光柵讀出頭調整裝置的製作方法

2023-08-05 13:38:21

專利名稱：光柵讀出頭調整裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及精密機械，尤其是涉及控制天文望遠鏡的光柵讀出頭姿態調整裝置。
背景技術：
光柵讀出頭是對光柵刻線讀出的檢測部件，其面對光柵有一個讀出窗口，該窗口與光柵的安裝位置需要調整，以使得讀出頭與光柵達到最佳相對位置和姿態，獲得最佳的光柵信號輸出。在改造我國2. 16米望遠鏡的赤經測角系統時，為了方便調整光柵讀出頭的姿態。 原有的光柵讀出頭的調整裝置過於簡單，無法將讀出頭調整到最佳狀態，望遠鏡的測角系統不能穩定工作。後來發現有一種讀出頭六維調整裝置，但是不適合安裝在2. 16米望遠鏡上使用。在市場上不能購買到合適的調整支架。由於其光柵讀出頭姿態調整裝置不能在市場上買到可用的成品，必須自行設計。根據我們的研究和設計，對於增量光柵來說，其五維調整已經夠用。在本發明的五維讀出頭調整裝置使用前，原讀出頭調整裝置很難甚至不能將讀出頭調整至最佳狀態，而且不能穩定讀出頭姿態，讀出頭姿態變化常使得測角系統不能正常工作。須頻繁調整。

發明內容
本發明目的在於設計一種五維讀出頭調整裝置，很容易將讀出頭調整至最佳狀態，能夠穩定讀出頭姿態，無須頻繁調整就能夠使測角系統能正常工作。為了實現本發明的目的，提出一種光柵讀出頭調整裝置，所述調整裝置以相互垂直的三個軸A-A』軸、B-B』軸和C-C』軸為轉動軸轉動；其中，A-A』軸和B-B』軸均在光柵讀出頭所在平面，且兩軸互相垂直。C-C』軸過A-A』和B-B』軸的交點，且垂直於A-A』和B-B』 軸所在平面；C_C』軸方向可平移調整，使光柵讀出頭相對於鋼環光柵保持規定距離，光柵讀出頭繞A-A』軸、B-B』軸、C-C』軸旋裝，使光柵讀出頭姿態調整至最佳狀態；讀出頭可沿 A-A』軸方向做平移調整，使光柵讀出頭中心與鋼環光柵刻線中點等高，實現光柵讀出頭在 C-C』軸方向的平移調整、A-A』軸方向的平移調整和繞A-A』軸、B-B』軸、C-C』軸的旋轉的五個維度上可調。所述光柵讀出頭調整裝置6通過調整裝置安裝環3固定在一個非旋轉底環2上， 多個光柵讀出頭調整裝置6在非旋轉底環2上對稱設置；所述鋼環光柵I通過光柵安裝環 37固定在一個旋轉底環38上，使光柵讀出頭5對準鋼環光柵1，當鋼環光柵I隨旋轉底環 38轉動時，光柵讀出頭5獲得光柵信號輸出。所述光柵讀出頭調整裝置6通過一個L形安裝板4固定在調整裝置安裝環3上； 所述光柵讀出頭5安裝在託架7上，該託架7可以繞A-A』軸旋轉；所述託架7又安裝在可繞C-C』軸旋轉的託盤9上，該託盤9安裝在可繞B-B』軸旋轉的弧形滑軌單元16上，弧形滑軌單元16則安裝在可沿A-A』軸平移的垂直滑軌單元10上，該平移的垂直滑軌單元10 再安裝在連接板11上，連接板11安裝在L形安裝板4上並可通過水平滑軌單元35沿C-C』軸平移；各個可旋轉和平移調整單元均有鎖緊裝置，一旦讀出頭調整到最佳狀態時，將各維調整單元鎖緊以保持最佳姿態。所述託盤9安裝在旋轉盤8上，旋轉盤繞C-C軸旋動，安裝在所述弧形滑軌單元16 上，所述旋轉盤8圓周面上有刻度，讀出託盤9繞旋轉軸18的轉動角度。所述弧形滑軌單元16具有渦輪蝸杆17和調整鈕15，該弧形滑軌單元16繞B_B』 軸的旋轉是通過旋動所述調整鈕15，進而驅動所述渦輪蝸杆17實現。所述垂直滑軌單元10和水平滑軌單元35的運動方向相互垂直，使光柵讀出頭調整裝置6分別實現相對L形安裝板4的垂直和水平方向的移動。所述託盤9固定在旋轉盤8上，隨旋轉盤8轉動，並通過鎖定旋鈕31推動頂塊33 和旋轉盤8接觸，以鎖定旋轉盤8 ;所述頂塊33可以在微調螺栓32和彈簧共同作用下，推動旋轉盤8做微調。所述垂直滑軌單元10和水平滑軌單元35包括
滑軌座23，固定在連接板11上；
移動塊12和移動塊回位簧22，所述回位簧22 —端通過一個螺栓21與所述滑軌座23 固定，另一端與所述移動塊12固定；
調整鈕19和頂絲20，其驅動垂直移動塊12相對連接板基座(11)上下移動，並由一個鎖定螺栓36鎖緊。所述託架7由上旋轉片和下旋轉片組成；所述上旋轉片固定在所述託盤9上，所述下旋轉片通過固定螺孔25固定所述光柵讀出頭5 ;所述下旋轉片26的上表面具有弧型凸臺27，所述上旋轉片的下表表面具有弧型凹槽28和軸孔29，側面具有調節螺孔30和調節螺栓24 ;所述弧型凸臺27在弧型凹槽28內轉動，一個定位螺釘穿過軸孔29，作為下旋轉片的限位軸(弧形槽旋轉軸就是A-A軸)，軸孔29是以A-A軸為旋轉軸心的弧形孔，使下旋轉片既可繞A-A軸旋轉，也被限制在旋轉量不大於±5度範圍內；所述下旋轉片的擺動角度利用所述上旋轉片26兩端的調整螺栓孔30和調節螺栓24來實現。本發明的五維調整裝置使用後，大大方便了讀出頭姿態的調整和穩定。使得我國
2.16米望遠鏡的赤經測角系統得以穩定運行。該五維調整裝置可以使赤經軸的測角系統不再因讀出頭姿態不穩定而產生故障，提高瞭望遠鏡的使用率。該讀出頭調整裝置也可用於其它光柵讀出頭的姿態調整場合。


圖I是本發明五維可調光柵讀出頭調整原理示意圖2是光柵讀出頭安裝位置示意圖3是光柵讀出頭調整裝置正視圖4是光柵讀出頭調整裝置後視圖5和圖6顯示旋轉盤的具體結構；
圖7圖8和圖9顯示光柵讀出頭的垂直滑軌單元結構；
圖10圖11和圖12是光柵讀出頭託架的下旋轉片；
圖13和圖14是光柵讀出頭託架的上旋轉片。圖中
權利要求
1.一種光柵讀出頭調整裝置，其特徵在於，所述調整裝置以相互垂直的三個軸A-A』 軸、B-B』軸和C-C』軸為轉動軸轉動；其中，A-A』軸和B-B』軸均在光柵讀出頭所在平面，且兩軸互相垂直。
2.C-C』軸過A-A』和B-B』軸的交點，且垂直於A-A』和B-B』軸所在平面；C_C』軸方向可平移調整，使光柵讀出頭相對於鋼環光柵保持規定距離，光柵讀出頭繞A-A』軸、B-B』軸、 C-C』軸旋裝，使光柵讀出頭姿態調整至最佳狀態；讀出頭可沿A-A』軸方向做平移調整，使光柵讀出頭中心與鋼環光柵刻線中點等高，實現光柵讀出頭在C-C』軸方向的平移調整、 A-A』軸方向的平移調整和繞A-A』軸、B-B』軸、C-C』軸的旋轉的五個維度上可調。
3.根據權利要求I所述的調整裝置，其特徵在於，所述光柵讀出頭調整裝置(6)通過調整裝置安裝環(3)固定在一個非旋轉底環(2)上，多個光柵讀出頭調整裝置(6)在調整裝置安裝環(3)上對稱設置；所述鋼環光柵I通過光柵安裝環(37)固定在一個旋轉底環(38) 上，使所述光柵讀出頭(5)通過所述光柵讀出頭調整裝置(6)對準所述鋼環光柵(1)，當鋼環光柵(I)隨旋轉底環(38 )轉動時,光柵讀出頭(5 )獲得光柵信號輸出。
4.根據權利要求2所述的調整裝置，其特徵在於，所述光柵讀出頭調整裝置(6)具體結構包括一 L形安裝板(4)，固定在所述調整裝置安裝環(3)上；一可繞A-A』軸旋轉的託架(7 )，所述光柵讀出頭(5 )安裝在所述託架(7 )上；一可繞C-C』軸旋轉的託盤(9)，所述託架(7)安裝在託盤(9)上；一可繞B-B』軸旋轉的弧形滑軌單元(16 )，所述託盤(9 )安裝在所述弧形滑軌單元(16 )上；一可沿A-A』軸平移的垂直滑軌單元(10)，所述弧形滑軌單元(16)安裝在垂直滑軌單元(10)上；一可沿C-C』軸平移的水平滑軌單元(35 )，安裝在L形安裝板(4 )上；一連接板(11)，所述平移的垂直滑軌單元(10)通過連接板(11)與水平滑軌單元(35) 連接；其中，所述各個可旋轉和平移調整單元均有鎖緊裝置，一旦讀出頭調整到最佳狀態時， 將各維調整單元鎖緊以保持最佳姿態。
5.根據權利要求3所述的調整裝置，其特徵在於，所述託盤(9)和一個旋轉盤(8)同軸， 並安裝在旋轉盤(8 )上，旋轉盤(8 )安裝在所述弧形滑軌單元(16 )上，所述旋轉盤(8 )圓周面上有刻度，讀出託盤(9 )繞旋轉軸(18 )的轉動角度。
6.根據權利要求4所述的調整裝置，其特徵在於，所述弧形滑軌單元(16)具有渦輪蝸杆(17)和調整鈕(15)，該弧形滑軌單元(16)繞B-B』軸的旋轉是通過旋動所述調整鈕 (15)，進而驅動所述渦輪蝸杆(17)實現。
7.根據權利要求5所述的調整裝置，其特徵在於，所述垂直滑軌單元(10)和水平滑軌單元(35)的運動方向相互垂直，使光柵讀出頭調整裝置(6)分別實現相對L形安裝板(4) 的垂直和水平方向的移動。
8.根據權利要求6所述的調整裝置，其特徵在於，所述旋轉盤(8)還包括一個鎖定和微調裝置，所述鎖定和微調裝置包括旋鈕(31)、頂塊(33)、微調螺栓(32)和彈簧(34);其中所述鎖定旋鈕(31)推動所述頂塊(33)和旋轉盤(8)接觸，以鎖定旋轉盤(8)和託盤(9)的轉動；所述頂塊(33)在微調螺栓(32)和彈簧(34)共同作用下，實現旋轉盤(8)的微調。
9.根據權利要求7所述的調整裝置，其特徵在於，所述垂直滑軌單元(10)和水平滑軌單元(35)包括滑軌座(23)，固定在連接板(11)上；移動塊(12)和移動塊回位簧(22)，所述回位簧(22)—端通過一個螺栓(21)與所述滑軌座(23)固定，另一端與所述移動塊(12)固定；調整鈕(19)和頂絲(20)，其驅動垂直移動塊(12)相對連接板基座(11)上下移動，並由一個鎖定螺栓(36)鎖緊。
10.根據權利要求8所述的調整裝置，其特徵在於，所述託架(7)由上旋轉片和下旋轉片組成；所述上旋轉片固定在所述託盤(9)上，所述下旋轉片通過固定螺孔(25)固定所述光柵讀出頭(5);所述下旋轉片(26)的上表面具有弧型凸臺(27)，所述上旋轉片的下表表面具有弧型凹槽(28)和軸孔(29)，側面具有調節螺孔(30)和調節螺栓(24);所述弧型凸臺 (27)在弧型凹槽(28)內轉動，一個定位螺釘穿過軸孔(29)，作為下旋轉片的旋轉軸，所述軸孔(29)近似橢圓，使下旋轉片有一定的活動量；所述下旋轉片的擺動角度利用所述上旋轉片(26)兩端的調整螺栓孔(30)和調節螺栓(24)來實現。
全文摘要
本發明是一種光柵讀出頭調整裝置，該調整裝置以相互垂直的三個軸A-A'軸、B-B'軸和C-C'軸為轉動軸轉動；其中，A-A'軸和B-B'軸均在光柵讀出頭所在平面，C-C'軸過A-A'和B-B'軸的交點，且垂直於A-A'和B-B'軸所在平面；C-C'軸方向可平移調整，使光柵讀出頭相對於光柵保持規定距離，光柵讀出頭繞A-A'軸、B-B'軸、C-C'軸旋裝，使光柵讀出頭姿態調整至最佳狀態；讀出頭可沿A-A'軸方向做平移調整，使光柵讀出頭中心與光柵刻線中點等高，實現光柵讀出頭五維可調。本發明使用後，大大方便了讀出頭姿態的調整和穩定,使得我國2.16米望遠鏡的赤經測角系統得以穩定運行.該五維調整裝置可以使赤經軸的測角系統不再因讀出頭姿態不穩定而產生故障，提高瞭望遠鏡的使用率。
文檔編號G02B7/00GK102590972SQ20121006762
公開日2012年7月18日 申請日期2012年3月14日 優先權日2012年3月14日
發明者陳穎為 申請人:中國科學院國家天文臺