用于振動臺臺面加速度測量的光學掃描裝置的製作方法
2023-12-10 01:57:11 1
專利名稱：用于振動臺臺面加速度測量的光學掃描裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用于振動臺臺面加速度測量的光學掃描裝置。
背景技術：
目前，各種光學掃描機構被廣泛應用于振動測量中。各種振動測量 包括單點測量以及平面掃描測量，平面掃描測量主要是由于振動平面振 動量分布不均勻，為了得到精確測量結果而進行的測量。而在平面掃描 測量中，已有的測試設備主要是採用雷射幹涉儀圍繞中心軸旋轉，或者 是通過平移臺帶動雷射千涉儀移動來實現振動臺臺面的掃描，每次雷射 幹涉儀改變位置後都要進行調整，導致了裝置或者是體積龐大，或者是 光學結構複雜，成本較高、應用困難。 發明內容
本實用新型的目的是提供一種體積小、光學結構簡單的用于振動臺 臺面加速度測量的光學掃描裝置。本實用新型的技術解決方案是，裝置 由中空旋轉軸、旋轉稜鏡支架、調心推力滾子軸承、安裝框架、大平移
臺安裝機構、大平移臺、小平移臺安裝機構、小平移臺、稜鏡、旋轉臺 底座、旋轉臺組成，中空旋轉軸的一端套接在旋轉稜鏡支架上，旋轉臺 底座螺紋安裝在旋轉稜鏡支架上，旋轉稜鏡支架和旋轉臺底座均開有開 口，旋轉臺底座與旋轉臺螺紋連接，直角稜鏡安裝在旋轉臺；大平移臺 安裝機構套接在中空旋轉軸上並置於旋轉稜鏡支架的上方，大平移臺安 裝在大平移臺安裝機構的下部，小平移臺經小平移臺安裝機構安裝在大 平移臺的下方，另外一個稜鏡安裝在小平移臺上；中空旋轉軸通過調心 推力滾子軸承安裝於安裝框架上。
所述的稜鏡包括兩個直角稜鏡，兩個直角稜鏡分別設置在旋轉臺和 小平移臺上。所述的旋轉稜鏡支架的側面徑向開有安裝緊固螺釘的螺紋 孔。本實用新型具有的優點和有益效果本實用新型利用軸承、稜鏡及 平移臺實現平面範圍內的光學掃描，光學結構簡單、調整方便。通過中 空旋轉軸的旋轉，雷射幹涉儀出射的光線可以掃描360°範圍內的振動 臺面；通過大平移臺和安裝於其上的小平移臺安裝機構可以使雷射幹涉儀發出的光線可以掃描到振動臺整個徑向臺面；而小平移臺和旋轉臺都 可以對稜鏡的位置進行微調，從而控制光線方向。
圖1是本實用新型的結構示意圖。
具體實施方式
裝置由中空旋轉軸1、旋轉稜鏡支架12、調心推力滾子軸承2、安 裝框架3、大平移臺安裝機構4、大平移臺5、小平移臺安裝機構6、小 平移臺7、稜鏡8和11、旋轉臺底座9、旋轉臺10組成，中空旋轉軸l 的一端套接在旋轉稜鏡支架12上，旋轉臺底座9螺紋安裝在旋轉稜鏡支 架12上，旋轉稜鏡支架12和旋轉臺底座9均開有開口，旋轉臺底座9 與旋轉臺10螺紋連接，直角稜鏡11安裝在旋轉臺；大平移臺安裝機構 4套接在中空旋轉軸1上並置於旋轉稜鏡支架12的上方，大平移臺5安 裝在大平移臺安裝機構4的下部，小平移臺7經小平移臺安裝機構6安 裝在大平移臺5的下方，另外一個直角稜鏡8安裝在小平移臺7上；中 空旋轉軸1通過調心推力滾子軸承2安裝於安裝框架3上。
如圖l，它包括中空旋轉軸l、調心推力滾子軸承2、安裝框架3、 大平移臺安裝機構4、大平移臺5、小平移臺安裝機構6、小平移臺7、 直角稜鏡8、旋轉臺底座9、旋轉臺IO、直角稜鏡ll、旋轉稜鏡支架12 組成。中空旋轉軸1可以在360°方向上旋轉，從而可以保證雷射幹涉 儀可以掃描到整個振動臺臺面。調心推力滾子軸承2作為中空旋轉軸1 的支承機構，保證了中空旋轉軸1的平滑轉動，同時在安裝時需要保證 兩個器件的軸線的完全重合。在保證調心推力滾子軸承2的軸線與安裝 框架3的高垂直度的情況下，將調心推力滾子軸承2安裝在安裝框架3 之上，安裝框架3與整個振動臺框架相連，起固定整個旋轉機構的作用。 大平移臺5安裝在大平移臺安裝機構4上，並且大平移臺安裝機構4同 中空旋轉軸1連接在一起，保證大平移臺的移動範圍可以覆蓋到振動臺 的整個臺面。大平移臺5主要用於實現徑向位移，並且其臺面完全垂直 於中空旋轉軸l的軸線，為了擴大其徑向運動的範圍，在大平移臺5上 又安裝了小平移臺安裝機構6。小平移臺7便安裝在小平移臺安裝機構6 上，可以微調稜鏡8在切線方向的位置。稜鏡8主要用於改變光線方向， 使光線能入射到振動檯面上。旋轉臺10安裝在旋轉臺底座9上，旋轉臺10和旋轉臺底座9均可以調整稜鏡11的高度，使光線可以從稜鏡11入 射到稜鏡9上，安裝時要求旋轉臺10和旋轉臺底座9的軸線必須與中空 旋轉軸1的軸線重合，且注意兩個直角稜鏡的光軸的重合。旋轉臺底座
9安裝在旋轉稜鏡支架12上，同時旋轉稜鏡支架12和旋轉軸1相連， 可隨著旋轉軸1在360。角度範圍內轉動。
本實用新型的光學原理是雷射光束從中空旋轉軸軸線方向(自上而
下)入射，首先垂直入射到直角稜鏡11的直角入射面上，入射光束進入直 角稜鏡後，在直角稜鏡的斜面上發生全反射，並在直角稜鏡的另一直角平
面上出射，此時入射光束順時針偏轉90° ;出射光束垂直入射到直角稜 鏡8的直角入射面上，光束進入直角稜鏡後，在直角稜鏡的斜面上再次發 生全反射，並在直角稜鏡的另一直角平面上出射，此稜鏡的作用是將光束 再次順時針偏轉90。，進而實現光束的平移；並最終投射在測量平面內。 本實用新型的工作過程是在測量某一點之前，應先將光路調整好。 首先調整入射的光束與中空旋轉軸1的軸線重合；然後調整直角稜鏡11
的光軸與中空旋轉軸1的軸線重合，同時保證入射光束打在直角稜鏡11
的直角面的中心；再調整直角稜鏡8的光軸與直角稜鏡11的光軸重合， 並保證入射光束投射在直角稜鏡8的直角面的中心。調整好之後將整個 系統中各微調器件進行鎖死，以保證下次調整時光束的出射角度。
對於選定的測量點，首先調整旋轉臺IO，使大平移臺5徑向移動方 向軸線對應於待測量點上；然後粗調大平移臺5，使小平移臺7上的直 角稜鏡8的出射光束位於待測量點附近；然後在微調小平移臺7，使出 射光束投射到待測量點上，並且通過預先的光路調節來保證測量光束與 測量臺面的垂直度。
權利要求1.用于振動臺臺面加速度測量的光學掃描裝置，其特徵是，裝置由中空旋轉軸、旋轉稜鏡支架、調心推力滾子軸承、安裝框架、大平移臺安裝機構、大平移臺、小平移臺安裝機構、小平移臺、稜鏡、旋轉臺底座、旋轉臺組成，中空旋轉軸的一端套接在旋轉稜鏡支架上，旋轉臺底座螺紋安裝在旋轉稜鏡支架上，旋轉稜鏡支架和旋轉臺底座均開有開口，旋轉臺底座與旋轉臺螺紋連接，直角稜鏡安裝在旋轉臺；大平移臺安裝機構套接在中空旋轉軸上並置於旋轉稜鏡支架的上方，大平移臺安裝在大平移臺安裝機構的下部，小平移臺經小平移臺安裝機構安裝在大平移臺的下方，另外一個稜鏡安裝在小平移臺上；中空旋轉軸通過調心推力滾子軸承安裝於安裝框架上。
2. 根據權利要求所述的掃描裝置，其特徵是，所述的稜鏡包括兩個 直角稜鏡，兩個直角稜鏡分別設置在旋轉臺和小平移臺上。
3. 根據權利要求所述的掃描裝置，其特徵是，所述的旋轉稜鏡支架 的側面徑向開有安裝緊固螺釘的螺紋孔。
專利摘要本實用新型涉及一種用于振動臺臺面加速度測量的光學掃描裝置。裝置由中空旋轉軸、旋轉稜鏡支架、調心推力滾子軸承、安裝框架、大平移臺安裝機構、大平移臺、小平移臺安裝機構、小平移臺、稜鏡、旋轉臺底座、旋轉臺組成，本實用新型具有的優點和有益效果利用軸承、稜鏡及平移臺實現平面範圍內的光學掃描，光學結構簡單、調整方便。通過中空旋轉軸的旋轉，雷射幹涉儀出射的光線可以掃描360°範圍內的振動臺面；通過大平移臺和安裝於其上的小平移臺安裝機構可以使雷射幹涉儀發出的光線可以掃描到振動臺整個徑向臺面；而小平移臺和旋轉臺都可以對稜鏡的位置進行微調，從而控制光線方向。而且整個裝置的光線調整都是連續的。
文檔編號G01H9/00GK201327411SQ200820124548
公開日2009年10月14日 申請日期2008年12月24日 優先權日2008年12月24日
發明者劉永錄, 張立喆, 宇 王, 磊 王, 峰 田, 秦海峰, 璐 陳, 波 高 申請人:中國航空工業第一集團公司北京長城計量測試技術研究所