一种用于提供准直基准的自适应调整装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开的一种用于提供准直基准的自适应调整装置，属于制造业计量检测领域。本发明专利技术主要由自适应俯仰调整组件、水平旋转调整组件、底座组件、控制组件四部分组成。自适应俯仰调整组件用于安装角锥镜、基准平面镜及激光位移感应传感器PSD，实现测量仪器来光方向激光的位置感应及感应后的俯仰调整，实现测量仪器与基准平面镜准直瞄准。水平旋转调整组件用于安装自适应俯仰调整组件，保证俯仰旋转的精度、提供俯仰旋转的动力以及实现俯仰角的高精度测量。底座组件用于安装水平旋转调整组件，保证水平旋转精度、提供水平旋转的动力以及实现水平角的高精度测量。控制组件用于实现PSD数据的采集计算、自适应的运动控制及俯仰角及水平角的测算。水平角的测算。水平角的测算。

【技术实现步骤摘要】
一种用于提供准直基准的自适应调整装置


[0001]本专利技术属于制造业计量检测领域，涉及一种用于提供准直基准的自适应调整装置，尤其涉及一种直接为卫星制造过程中载荷姿态测量提供准直基准的自适应调整装置。

技术介绍

[0002]卫星载荷姿态测量用于获取卫星IMU、天线、星敏传感器等载荷之间的姿态关系，是卫星总装、集成、试验过程中必备的检测检验环节。目前主要有两种测量方案，一种是基于双经纬的人工瞄准测量方案，该方案是被测卫星固定不动，利用两台经纬仪分别准直被测卫星上不同载荷上的基准立方镜的镜面，然后通过人工互瞄的方案建立起不同载荷之间的姿态关系。该方案载荷姿态角的获取是基于双电子经纬仪准直的基础上再通过人工瞄准来获取双经纬仪的水平角及俯仰角度来实现的，因此需要测量的每个载荷位置均需要人工架设经纬仪进行准直测量，并且由于卫星结构复杂、载荷布设位置多样化，因此该方案存在人工测量难度高、效率低，测量精度容易受到外界因素的影响等问题。
[0003]第二种测量方案是基于单台经纬仪、竖直背架及高精度转台的组合测量方案，该方案是将卫星载荷采用销孔定位的方式安装到高精度旋转台上，经纬仪安装到竖直背架上，经纬仪采用数字化CCD代替人眼瞄准，通过高低调整及旋转台的旋转调整进而使得经纬仪与第一个载荷基准立方镜的镜面准直并记录相应的角度，再根据各基准立方镜之间的设计值或预先学习的姿态关系，通过转台旋转及竖直背架载运经纬仪高低运动，使得经纬仪与第二个测量位置的基准立方镜的精密准直，进而通过经纬仪角度、竖直背架提供的偏摆重复性、旋转台提供的角度始终第二个载荷位置的测量，以此类推，该方案载荷姿态的测量需要利用旋转台的旋转角度值及竖直方向竖直背架提供的高精度偏摆一致性作为参考基准，再结合经纬仪的二维角度实现高精度的载荷姿态的测量，因此存在系统运行后需要定期标定的问题，此外大型卫星空间站则不适用于在转台的进行旋转后进行测量，此外现有自动化测量方案系统复杂、成本高。
[0004]为解决现有大型卫星载荷无法自动化测量及小型卫星载荷自动化测量系统结构复杂及测量系统定期标定的问题，本专利技术提供了一种用于提供准直基准的自适应调整装置。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种用于提供准直基准的自适应调整装置，通过获取测量仪器来光方向的激光实现基准反射镜的自适应调整，同时基于准直像获取反射镜二维自适应调整的角度值，进而为测量仪器提供准直基准，达到自动准直测量目的。本专利技术能够提供调整准直后的高精度俯仰及姿态测量值，能够有效提升卫星姿态测量精度的同时，显著提升检测的效率、降低自动化检测的成本。
[0006]本专利技术的目的是通过下述技术方案实现的：
[0007]本专利技术公开的一种用于提供准直基准的自适应调整装置，主要由自适应俯仰调整
组件、水平旋转调整组件、底座组件、控制组件四部分组成。
[0008]所述的自适应俯仰调整组件用于安装带孔的角锥镜、基准平面镜及激光位移感应传感器PSD，实现测量仪器来光方向激光的位置感应及感应后的俯仰调整，实现测量仪器与基准平面镜的准直瞄准。所述水平旋转调整组件用于安装自适应俯仰调整组件，保证俯仰旋转的精度、提供俯仰旋转的动力以及实现俯仰角的高精度测量。所述的底座组件用于安装水平旋转调整组件，保证水平旋转的精度、提供水平旋转的动力以及实现水平角的高精度测量。所述的控制组件用于实现PSD数据的采集计算、自适应的运动控制及俯仰角及水平角的测量及计算。
[0009]调整自适应目标的基准平面镜的角度与来光方向小于
±
20
°
以内时，来自主测量仪器发射的激光通过角锥镜的小孔到达俯仰调整组件的PSD上，经过PSD传感器的位置感应到激光的偏移量后，自适应俯仰调整组件控制系统会自适应的将基准平面镜调整来光方向，再根据主测量仪器中反射回的激光像修正主测量仪器及自适应调整装置的俯仰及水平调整角度即能够实现基准平面镜与主测量仪器发射激光的准直。
[0010]所述自适应俯仰调整组件包括：角锥镜、基准平面镜、PSD、中心定位环、PSD安装座、俯仰旋转轴、基准平面镜调整座、左侧精密轴承、轴承压紧螺纹套、俯仰圆光栅安装盘、俯仰圆光栅、右侧精密轴承、俯仰驱动电机动子和压紧调整环。
[0011]角锥镜安装在基准平面镜中心，通过角锥处打孔实现通光，用于与PSD配合实现入射激光方向的感应，同时实现较大范围入射激光的返回，进而达到测距目的。基准平面镜用于提供一个高精度镜面反射基准实现测量准直功能。PSD安装在PSD安装座上，PSD安装座安装在中心定位环后侧；中心定位环内嵌有基准平面镜；角锥镜、基准平面镜、PSD、中心定位环、PSD安装座、基准平面镜调整座组装后整体命名为角锥基准平面镜调整子组件。俯仰旋转轴为带轴的中空结构；角锥基准平面镜调整子组件置于俯仰旋转轴中空结构中，并通过基准平面镜调整座实现固定；角锥基准平面镜调整子组件与俯仰旋转轴同心同轴；整体置于水平旋转调整组件的俯仰轴安装座内部；俯仰旋转轴一端安装有俯仰圆光栅安装盘，置于水平旋转调整组件的安装盖内；另一端安装有俯仰驱动电机动子与俯仰驱动电机静子，置于水平旋转调整组件的安装盖内。
[0012]所述的水平旋转调整组件包括：安装盖、PSD信号处理电路、俯仰轴安装座和俯仰光栅尺读数头；俯仰光栅尺读数头用于读取圆光栅实现俯仰角数据；PSD信号处理电路用于实现PSD信号的处理。
[0013]所述的底座组件包括：水平旋转轴、水平圆光栅读数头和水平圆光栅；水平旋转轴和水平圆光栅同轴连接；
[0014]所述的控制组件包括：光栅尺读数头处理器、电机驱动器和底部安装盘；光栅尺读数头处理器用于角度测量数据的处理，电机驱动器用于水平驱动电机的驱动。底部安装盘用于与外部安装座的连接。
[0015]作为优选，所述左侧精密轴承、右侧精密轴承、上精密轴承、下精密轴承均采用精密角接触轴承作为旋转导向的轴承，以提升俯仰旋转轴、水平旋转轴的回转精度。所述精密角接触轴承需达到P4A以上级别，以保证俯仰旋转轴及水平旋转轴的端面跳动和径向跳动优于3μm。
[0016]作为优选，所述的圆光栅采用双读数头测量方式，以提升俯仰角及水平角的测量
精度。
[0017]作为优选，所述的俯仰驱动电机、水平驱动电机均采用直驱力矩电机，以提升自适应调整能力。
[0018]作为优选，所述的角锥镜采用外部圆形结构，方便角锥镜中心安装到基准平面镜的中心上。
[0019]本专利技术公开的一种用于提供准直基准的自适应调整装置的工作方法为：所述自适应调整装置首先固定安装到一个稳定的平台上，主测量仪器架设到移动支撑架上，自适应调整装置需与主测量仪器之间保持可视；首先调整主测量仪器与被测卫星载荷上的基准立方镜的一个面进行准直测量，之后在通过手动控制与自适应调整装置进行对齐，主测量仪器发射的激光束达到自适应目标之后，调整自适应目标的基准平面镜的角度与来光方向小于
±
20
°
以内时，来自主测量仪器发射的激光通过角锥本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于提供准直基准的自适应调整装置，其特征在于：主要由自适应俯仰调整组件、水平旋转调整组件、底座组件、控制组件四部分组成；所述的自适应俯仰调整组件用于安装带孔的角锥镜、基准平面镜及激光位移感应传感器PSD，实现测量仪器来光方向激光的位置感应及感应后的俯仰调整，实现测量仪器与基准平面镜的准直瞄准；所述水平旋转调整组件用于安装自适应俯仰调整组件，保证俯仰旋转的精度、提供俯仰旋转的动力以及实现俯仰角的高精度测量；所述的底座组件用于安装水平旋转调整组件，保证水平旋转的精度、提供水平旋转的动力以及实现水平角的高精度测量；所述的控制组件用于实现PSD数据的采集计算、自适应的运动控制及俯仰角及水平角的测量及计算；调整自适应目标的基准平面镜的角度与来光方向小于
±
20
°
以内时，来自主测量仪器发射的激光通过角锥镜的小孔到达俯仰调整组件的PSD上，经过PSD传感器的位置感应到激光的偏移量后，自适应俯仰调整组件控制系统会自适应的将基准平面镜调整来光方向，再根据主测量仪器中反射回的激光像修正主测量仪器及自适应调整装置的俯仰及水平调整角度即能够实现基准平面镜与主测量仪器发射激光的准直。2.如权利要求1所述的一种用于提供准直基准的自适应调整装置，其特征在于：所述自适应俯仰调整组件包括：角锥镜、基准平面镜、PSD、中心定位环、PSD安装座、俯仰旋转轴、基准平面镜调整座、左侧精密轴承、轴承压紧螺纹套、俯仰圆光栅安装盘、俯仰圆光栅、右侧精密轴承、俯仰驱动电机动子和压紧调整环；角锥镜安装在基准平面镜中心，采用角锥处打孔方案实现通光，用于与PSD配合实现入射激光方向的感应，同时实现较大范围入射激光的返回，进而达到测距目的；基准平面镜用于提供一个高精度镜面反射基准实现测量准直功能；PSD安装在PSD安装座上，PSD安装座安装在中心定位环后侧；中心定位环内嵌有基准平面镜；角锥镜、基准平面镜、PSD、中心定位环、PSD安装座、基准平面镜调整座组装后整体命名为角锥基准平面镜调整子组件；俯仰旋转轴为带轴的中空结构；角锥基准平面镜调整子组件置于俯仰旋转轴中空结构中，并通过基准平面镜调整座实现固定；角锥基准平面镜调整子组件与俯仰旋转轴同心同轴；整体置于水平旋转调整组件的俯仰轴安装座内部；俯仰旋转轴一端安装有俯仰圆光栅安装盘，置于水平旋转调整组件的安装盖内；另一端安装有俯仰驱动电机动子与俯仰驱动电机静子，置于水平旋转调整组件的安装盖内；所述的水平旋转调整组件包括：安装盖、PSD信号处理电路、俯仰轴安装座和俯仰光栅尺读数头；俯仰光栅尺读数头用于读取圆光栅实现俯仰角数据；PSD信号处理电路用于实现PSD信号的处理；所述的底座组件包括：水平旋转轴、水平圆光栅读数头和水平圆光栅；...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙安斌，张伟，甘晓川，高廷，乔磊，曹铁泽，王继虎，马骊群，王鲁涛，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所，
类型：发明
国别省市：