光學角反射靶球及其製造方法
2023-05-20 14:50:16
專利名稱：光學角反射靶球及其製造方法
技術領域：
本發明涉及一種光學角反射裝置及其製造方法，該裝置主要用於雷射跟蹤測量，也可用於其他光學測量系統。
背景技術：
隨著科學技術的進步和裝備製造業的發展，對雷射跟蹤儀的要求越來越高，雷射跟蹤儀具有測量範圍大、精度高、動態性能好、實時現場測量等特點。它不僅可對空間靜態目標進行高精度三維測量，而且還可對運動目標進行跟蹤測量，在航空航天、軌道交通、船舶製造等高端智能製造業得到了廣泛應用。跟蹤靶球，即光學角反射靶球，是雷射跟蹤儀的重要部件。現有靶球由玻璃角反射器和球體組成，角反射器分為空心和實心兩種類型，空心角反射器由三個互成90度的反射面組成，實心角反射器是一個玻璃四面體，其中三個反射面互成90度。為了使出射光嚴格平行於入射光，角反射器的三個反射面必須嚴格呈90度。為了保證角反射器在不同入射角情況下均能得到正確的測量結果，角反射器通常需要安裝在一個球體內，該球體通常為實心的，在用於嵌入安裝角反射器的部分製成空心，且角反射器的角點應與球心重合。在製造跟蹤靶球時，通常是在一個實心球上鑽一個孔，然後嵌入一個角反射器模塊。現有跟蹤靶球及其製造方法具有以下不足:1.玻璃反射器的角點與球體的同心度難以達到很高的精度，影響測量精度。2.三個反射面的安裝工藝複雜，垂直度難以保證。3.當環境溫度發生變化時，玻璃反射面容易變形。4.反射球跌落時容易受損。5.玻璃反射器製造成本高。因此，需要研製新型的跟蹤靶球以克服上述不足。
發明內容
本發明的目的在於提供一種光學角反射靶球及其製造方法，該光學角反射靶球可以使反射器的角點與球體的同心度以及三個反射面的垂直度得到保證。根據本發明的一個方面，提供了一種光學角反射靶球，所述光學角反射靶球為角反射器和球體的一體化結構，其是一個7/8球體，在所缺的1/8球體位置處形成相互垂直的三個反射面，該7/8球體為全金屬結構，所述三個反射面為拋光鍍膜表面。其中，該光學角反射靶球由一個1/2金屬球體、一個1/4金屬球體和一個1/8金屬球體固定結合而形成，所述的1/2、1/4、1/8金屬球體為從同一個實心金屬球體上切割而成。其中，所述固定結合可以採用焊接或粘接。根據本發明的另一個方面，提供了一種光學角反射靶球的製造方法，其中角反射器和球體同步形成，其包括以下步驟:對一個實心金屬球體進行三次對半切割，分別得到一個1/2金屬球體、一個1/4金屬球體和兩個1/8金屬球體,捨去一個1/8球體,在所述1/2金屬球體、1/4金屬球體、1/8金屬球體中，形成了三個反射面以及三組對應的結合面；將每組對應的結合面固定結合，形成7/8球體，其中形成了相互垂直的所述三個反射面。其中，還包括以下步驟:對所述三個反射面進行拋光鍍膜。其中，還包括以下步驟:在所述三個反射面的上方加設遮光保護圈。其中，將每組對應的結合面固定結合的步驟可以包括:在每組對應的結合面的兩個面的其中之一上挖槽並塗上焊料；將每組對應的結合面進行焊接。其中，將每組對應的結合面固定結合可以採用粘接進行。本發明的有益效果主要體現在:本發明三個反射面取自於同一個球體，反射器的角點與球體的同心度得到了保證。本發明中，其7/8球體的結構保證了三個反射面相互垂直。本發明採用全金屬結構，提高了反射器的結構堅固性及抗摔能力。並且，歸功於全金屬結構，當環境溫度發生變化時，金屬反射面不容易變形，其降低了環境溫度變化對反射面的影響，保證了測量精度。與現有技術中分別製成角反射器和球體，再將角反射器安裝嵌入在球體內不同，本發明採用角反射器和球體一體化的設計，結構簡單。本發明只需簡單的切割和焊接或粘接即可成形，並且角反射器和球體同步形成，不再需要像現有技術中那樣進行複雜的嵌入工序，加工工藝簡單，安裝方便，製造成本低廉，更容易保證反射器的角點與球體的同心度以及三個反射面的垂直度。由上可見，本發明具有精度高、結構簡單、成本低廉、堅固耐用、抗摔能力強等特點。
圖1為本發明的光學角反射靶球其加工過程中形成1/2金屬球體步驟的示意圖；圖2為本發明的光學角反射靶球其加工過程中形成1/4金屬球體步驟的示意圖；圖3為本發明的光學角反射靶球其加工過程中形成1/8金屬球體步驟的示意圖；圖4為本發明的光學角反射靶球的結構示意圖；圖5為本發明的光學角反射靶球的成品結構示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖詳細說明本發明的具體實施方式
。下面就本發明的光學角反射靶球其一種加工方法進行介紹，該方法的具體步驟如下。首先取一實心金屬球體，對其依次進行三次對半切割，分別得到一個1/2金屬球體(如圖1所示)、一個1/4金屬球體(如圖2所示)和兩個1/8金屬球體(如圖3所示)，捨去一個1/8球體。如圖1、2、3所不,在所述1/2金屬球體、1/4金屬球體、1/8金屬球體中，形成了三個反射面10、20、30 ;還形成了三組對應的結合面:結合面11與結合面21 ;結合面12與結合面31 ;結合面22與結合面32。下面，在每組對應的結合面的兩個面的其中之一上挖槽並塗上焊料，以備焊接對應的結合面，圖示實施例中為在結合面11、12、22上挖槽、塗焊料。並且，對反射面10、20、30進行拋光鍍膜，以提高其反射率。接下來，將每組對應的結合面進行焊接，即將結合面11與結合面21焊接，將結合面12與結合面31焊接，將結合面22與結合面32焊接，形成如圖4的7/8球體，即光學角反射靶球，其中形成了相互垂直的三個反射面10、20、30。最後，在光學角反射靶球51的反射面10、20、30的上方加上遮光保護圈52，形成如圖5的結構，即為成品。如圖4所示，本發明的光學角反射靶球是一個7/8球體，在所缺的1/8球體位置處形成了相互垂直的三個反射面10、20、30。該球體為全金屬結構。反射面10、20、30為拋光鍍膜表面。該光學角反射靶球可以由一個1/2金屬球體、一個1/4金屬球體和一個1/8金屬球體固定結合而形成，所述的1/2、1/4、1/8金屬球體為從同一個實心金屬球體上切割而成。所述固定結合可以採用多種方式，如焊接(在上面的加工方法中已經描述)、粘接，甚或是澆鑄、擠壓成形之類的一體成型。以上僅是本發明的具體應用範例，對本發明的保護範圍不構成任何限制。凡採用等同變換或者等效替換而形成的技術方案，均落在本發明權利保護範圍之內。
權利要求
1.一種光學角反射靶球，其特徵在於，所述光學角反射靶球為角反射器和球體的一體化結構，其是一個7/8球體，在所缺的1/8球體位置處形成相互垂直的三個反射面，該7/8球體為全金屬結構，所述三個反射面為拋光鍍膜表面。
2.根據權利要求1所述的光學角反射靶球，其特徵在於，該光學角反射靶球由一個1/2金屬球體、一個1/4金屬球體和一個1/8金屬球體固定結合而形成,所述的1/2、1/4、1/8金屬球體為從同一個實心金屬球體上切割而成。
3.根據權利要求2所述的光學角反射靶球，其特徵在於，所述固定結合採用焊接或粘接。
4.一種光學角反射靶球的製造方法，其特徵在於，角反射器和球體同步形成，其包括以下步驟: 對一個實心金屬球體進行三次對半切割，分別得到一個1/2金屬球體、一個1/4金屬球體和兩個1/8金屬球體,捨去一個1/8球體,在所述1/2金屬球體、1/4金屬球體、1/8金屬球體中，形成了三個反射面以及三組對應的結合面； 將每組對應的結合面固定結合，形成7/8球體，其中形成了相互垂直的所述三個反射面。
5.根據權利要求4所述的光學角反射靶球的製造方法，其特徵在於，還包括以下步驟:對所述三個反射面進行拋光鍍膜。
6.根據權利要求5所述的光學角反射靶球的製造方法，其特徵在於，還包括以下步驟:在所述三個反射面的上方加設遮光保護圈。
7.根據權利要求4所述的光學角反射靶球的製造方法，其特徵在於，將每組對應的結合面固定結合的步驟包括:在每組對應的結合面的兩個面的其中之一上挖槽並塗上焊料；將每組對應的結合面進行焊接。
8.根據權利要求4所述的光學角反射靶球的製造方法，其特徵在於，將每組對應的結合面固定結合採用粘接進行。
全文摘要
一種光學角反射靶球，為角反射器和球體的一體化結構，是一個7/8球體，在所缺的1/8球體位置處形成相互垂直的三個反射面，該7/8球體為全金屬結構，三個反射面為拋光鍍膜表面。一種光學角反射靶球的製造方法，角反射器和球體同步形成，其包括以下步驟加工成型一個實心金屬球體；進行三次對半切割，分別得到一個1/2金屬球體、一個1/4金屬球體和兩個1/8金屬球體，捨去一個1/8球體，在所述1/2金屬球體、1/4金屬球體、1/8金屬球體中，形成了三個反射面以及三組對應的結合面；對所述三個反射面進行拋光鍍膜；將每組對應的結合面固定結合，形成7/8球體，其中形成了相互垂直的所述三個反射面。本發明的靶球精度高、結構簡單、成本低廉、堅固耐用、抗摔能力強。
文檔編號G02B5/122GK103207422SQ20131011206
公開日2013年7月17日 申請日期2013年4月2日 優先權日2013年4月2日
發明者周維虎, 董嵐, 勞達寶, 董登峰, 紀榮褘, 袁江, 張滋黎, 劉鑫, 丁蕾, 崔成君 申請人:中國科學院光電研究院, 中國科學院高能物理研究所