合，腰型槽限制了连接板14的偏摆，v型槽11、凹槽和腰型槽均起导向作用，实现了水平轴在水平面前后方向上的微动，避免在其他方向上的移动。
如图1、图7所示，紧定螺钉3通过螺纹旋入或旋出支撑板2的方式顶在底板7的上表面，紧定螺钉3通过螺纹旋入或旋出底板7的方式顶在支撑板2的下表面的钢制垫片上。如图1、图2、图3所示，上下两对圆柱销4卡在腰型孔中，每一对圆柱销4通过弹簧13连接，将支撑板2与底板7进行拉紧，在调节支撑板2的水平位置时，使支撑板2在水平面上时刻处于平衡，保持稳定状态。
标准球17固定在竖直杆顶部，竖直杆底部穿过支撑板2和底板7的通孔连接在底部其它结构(图中未画出)，标准球17与竖直杆不参与水平轴微调，并且与水平轴微调装置无任何连接。轴承座16通过螺钉安装在支撑板2上，水平轴电机19安装在水平轴电机支架18上，水平轴电机支架18通过螺钉安装在支撑板2上，轴承座16和水平轴电机支架18对称布置在标准球17的两侧；轴承座16和水平轴电机支架18之间构成水平轴；标准球17与竖直杆构成的垂直轴与水平轴正交布置。
水平轴水平方向调节机构一8为t形构件，水平轴水平方向调节机构一8的底部中间开有螺纹孔。
水平轴水平方向调节机构二9为螺杆，水平轴水平方向调节机构二9与水平轴水平方向调节机构一8通过螺纹连接的方式固定。
支撑板2由铝制成，铝材料硬度低，不耐磨，所以水平轴水平方向调节机构二9不能直接与支撑板2通过螺纹方式连接，需要通过钢制的过渡件水平轴水平方向调节机构一8来连接。
导杆6、底板7与u型导杆10均由钢制成，保证导杆6与u型导杆10在底板7上的前后微动时，具有足够的耐磨损强度。
附图说明
图1为水平轴微调装置整体结构示意图。
图2为底板上表面结构示意图。
图3为底板下表面结构示意图。
图4为水平轴水平方向调节机构一与水平轴水平方向调节机构二连接的结构示意图。
图5为垫片、支撑板与导杆连接的结构示意图。
图6为u型导杆、底板与连接板连接的结构示意图。
图7为紧定螺钉调节的结构示意图。
图中标记：1-垫片，2-支撑板，3-紧定螺钉，4-圆柱销，5-梯形槽，6-导杆，7-底板，8-水平轴水平方向调节机构一，9-水平轴水平方向调节机构二，10-u型导杆，11-v型槽，12-腰型槽，13-弹簧，14-连接板，15-螺栓，16-轴承座，17-标准球，18-水平轴电机支架，19-水平轴电机。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施方式作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施方式，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
如图1、图2和图4所示，水平轴水平方向调节机构二9安置在腰型槽12中，使水平轴水平方向调节机构二9相对于底板7固定不动，通过螺纹将水平轴水平方向调节机构二9旋入水平轴水平方向调节机构一8中，水平轴水平方向调节机构一8通过螺钉与支撑板2固定连接。水平轴微调的原理与丝杠传动原理类似，水平轴水平方向调节机构二9作为主动体，由于放置在腰型槽12中其位置固定不变，水平轴水平方向调节机构一8会随水平轴水平方向调节机构二9的转动角度按对应的导程转化成直线运动，从而带动整个支撑板2的前后微动。
如图1、图2、图4、图5所示，垫片1打有通孔，支撑板2上的梯形槽5中也打有通孔，将螺栓透过垫片1和支撑板2的通孔旋入导杆6上的螺纹孔中，旋转螺栓，部件之间产生夹紧力，使支撑板2与导杆6紧固在一起。
如图1、图2、图3、图6所示，u型导杆两侧用螺钉固定在支撑板2上，u型导杆10与底板7上都打有通孔，螺栓15透过通孔旋入连接板14上的螺纹孔中，旋转螺栓15，u型导杆、底板7和连接板14之间产生夹紧力，实现u型导杆10和底板7的紧固。u型导杆作为中间部件，实现了支撑板2和底板7的连接。此外，底板7与u型导杆10连接部分的通孔留有余量，螺栓15可以在其中前后微动，从而实现支撑板2等部件的前后微调。
如图1、图2、图3、图7所示，上下两个紧定螺钉3的位置相对于水平轴对称，紧定螺钉3通过螺纹旋入旋出支撑板2，顶在底板7上表面，同样，紧定螺钉3通过螺纹旋入旋出底板7，顶在支撑板2下表面的钢制垫片上。通过这种结构调节支撑板2的水平位置。支撑板2材料是铝件，铝材料硬度低，不耐磨，紧定螺钉3直接顶在其表面容易产生磨损，所以在支撑板2下表面的螺钉对应处有矩形槽，内部放有钢制垫片防止紧定螺钉3直接接触铝制支撑板2。上下两对圆柱销4卡在腰型孔中，每一对圆柱销4通过弹簧13连接，将上下两块板子时刻拉紧，在调节支撑板2的水平位置时，使它在水平面上时刻处于平衡，保持其稳定状态。
如图1、图2、图3所示，旋转水平轴水平方向调节机构二9使支撑板2在水平面前后方向微动，支撑板2容易在水平面左右方向上发生偏摆，因此，底板7上表面的v型槽11起导向作用，限制了导杆6在水平面上的偏摆，同样，底板7上表面的普通槽也起导向作用，限制了u型导杆10的偏摆，底板7下表面的腰型槽也限制了连接板14的偏摆，起导向作用，实现了水平轴在水平面前后方向上的微动，避免了在其他方向上的移动。
在水平轴微调装置的调节过程中，相对于激光跟踪测量系统回转轴系位置保持不变的结构只有底板7和水平轴水平方向调节机构二9，而在水平面前后方向上可以实现微动的结构有支撑板2，垫片1，导杆6，水平轴水平方向调节机构一8，u型导杆10，连接板14。
通过使用一种用于激光跟踪测量系统的水平轴微调装置可以实现俯仰轴在水平面前后方向上的微动，有效的提高了激光跟踪测量系统的测量精度。
对所公开实施案例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明，对本实施案例的多种修改对本领域的专业技术人员来说是显而易见的。本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施案例中体现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的实施案例，而是要求符合本文所公开的原理和新颖性特点相一致的最宽的范围。