一种指向可调的激光发射光源及其调节方法与光学仪器技术

本发明专利技术属于光学仪器技术领域，具体为一种指向可调的激光发射光源及其调节方法与光学仪器，克服现有阵列激光光源中单个激光发射模组相互之间指向夹角难以调整的问题。其中光源具体包括壳体、位于壳体内的多个调整套筒、位于每个调整套筒内的激光发射模组以及与壳体配合的多组调整螺杆组件；通过调整各组调整螺杆组件，能够实现各个激光发射模组指向快速调整，可以满足各种不同工况对光源的需求。光学仪器为具有指向可调的激光发射光源的光学仪器。器。器。

【技术实现步骤摘要】
一种指向可调的激光发射光源及其调节方法与光学仪器


[0001]本专利技术属于光学仪器
，具体为一种指向可调的激光发射光源及其调节方法与具有该光源的光学仪器。

技术介绍

[0002]随着科学技术的迅猛发展，激光测量技术应用也越来越广泛。激光雷达和激光跟踪仪等光学仪器在大型三维形貌测量、高精度姿态和距离测量技术中得到快速发展。此类仪器中经常会使用阵列激光发射光源作为光源，常规阵列激光发射光源往往为固定指向，如果需要调整指向，一般是通过将其置于转台机构上实现，但是这种方式只能实现阵列激光光源整体指向发生变化，关于阵列激光光源中单个激光发射模组相互之间指向夹角很难调整，进而导致相应激光雷达和激光跟踪仪难以应用在对单个激光发射模组指向夹角有特定要求的工况，通用性较差。

技术实现思路

[0003]为了克服现有阵列激光光源中单个激光发射模组相互之间指向夹角难以调整的问题，本专利技术提供一种指向可调的激光发射光源及其调节方法与具有该光源的光学仪器，能够实现其中单个激光发射模组指向调整以及各个激光发射模组相互之间指向夹角快速调整，可以满足各种不同工况对光源的需求。
[0004]本专利技术的技术方案是：一种指向可调的激光发射光源，其特殊之处在于：包括壳体、位于壳体内的n个调整套筒、位于每个调整套筒内的激光发射模组以及与壳体配合的n组调整螺杆组件；其中n为大于等于1的整数；上述壳体顶部开设n个出光口；上述调整套筒为桶状，n个调整套筒排布在壳体内，且调整套筒底部通过球铰连接在壳体底部，调整套筒开口端与出光口一一对应，朝向出光口；上述激光发射模组固定安装在调整套筒内，且激光发射模组的光轴与调整套筒轴向中心线平行或重合，激光发射模组出光端朝向调整套筒开口端；每组调整螺杆组件与壳体配合实现每个激光发射模组二自由度指向调整；每组调整螺杆组件包括至少两个第一调整螺杆以及至少两个第二调整螺杆，两个第一调整螺杆一端分别穿过壳体侧壁，使得调整套筒位于两个第一调整螺杆之间，通过调整两个第一调整螺杆挤压调整套筒沿x向的两侧实现激光发射模组x向指向调整；上述两个第二调整螺杆一端分别穿过壳体侧壁，两个第二调整螺杆的端部分别与调整套筒沿y向的两侧接触，通过调整两个第二调整螺杆拧入壳体的长度实现激光发射模组y向指向调整。
[0005]进一步地，上述第一调整螺杆分为三段，依次分别为光轴段、锥轴段和螺纹轴段；每组调整螺杆组件中其中一个第一调整螺杆的光轴段从壳体第一侧壁穿过，与第
二侧壁连接，锥轴段位于壳体内部，螺纹轴段与壳体第一侧壁螺纹连接；每组调整螺杆组件中另一个第一调整螺杆的光轴段从壳体第二侧侧壁穿过，与第一侧壁连接，锥轴段位于壳体内部，螺纹轴段与壳体第二侧壁螺纹连接；每组调整螺杆组件中的两个第一调整螺杆配合使用，调整螺纹轴的拧入深度，锥轴段同向移动，挤压调整套筒相对两侧，实现激光发射模组x向指向调整。
[0006]进一步地，上述调整套筒设置有两条姿态调整棱边，上述姿态调整棱边固定在调整套筒相对两侧的外壁并沿调整套筒轴向延伸；每组调整螺杆组件中的两个第一调整螺杆配合使用，调整螺纹轴段的拧入深度，锥轴段同向移动挤压调整套筒相对两侧的姿态调整棱边，实现激光发射模组x向指向调整。
[0007]进一步地，上述球铰为球缺结构；上述壳体底部开设有n个与调整套筒一一对应的台阶孔；上述调整套筒底部安装在台阶孔大端，且与台阶孔大端孔壁之间具有间隙；上述球铰安装在上述台阶孔小端，球缺底面与调整套筒底部平面紧贴，利用螺钉将调整套筒和球铰固定；在外力作用下，球铰能够在台阶孔小端内转动。
[0008]进一步地，为了便于组装，上述壳体由三部分组成，分别为盖板、本体以及压板；上述盖板盖设在本体顶部，上述压板固定在本体底部；上述出光口开设在盖板上；上述n个调整套筒等间距排布在本体内；上述台阶孔开设在本体底部；上述压板上开设有与本体底部台阶孔小端一一匹配的通孔，与本体底部台阶孔小端配合形成球铰安装孔，球铰安装孔孔壁型面为第一球铰配合圆弧面，第一球铰配合圆弧面与球铰球面相适配；球铰安装在球铰安装孔内。
[0009]进一步地，上述球铰上与球缺底面相对的表面为平面。
[0010]进一步地，上述调整套筒设置有辅助安装法兰，用以指向调整完毕后，将调整套筒固定在壳体上；在本体的上端面设置有紧定螺纹孔，在姿态调整完毕后用紧定螺钉顶紧第一调整螺杆和第二调整螺杆。
[0011]为了进一步地保证激光发射模组与调整套筒同步运动，上述调整套筒设置有多处激光发射模组固定孔，通过激光发射模组固定孔注胶固定其内的激光发射模组；或通过紧定螺钉穿过激光发射模组固定孔压紧固定其内的激光发射模组；上述调整套筒设置有激光发射模组电源线通过孔。
[0012]本专利技术还提供一种上述的指向可调的激光发射光源的调节方法，其特殊之处在于，包括对任一激光发射模组进行x向指向调整和/或y向指向调整；其中x向指向调整包括以下步骤：步骤a1、打开壳体顶部；步骤a2、将该激光发射模组对应的同一组调整螺杆组件内的两个第二调整螺杆往外旋动至第二调整螺杆与调整套筒接触面脱离；步骤a3、调整该激光发射模组对应的同一组调整螺杆组件内两个第一调整螺杆同时同向移动，实现该激光发射模组的x向指向调整；步骤a4、判断该激光发射模组的x向指向是否达到设定要求，若是则执行步骤a5，否则，返回步骤a3；步骤a5、调整两个第二调整螺杆同时移动顶紧调整套筒，安装壳体顶部；
其中y向指向调整包括以下步骤：步骤b1、打开壳体顶部；步骤b2、将该激光发射模组对应的同一组调整螺杆组件内的两个第一调整螺杆往外旋动至第一调整螺杆与调整套筒接触面脱离；步骤b3、调整该激光发射模组对应的同一组调整螺杆组件内的两个第二调整螺杆同时反向旋动，实现该激光发射模组的y向指向调整；步骤b4、判断该激光发射模组的y向指向是否达到设定要求，若是则执行步骤b5，否则，将该激光发射模组(3)对应的同一组调整螺杆组件内的两个第一调整螺杆(6) 继续往外旋动，返回步骤b3；步骤b5、调整两个第一调整螺杆同时移动靠紧调整套筒，安装壳体顶部。
[0013]本专利技术还提供一种具有上述指向可调的激光发射光源的光学仪器。
[0014]本专利技术的有益效果是：1、本专利技术将各个激光模组固定在调整套筒内，基于调整螺杆组件调整调整套筒的位姿，通过调整套筒带动激光模组，实现各个激光模组指向调整，使得调整结构更为简单，且对激光模组的性能影响较小。
[0015]2、本专利技术调整套筒底部通过高精度球铰连接在壳体底部，调整套筒与球铰配合对激光模组姿态约束，确保指向调整的稳定性以及精确性。
[0016]3、本专利技术通过调整第二调整螺杆对顶，可快速实现姿态调整；通过调整第一调整螺杆挤压调整套筒的姿态调整棱边实现姿态调整；两种调整方式均在同侧完成，非常便于操作；最终通过辅助安装法兰及紧定螺钉固定调整套筒姿态，有利于调整姿态后的稳定性。
[0017]4、本专利技术在调整套筒上增设姿态调整棱边，第一调整螺杆与姿态调整棱边配合，可以更加更灵活的调整调整套筒的姿态。
附本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种指向可调的激光发射光源，其特征在于：包括壳体(1)、位于壳体(1)内的n个调整套筒(2)、位于每个调整套筒(2)内的激光发射模组(3)以及与壳体(1)配合的n组调整螺杆组件；其中n为大于等于1的整数；所述壳体(1)顶部开设n个出光口(4)；所述调整套筒(2)为桶状，n个调整套筒(2)排布在壳体(1)内，且调整套筒(2)底部通过球铰(5)连接在壳体(1)底部，调整套筒(2)开口端与出光口(4)一一对应，朝向出光口(4)；所述激光发射模组(3)固定安装在调整套筒(2)内，且激光发射模组(3)的光轴与调整套筒(2)轴向中心线平行或重合，激光发射模组(3)出光端朝向调整套筒(2)开口端；每组调整螺杆组件与壳体(1)配合实现每个激光发射模组(3)二自由度指向调整；每组调整螺杆组件包括至少两个第一调整螺杆(6)以及至少两个第二调整螺杆(7)；两个第一调整螺杆(6)一端分别穿过壳体(1)侧壁，使得调整套筒(2)位于两个第一调整螺杆(6)之间，通过调整两个第一调整螺杆(6)挤压调整套筒(2)沿x向的两侧实现激光发射模组(3)x向指向调整；两个第二调整螺杆(7)一端分别穿过壳体(1)侧壁，两个第二调整螺杆(7)的端部分别与调整套筒(2)沿y向的两侧接触，通过调整两个第二调整螺杆(7)拧入壳体(1)的长度实现激光发射模组(3)y向指向调整。2.根据权利要求1所述的一种指向可调的激光发射光源，其特征在于：所述第一调整螺杆(6)分为三段，依次分别为光轴段(61)、锥轴段(62)和螺纹轴段(63)；每组调整螺杆组件中其中一个第一调整螺杆(6)的光轴段(61)从壳体(1)第一侧壁(11)穿过，与第二侧壁(12)连接，锥轴段(62)位于壳体(1)内部，螺纹轴段(63)与壳体(1)第一侧壁(11)螺纹连接；每组调整螺杆组件中另一个第一调整螺杆(6) 光轴段(61)的从壳体(1)第二侧壁(12)穿过，与第一侧壁(11)连接，锥轴段(62)位于壳体(1)内部，螺纹轴段(63)与壳体(1)第二侧壁(12)螺纹连接；每组调整螺杆组件中的两个第一调整螺杆(6)配合使用，调整螺纹轴段(63)的拧入深度，锥轴段(62)同向移动，挤压调整套筒(2)相对两侧，实现激光发射模组(3)x向指向调整。3.根据权利要求2所述的一种指向可调的激光发射光源，其特征在于：所述调整套筒(2)设置有两条姿态调整棱边(21)，所述姿态调整棱边(21)固定在调整套筒(2)相对两侧的外壁并沿调整套筒(2)轴向延伸；每组调整螺杆组件中的两个第一调整螺杆(6)配合使用，调整螺纹轴段(63)的拧入深度，锥轴段(62)同向移动挤压调整套筒(2)相对两侧的姿态调整棱边(21)，实现激光发射模组(3)x向指向调整。4.根据权利要求3所述的一种指向可调的激光发射光源，其特征在于：所述球铰(5)为球缺结构；所述壳体(1)底部开设有n个与调整套筒(2)一一对应的台阶孔；所述调整套筒(2)底部安装在台阶孔大端(13)，且与台阶孔大端(13)孔壁之间具有间隙；所述球铰(5)安装在所述台阶孔小端(14)，球缺底面(51)与调整套筒(2)底部平面紧贴，利用螺钉(104)将调整套筒(2)和球铰(5)固定；在外力作用下，球铰(5)能够在台阶孔小端(14)内转动。5.根据权利要求4所述的一种指向可调的激...

【专利技术属性】
技术研发人员：林上民，王虎，王渊博，薛要克，周藏龙，乔江，于玥，
申请(专利权)人：中国科学院西安光学精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：