一种特种透镜定轴平台装置制造方法及图纸

一种特种透镜定轴平台装置，它涉及特种透镜定轴领域。它解决了调节误差大，调节效率和调节精度低的问题。本发明专利技术由透镜定轴平台和控制装置组成，实现俯仰、偏摆量自由度的分离。本发明专利技术的一种特种透镜定轴平台装置，采用位姿自动调节实现对定位框中透镜姿态的调整，解决了手动定轴调节误差大和俯仰、偏摆两个转动自由度之间互相耦合导致的调节效率和精度低的问题。

A Special Lens Fixed Axis Platform Device

The utility model relates to a special lens axis fixing platform device, which relates to the field of special lens axis fixing. It solves the problems of large adjustment error, low adjustment efficiency and accuracy. The invention is composed of a lens fixed axis platform and a control device to realize the separation of pitch and yaw degrees of freedom. A special lens fixed-axis platform device of the present invention realizes the adjustment of lens attitude in the positioning frame by automatic adjustment of position and attitude, and solves the problems of large error of manual fixed-axis adjustment and low adjustment efficiency and precision caused by the coupling between pitch and yaw rotation degrees of freedom.

【技术实现步骤摘要】
一种特种透镜定轴平台装置
本专利技术涉及特殊光路特种透镜定轴领域，具体涉及一种特种透镜定轴平台装置。
技术介绍
目前，在大口径光学聚焦与频率转换系统中，透镜精密定轴的目的是实现系统光学轴线与机械轴线的重合，其光学精度能够满足装置的设计要求，避免繁杂的在线光学调整(涉及三个自由度，包括平行于光轴的平动自由度与俯仰、偏摆两个转动自由度)。同时为了实现系统光学轴线与机械轴线的重合，其光学元件能够在线更换，就必须保证所有同类光学元件在线更换单元的光学轴线具有高度的一致性，所有大口径光学聚焦与频率转换系统机械轴线也具有高度的一致性。目前，公知的透镜定轴方法是靠将透镜元件装配到机械加工的基准孔、基准面来保证，或者通过近场准直来实现定轴，使得透镜定轴的精度有限。另外，市场上的焦距仪和定心仪也只能实现短曲率半径、小口径的共轴球面元件定轴，操作不便，且无法实现特种透镜元件定轴。针对现有技术的不足，在现有大口径光学聚焦与频率转换系统中，国内外分别采用了多种不同的定轴方案。所谓的近场准直方法，是指把光束某一截面成像到CCD光敏面上，CCD中心作为光束近场的基准中心，再进行定轴的方法。例如光束近场基准为主的定轴方案，遵循采集像传递面作为基准点的原则，使平面上衍射噪声最小，有利于提高图像处理的精度。某自动准直系统能够在15min内顺利完成光路的自动调整，小口径近场调整准直精度小于±0.5mm，大口径近场调整准直精度小于±1.0mm，远场准直精度小于±10″。特种透镜是高功率激光系统特殊光路中的关键元件，能够实现光束聚焦和谐波分离，相比于普通透镜，特种透镜透过波前对透镜工作姿态比较敏感。其正确位姿在多路高功率激光束联合打靶时的激光聚焦和精确定位中起到了关键性作用。在特种透镜的使用中，由于透镜楔角导致激光束的折射，入射光轴和出射光轴之间存在一个相对较大的夹角，一旦偏离了特定的工作角度，就会严重影响特殊光路的光束质量和定位精度。而特种透镜安装于定位框中，透镜在定位框中的位姿关系直接影响其在特殊光路中的姿态。已有的特种透镜定轴采用手动调节的方式，即使用胶头螺钉进行俯仰、偏摆两个转动自由度的调节，调节效率和调节精度低。
技术实现思路
本专利技术为了解决现有调节误差大，调节效率和调节精度低的问题，提供了一种特种透镜定轴平台装置，解决该问题的具体技术方案如下：本专利技术的一种特种透镜定轴平台装置，由透镜定轴平台和控制装置组成，透镜定轴平台由第一平移台1-1、第二平移台1-2、第三平移台1-3、透镜3、聚四氟乙烯球头5、透镜框架上板13、透镜框架左侧板14、透镜框架右侧板15、第一支撑杆19-1、第二支撑杆19-2、第三支撑杆19-3、防倒板20、支座24、斜铁25、第一平移台转接板26-1、第二平移台转接板26-2和第三平移台转接板26-3组成，第一连接板12-1、第二连接板12-2和第三连接板12-3分别与第一平移台1-1、第二平移台1-2和第三平移台1-3连接，连接后分别装配在第一平移台转接板26-1、第二平移台转接板26-2和第三平移台转接板26-3上，第一平移台1-1、第二平移台1-2和第三平移台1-3呈三角形分布，第一支撑杆19-1、第二支撑杆19-2和第三支撑杆19-3的一端分别设在第一连接板12-1、第二连接板12-2和第三连接板12-3上，第一平移台转接板26-1、第二平移台转接板26-2和第三平移台转接板26-3上分别设在透镜框架上板13、透镜框架左侧板14和透镜框架右侧板15上，第一支撑杆19-1、第二支撑杆19-2和第三支撑杆19-3的另一端分别设有聚四氟乙烯球头5，三个聚四氟乙烯球头5分别布置于透镜3后平面两底角以及上边中点位置，呈三角形分布，三个聚四氟乙烯球头5经三个平移台直线运动与透镜后平面接触后由固定顶丝9锁紧，斜铁25设在装置的底部，防倒板20设在支座24后侧；控制装置由上位机HMI、运动控制单元、电机驱动器、直线电机和光栅尺组成，上位机HMI与运动控制单元连接传输数据，运动控制单元与电机驱动器连接，电机驱动器与直线电机连接，光栅尺将位置信号反馈运动控制单元，直线电机和光栅尺设在平移台内部。本专利技术一种特种透镜定轴平台装置的优点：采用位姿自动调节实现对定位框中透镜姿态的调整，解决了手动定轴过程中，俯仰、偏摆两个转动自由度之间互相耦合导致的调节效率低、调节误差大的问题，提高了调节效率和调节精度，具有防震、降低噪音的功能。附图说明图1本专利技术的结构示意图，图2是图1的左侧结构示意图，图3是图1的右侧结构示意图，图4是图1中第一连接板、第一平移台、第一支撑杆和聚四氟乙烯球头的结构示意图，图5是图1的后侧立体图，图6是装置的立体结构示意图，图7是控制装置的结构框图，图8是第一平移台转接板结构示意图。图2中2是弹簧垫圈。具体实施方式具体实施方式一：结合图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7和图8描述本实施方式。本实施方式由透镜定轴平台和控制装置组成，透镜定轴平台由第一平移台1-1、第二平移台1-2、第三平移台1-3、透镜3、聚四氟乙烯球头5、透镜框架上板13、透镜框架左侧板14、透镜框架右侧板15、第一支撑杆19-1、第二支撑杆19-2、第三支撑杆19-3、防倒板20、支座24、斜铁25、第一平移台转接板26-1、第二平移台转接板26-2和第三平移台转接板26-3组成，第一连接板12-1、第二连接板12-2和第三连接板12-3分别与第一平移台1-1、第二平移台1-2和第三平移台1-3连接，连接后分别装配在第一平移台转接板26-1、第二平移台转接板26-2和第三平移台转接板26-3上，第一平移台1-1、第二平移台1-2和第三平移台1-3呈三角形分布，第一支撑杆19-1、第二支撑杆19-2和第三支撑杆19-3的一端分别设在第一连接板12-1、第二连接板12-2和第三连接板12-3上，第一平移台转接板26-1、第二平移台转接板26-2和第三平移台转接板26-3上分别设在透镜框架上板13、透镜框架左侧板14和透镜框架右侧板15上，第一支撑杆19-1、第二支撑杆19-2和第三支撑杆19-3的另一端分别设有聚四氟乙烯球头5，三个聚四氟乙烯球头5分别布置于透镜3后平面两底角以及上边中点位置，呈三角形分布，三个聚四氟乙烯球头5经三个平移台直线运动与透镜后平面接触，当透镜位置姿态调整好后由手动固定顶丝9锁紧，斜铁25设在装置的底部，防倒板20设在支座24后侧。控制装置由上位机HMI、运动控制单元、电机驱动器、直线电机和光栅尺组成，上位机HMI与运动控制单元连接传输数据，运动控制单元与电机驱动器连接，电机驱动器与直线电机连接，光栅尺将位置信号反馈运动控制单元，直线电机和光栅尺设在平移台内部，光栅尺设在直线电机一侧。具体实施方式二：结合图1、图2和图4描述本实施方式。本实施方式所述的特种透镜外形尺寸采用430mm×430mm，角度调节精度优于5"，对平移台的分辨率≤5μm，实际透镜姿态调整对平移台要求2mm行程就能够满足实际需求，由于机械干涉问题选择行程120mm、精度±3μm、分辨率1μm的直线电机平移台，在2mm行程内精度能够达到±0.05μm，能够承受的倾覆力矩最小值为187Nm，能够支持透镜的重量。具体实施方式三：结合图1、图2和图4描本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种特种透镜定轴平台装置，它由透镜定轴平台和控制装置组成，其特征在于：透镜定轴平台由第一平移台(1‑1)、第二平移台(1‑2)、第三平移台(1‑3)、透镜(3)、聚四氟乙烯球头(5)、透镜框架上板(13)、透镜框架左侧板(14)、透镜框架右侧板(15)、第一支撑杆(19‑1)、第二支撑杆(19‑2)、第三支撑杆(19‑3)、防倒板(20)、支座(24)、斜铁(25)、第一平移台转接板(26‑1)、第二平移台转接板(26‑2)和第三平移台转接板(26‑3)组成，第一连接板(12‑1)、第二连接板(12‑2)和第三连接板(12‑3)分别与第一平移台(1‑1)、第二平移台(1‑2)和第三平移台(1‑3)连接，连接后分别装配在第一平移台转接板(26‑1)、第二平移台转接板(26‑2)和第三平移台转接板(26‑3)上，第一平移台(1‑1)、第二平移台(1‑2)和第三平移台(1‑3)呈三角形分布，第一支撑杆(19‑1)、第二支撑杆(19‑2)和第三支撑杆(19‑3)的一端分别设在第一连接板(12‑1)、第二连接板(12‑2)和第三连接板(12‑3)上，第一平移台转接板(26‑1)、第二平移台转接板(26‑2)和第三平移台转接板(26‑3)上分别设在透镜框架上板(13)、透镜框架左侧板(14)和透镜框架右侧板(15)上，第一支撑杆(19‑1)、第二支撑杆(19‑2)和第三支撑杆(19‑3)的另一端分别设有聚四氟乙烯球头(5)，三个聚四氟乙烯球头(5)分别布置于透镜(3)后平面两底角以及上边中点位置，呈三角形分布，三个聚四氟乙烯球头(5)经三个平移台直线运动与透镜后平面接触后由固定顶丝(9)锁紧，斜铁(25)设在装置的底部，防倒板(20)设在支座(24)后侧；控制装置由上位机HMI、运动控制单元、电机驱动器、直线电机和光栅尺组成，上位机HMI与运动控制单元连接传输数据，运动控制单元与电机驱动器连接，电机驱动器与直线电机连接，光栅尺将位置信号反馈运动控制单元，直线电机和光栅尺设在平移台内部。...

【技术特征摘要】
1.一种特种透镜定轴平台装置，它由透镜定轴平台和控制装置组成，其特征在于：透镜定轴平台由第一平移台(1-1)、第二平移台(1-2)、第三平移台(1-3)、透镜(3)、聚四氟乙烯球头(5)、透镜框架上板(13)、透镜框架左侧板(14)、透镜框架右侧板(15)、第一支撑杆(19-1)、第二支撑杆(19-2)、第三支撑杆(19-3)、防倒板(20)、支座(24)、斜铁(25)、第一平移台转接板(26-1)、第二平移台转接板(26-2)和第三平移台转接板(26-3)组成，第一连接板(12-1)、第二连接板(12-2)和第三连接板(12-3)分别与第一平移台(1-1)、第二平移台(1-2)和第三平移台(1-3)连接，连接后分别装配在第一平移台转接板(26-1)、第二平移台转接板(26-2)和第三平移台转接板(26-3)上，第一平移台(1-1)、第二平移台(1-2)和第三平移台(1-3)呈三角形分布，第一支撑杆(19-1)、第二支撑杆(19-2)和第三支撑杆(19-3)的一端分别设在第一连接板(12-1)、第二连接板(12-2)和第三连接板(12-3)上，第一平移台转接板(26-1)、第二平移台转接板(26-2)和第三平移台转接板(26-3)上分别设...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵忠喜，独伟峰，叶朗，田瞾鹏，韩德东，富宏亚，韩振宇，金鸿宇，付云忠，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23