一种可实现三档精度调节的螺旋式精密调平机构和装置，属于光机电工程技术领域，包括球关节、上支座和下支座，球关节的上、下两段通过螺纹分别与上、下支座连接，上支座固定在设备安装板上，下支座位于地面或工作平台上，通过螺纹能够调整设备安装板与地面或工作平台之间的距离，并通过上锁紧装置和下锁紧装置锁紧固定。球关节包括带有凹球面的上、下球窝和能在球腔内贴合转动的球体及带动球体转动的杆体，杆体带动球体转动时，杆体与上球窝之间的间隙保证了杆体可在小范围内绕球心转动。本实用新型专利技术解决现有技术中存在的行程、精度、承载能力无法兼顾的问题，在不牺牲机构承载能力的情况下，利用差动螺纹提高调节精度，并增大了行程。了行程。了行程。
【技术实现步骤摘要】
一种可实现三档精度调节的螺旋式精密调平机构和装置
[0001]本技术属于光机电工程
，涉及光电设备的安装调节装置，具体涉及一种可实现三档精度调节的螺旋式精密调平机构和装置。
技术介绍
[0002]为了保证光电设备的俯仰、方位观测零位的准确性，需要对设备进行水平调节。根据三点确定一个平面的原理，调平机构一般采用经典的三点支撑方式，因为三点支撑调平不仅可以保证较高的调平重复性，而且是最简单、效率最高的。按传动类型划分，调平机构可分为液压式和机械式。液压式调平虽然承载能力强，但也存在着诸多缺点，比如：液压油具有可燃性且存在泄漏问题；液压油的粘度系数与温度密切相关，温度适应性差，不宜在较高温度和较低温度下工作；液压油具有可压缩性，难以实现较高的传动精度；以及传动效率、可靠性较低等。而机械式调平环境适应性强、结构简单可靠、成本低、效率高、能够自锁。机械式调平机构常用的有三种：螺旋千斤顶式、楔块式、柔性结构变形式。
[0003]专利CN104656221A公开了一种用于光学设备的螺旋式精密调平机构，该机构采用三点支撑方式，利用细牙螺纹微调和实现自锁，左右旋螺纹配合使用进行防松，但是该机构调节精度依赖于细牙螺纹的螺距，机构调节精度与承载能力难以同时满足要求。专利CN106895830A公开了一种用于光学载荷光轴调整的楔块式精密调平机构，该机构根据三点调平原理，利用螺旋
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斜面微动，通过调整螺钉螺纹驱动平移楔块左右移动，进而带动升降楔块上下移动，楔块自身刚度大、可自锁，且螺旋
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斜面微动精度高、稳定可靠，但行程有限，不能满足场外使用的要求，增大行程会直接影响到机构的长度。还有一种基于柔性铰链的调平机构，利用柔性元件自身的弹性变形来转换力、运动或能量，无摩擦、免润滑、无振动、无噪声，但调节范围较小，承载能力低，且为了达到所需的精度要求，往往需要配合电动装置使用，增加了系统的复杂性。
技术实现思路
[0004]技术目的：本技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种可实现三档精度调节的螺旋式精密调平机构和装置。
[0005]为了解决上述技术问题，本技术第一方面公开了一种可实现三档精度调节的螺旋式精密调平机构，包括球关节、上支座和下支座，所述上支座上表面固定连接有上锁紧装置，所述球关节的顶端贯穿上支座及上锁紧装置，并和上支座螺纹连接形成第一螺旋副；所述下支座上表面固定连接有下锁紧装置，所述球关节的底端贯穿下锁紧装置和下支座，并和下支座螺纹连接形成第二螺旋副；所述第一螺旋副和第二螺旋副的螺距不相同但旋向相同；所述球关节通过与上支座和/或下支座配合旋转实现调平，即所述球关节能够单独与上支座配合旋转实现调平，也能够单独与下支座配合旋转实现调平，还能够同时与上支座及下支座配合旋转实现调平。
[0006]结合第一方面，在一种实现方式中，球关节包括形成球腔的约束组件和能够在球
腔内贴合转动的球体以及带动球体转动的杆体，约束组件包括带有凹球面的上球窝和下球窝，球体的上下表面分别与上球窝和下球窝上的凹球面紧密贴合，所述下球窝的一端贯穿下锁紧装置和下支座，和下支座螺纹连接形成第二螺旋副；所述杆体的一端贯穿上支座及上锁紧装置，和上支座螺纹连接形成第一螺旋副，杆体的另一端与上球窝之间存在间隙，杆体带动球体转动时，杆体与上球窝之间的间隙保证了杆体可以在小范围内绕球体的球心转动，确保地面不平整时也能够实现调平。
[0007]结合第一方面，在一种实现方式中，杆体和下球窝上分别安装有辅助调节螺钉，通过转动辅助调节螺钉能够带动杆体和/或下球窝来实现设备调平，即球关节单独与上支座配合旋转实现调平时转动杆体上的辅助调节螺钉，球关节单独与下支座配合旋转实现调平时转动下球窝上的辅助调节螺钉，球关节同时与上支座及下支座配合旋转实现调平转动其中一个辅助调节螺钉即可。
[0008]结合第一方面，在一种实现方式中，下球窝侧壁均布三颗以上的紧定螺钉，用于实现下球窝和球体的松脱与锁紧，亦即实现球关节上、下两段螺纹的分离与组合。
[0009]结合第一方面，在一种实现方式中，下球窝底端安装有防脱出的限位挡块，通过内六角圆柱头螺钉与下球窝固连，限位挡块能够为了防止下球窝向上从下支座中脱出。
[0010]结合第一方面，在一种实现方式中，所述上锁紧装置和下锁紧装置均为锁紧螺母。
[0011]结合第一方面，在一种实现方式中，所述上球窝和下球窝螺纹连接。
[0012]结合第一方面，在一种实现方式中，所述杆体位于上支座和上球窝之间的部分设有凸起，辅助调节螺钉安装于凸起上。
[0013]第二方面，公开了一种可实现三档精度调节的螺旋式精密调平装置，包括设备安装板和水平仪，所述水平仪布置于设备安装板上表面，在设备安装板上圆周均布三组结构完全相同的如权利要求1至8任一项所述的可实现三档精度调节的螺旋式精密调平机构；所述可实现三档精度调节的螺旋式精密调平机构的上支座固定在设备安装板下表面，下支座位于地面或工作平台上，球关节通过与上支座和/或下支座配合旋转，能够调整设备安装板与地面或工作平台之间的距离，调整完毕后，通过上锁紧装置和/或下锁紧装置锁紧固定。
[0014]有益效果：
[0015]调平过程中，将上球窝稍许旋出，并松脱下球窝侧壁上的紧定螺钉，使球体可以在球腔内旋转，锁紧下锁紧装置并放松上锁紧装置，转动杆体上的辅助调节螺钉带动杆体旋转，杆体与上支座通过螺纹实现设备安装板的顶起和下放(球体在约束组件内自由旋转，约束组件与下支座通过下锁紧装置固定在一起)；反之锁紧上锁紧装置并放松下锁紧装置，转动下球窝上的辅助调节螺钉带动下球窝旋转，也可实现设备安装板的顶起和下放；将上球窝旋入和锁紧紧定螺钉使球关节上的上、下两段螺纹组合起来，并放松上锁紧装置和下锁紧装置，转动辅助调节螺钉带动杆体和下球窝同时旋转，通过两个螺旋副的共同作用也可实现设备安装板的顶起和下放。故，该调平机构具有三种调平方式，通过设计上、下两段螺距不同和旋向相同的螺旋副，可分别单独使用也可组合起来构成差动螺纹使用，从而使其在调平过程中可实现三档精度调节。
[0016]本申请的可实现三档精度调节的螺旋式精密调平机构通过差动螺纹的方式提高机构的调节精度，不依赖于减小螺旋副螺距的方式，可以获得较高的承载能力。
[0017]本申请的可实现三档精度调节的螺旋式精密调平机构的上、下两段螺距不同和旋
向相同的螺旋副，单独使用时可进行叠加，能够有效增加机构的行程，此时调节精度一般，取决于螺纹螺距；组合起来构成差动螺纹使用时能够极大地提高调节精度，此时调节行程有限。本技术调平机构能够根据具体工况灵活选择采取何种调平方式以满足使用要求，适应能力强，能够兼顾大行程、高精度、高承载能力的要求，同时结构简单可靠、成本低。
附图说明
[0018]下面结合附图和具体实施方式对本技术做更进一步的具体说明，本技术的上述和/或其他方面的优点将会变得更加清楚。
[0019]图1是本实本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种可实现三档精度调节的螺旋式精密调平机构，其特征在于：包括球关节、上支座(9)和下支座(13)，所述上支座(9)上表面固定连接有上锁紧装置(8)，所述球关节的顶端贯穿上支座(9)及上锁紧装置(8)，和上支座(9)螺纹连接形成第一螺旋副；所述下支座(13)上表面固定连接有下锁紧装置(12)，所述球关节的底端贯穿下锁紧装置(12)和下支座(13)，和下支座(13)螺纹连接形成第二螺旋副；所述第一螺旋副和第二螺旋副的螺距不相同但旋向相同；所述球关节通过与上支座(9)和/或下支座(13)配合旋转实现调平。2.根据权利要求1所述的一种可实现三档精度调节的螺旋式精密调平机构，其特征是：球关节包括形成球腔的约束组件和能够在球腔内贴合转动的球体(6)以及带动球体转动的杆体(4)，所述约束组件包括带有凹球面的上球窝(5)和下球窝(7)，所述球体(6)的上下表面分别与上球窝(5)和下球窝(7)上的凹球面紧密贴合，所述下球窝(7)的一端贯穿下锁紧装置(12)和下支座(13)，和下支座(13)螺纹连接形成第二螺旋副；所述杆体(4)的一端贯穿上支座(9)及上锁紧装置(8)，和上支座(9)螺纹连接形成第一螺旋副，杆体(4)的另一端与上球窝(5)之间存在间隙，杆体(4)带动球体(6)转动时，杆体(4)与上球窝(5)之间的间隙保证杆体(4)能够绕球体(6)的球心转动。3.根据权利要求2所述的一种可实现三档精度调节的螺旋式精密调平机构，其特征在于：所述杆体(4)和下球窝(7)上分别安装有辅助调节螺钉(10)，通过转动辅助调节螺钉(10)能够带动杆体(4)和/或下球窝(7)实现调平。4.根据权利要求2...
【专利技术属性】
技术研发人员：张超，樊啟要，赵敏燕，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第二十八研究所，
类型：新型
国别省市：
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