一种用于超高真空环境下正弦机构标定装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术的一种用于超高真空环境下正弦机构标定装置及方法涉及正弦机构标定领域，包括高精度光电自准直仪、自准直仪支架、多面体角棱镜、棱镜架、正弦机构、真空镜箱和支撑平台，高精度光电自准直仪装在自准直仪支架上，其发光孔对准真空镜箱上的观察窗，真空镜箱放置在支撑平台上，正弦机构装在真空镜箱里面，多面体角棱镜通过棱镜架固定在正弦机构的正弦杆的一端，角棱镜第一棱镜面垂直高精度光电自准直仪轴线，高精度光电自准直仪放置在真空镜箱外，角棱镜第二棱镜面与第一棱镜面、第三棱镜面与第二棱镜面、第四棱镜面与第三棱镜面均相差两度角。本发明专利技术实现超高真空环境下对正弦机构实时标定，结构简单、标定精度高及成本低，应用于同步辐射光束线工程。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及正弦机构标定领域，特别是一种用于超高真空环境下正弦机构标定装 置及方法。
技术介绍
在各类科学工程中，如大型同步辐射光束线系统中，在超高真空环境下正弦机构 的标定是实现角度转动部件的关键技术。以往在大气中已标定的正弦机构，工作在超高真 空环境下时，由压力等因素所致，造成标定结果发生改变，降低工作质量。由于缺少在超高 真空环境下对正弦机构进行实时监测、标定的方法和装置，上述问题并没有得到很好的解 决。因此，研制出能在超高真空环境下对正弦机构进行实时监测、标定的方法和装置势在必 行。
技术实现思路
针对上述情况，为解决现有技术之缺陷，本专利技术的目的就在于提供一种用于超高 真空环境下正弦机构标定装置及方法，可以有效解决在超真空环境下不能对正弦机构进行 实时监测和标定的问题。本专利技术解决技术问题所采用的技术方案是一种用于超高真空环境下正弦机构标 定装置包括高精度光电自准直仪、自准直仪支架、多面体角棱镜、棱镜架、正弦机构、真空镜 箱和支撑平台，高精度光电自准直仪装在自准直仪支架上，其发光孔对准真空镜箱上的观 察窗，真空镜箱放置在支撑平台上，正弦机构装在真空镜箱里面，多面体角棱镜通过棱镜架 固定在正弦机构的正弦杆的一端，多面体角棱镜的第一棱镜面垂直高精度光电自准直仪轴 线，高精度光电自准直仪放置在真空镜箱的外面，所说的多面体角棱镜的第二棱镜面与第 一棱镜面之间、第三棱镜面与第二棱镜面之间、第四棱镜面与第三棱镜面之间均相差两度 角。本专利技术的用于超高真空环境下正弦机构标定装置的应用方法，具体步骤如下1)调节转台，使光电自准直仪发出的平行光垂直照射多面体角棱镜第一棱镜面， 即高精度光电自准直仪读数为“ 0 ” ；2)通过精密滑台组件的驱动机构，推动正弦杆转动，带动多面体角棱镜旋转，当 平行光垂直照射在角棱镜第二棱镜面时，正弦杆转过角度即为多面体角棱镜所标定的角度 Q1，同时记录高精度光电自准直仪读数及相应的线性编码器测量的直线位移h1;完成第1 个角度的测量；3)继续转动正弦杆，当高精度光电自准直仪发出的平行光分别垂直照射在多面体 角棱镜的第三棱镜面、第四棱镜面时，正弦杆转过α2、α 3角，记录各自的自准直仪读数及 相应的线性编码器测量的直线位移h2、h3，完成第2、第3个角度的测量；至此，已完成的3个 角度的测量，作为一组单向测量；4)重复上述步骤，完成多组测量；4 5)角度测量完成后，通过转动角度a与直线位移h及正弦机构杆长L之间的关系 f h + h λ式a = arcsin- %，结合实际角度α ” α 2、α 3及直线位移Vhyh3得如下方程组 其中，Iitl为初始偏离位移，％为初始偏离角度；由以上方程组，经数据处理，即求 得L、h0, α 0,实现正弦机构的标定。本专利技术可实现在超高真空环境下对正弦机构的实时标定，具有操作方便、结构简 单、标定精度高以及成本低等优点，可广泛应用于同步辐射光束线工程中。附图说明图1为本专利技术的一种用于超高真空环境下正弦机构标定装置的结构主视图。图2为本专利技术的一种用于超高真空环境下正弦机构标定装置的俯视图。图3为本专利技术的一种用于超高真空环境下正弦机构标定装置的多面体角棱镜的 结构图。图4为本专利技术的一种用于超高真空环境下正弦机构标定方法的原理图。图中，1、第一棱镜面，2、第二棱镜面，3、第三棱镜面，4、第四棱镜面，5、高精度光电 自准直仪，6、多面体角棱镜，7、棱镜架，8、正弦杆，9、第一挂钉，10、拉簧，11、第二挂钉，12、 正弦机构推杆，13、精密滑台组件，14、线性编码器，15、转台，16、支架，17、支撑平台，18、自 准直仪支架，19、真空镜箱，20、观察窗。具体实施例方式以下结合附图对本专利技术的做详细说明。由图1、2所示，本专利技术的一种用于超高真空环境下正弦机构标定装置包括包括高 精度光电自准直仪5、自准直仪支架18、多面体角棱镜6、棱镜架7、正弦机构、真空镜箱19 和支撑平台17，高精度光电自准直仪5装在自准直仪支架18上，其发光孔对准真空镜箱19 上的观察窗20，真空镜箱19放置在支撑平台17上，正弦机构装在真空镜箱19里面，多面体 角棱镜6通过棱镜架7固定在正弦机构的正弦杆8的一端，多面体角棱镜的第一棱镜面1 垂直高精度光电自准直仪5轴线，高精度光电自准直仪5放置在真空镜箱19的外面，所说 的多面体角棱镜6的第二棱镜面2与第一棱镜面1之间、第三棱镜面3与第二棱镜面2之 间、第四棱镜面4与第三棱镜面3之间均相差两度角。所说的正弦杆8与正弦机构推杆12相连的一端装有第一挂钉9，正弦机构推杆12 与正弦杆8相连的一端装有第二挂钉11，第一挂钉9和第二挂钉11通过拉簧10相连，正弦 机构推杆12垂直支架16转轴中心线。所说的正弦机构还包括精密滑台组件13，精密滑台组件13位于支撑平台17下面， 与正弦机构推杆12的另一端相连，精密滑台组件13内装有线性编码器14。由图3、4所示，本专利技术的一种用于超高真空环境下正弦机构标定方法具体步骤如 下1)调节转台15，使光电自准直仪发出的平行光垂直照射多面体角棱镜6第一棱镜 面1，即自准直仪读数为“0”；2)通过精密滑台组件13的驱动机构，推动正弦杆8转动，带动多面体角棱镜6旋 转，当平行光垂直照射在角棱镜第二棱镜面2时，正弦杆8转过角度即为多面体角棱镜6所 标定的角度α ”同时记录高精度光电自准直仪5读数及相应的线性编码器14测量的直线 位移完成第1个角度的测量；3)继续转动正弦杆8，当高精度光电自准直仪5发出的平行光分别垂直照射在多 面体角棱镜6的第三棱镜面3、第四棱镜面4，正弦杆8转过α2、03角，记录各自的自准直 仪5读数及相应的线性编码器14测量的直线位移h2、h3，完成第2、第3个角度的测量；至 此，已完成的3个角度的测量，作为一组单向测量；4)重复上述步骤，完成多组测量；5)角度测量完成后，通过转动角度a与直线位移h及正弦机构杆长L之间的关系(h + ΗΛ式a = arCSin -—^ -%，结合实际角度α工、α 2、α 3及直线位移hphy、得如下方程组.(hx+hAax = arcsin —-- - a0(1)\ L J.(H2-^hAa2 = arcsin —-- -aQ(2)\ L ) fa2 = arcsin —-- -a0(3)\ ^ J其中，Iitl为初始偏离位移，为初始偏离角度。由以上方程组，经数据处理，即求 得L、h0, α 0,实现正弦机构的标定。在使用本装置对正弦机构标定是，本专利技术的真空镜箱内部为超真空环境。本专利技术可实现在超高真空环境下对正弦机构的实时标定，具有操作方便、结构简 单、标定精度高及成本低等优点，可广泛应用于同步辐射光束线工程中。、+%、V L , r h2 +Zz0、 ν L j < Zz3 + Zz0、ν L y权利要求一种用于超高真空环境下正弦机构标定装置，其特征在于，包括高精度光电自准直仪(5)、自准直仪支架(18)、多面体角棱镜(6)、棱镜架(7)、正弦机构、真空镜箱(19)和支撑平台(17)，高精度光电自准直仪(5)装在自准直仪支架(18)上，其发光孔对准真空镜箱(19)上的观察窗(20)，真空镜箱(19)放置在支撑平台(17)上，正弦机构装在真本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于超高真空环境下正弦机构标定装置，其特征在于，包括高精度光电自准直仪（５）、自准直仪支架（１８）、多面体角棱镜（６）、棱镜架（７）、正弦机构、真空镜箱（１９）和支撑平台（１７），高精度光电自准直仪（５）装在自准直仪支架（１８）上，其发光孔对准真空镜箱（１９）上的观察窗（２０），真空镜箱（１９）放置在支撑平台（１７）上，正弦机构装在真空镜箱（１９）里面，多面体角棱镜（６）通过棱镜架（７）固定在正弦机构的正弦杆（８）的一端，多面体角棱镜的第一棱镜面（１）垂直高精度光电自准直仪（５）轴线，高精度光电自准直仪（５）放置在真空镜箱（１９）的外面，所说的多面体角棱镜（６）的第二棱镜面（２）与第一棱镜面（１）之间、第三棱镜面（３）与第二棱镜面（２）之间、第四棱镜面（４）与第三棱镜面（３）之间均相差两度角。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：卢启鹏，马磊，彭忠琦，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：82[中国|长春]