可多自由度调节的光学面板支架制造技术

本实用新型专利技术公开了一种可多自由度调节的光学面板支架，包括：内框架，光学面板容置安装在内框架内；支架悬臂，内框架容置于该支架悬臂的上悬臂和下悬臂之间，并通过该上悬臂和下悬臂安装连接在塔架上；还包括均具有旋转轴的水平旋转机构和竖直旋转机构，且两旋转机构的旋转轴的交点与光学面板中心重合，其中，竖直旋转机构实现该内框架以该竖直旋转机构的旋转轴为轴的旋转，水平旋转机构实现所述光学面板以该水平旋转机构的旋转轴为轴的旋转。本实用新型专利技术可以在不改变光学面板中心位置的情况下，提供两个旋转自由度，同时旋转装置能够保证调节过程的精确和稳定，可以在光学校准中提供较高精度的微调能力，提高光学系统的安装精度和效率。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及ー种光学面板支架，具体说涉及ー种应用于托卡马克装置偏振仪光学镜面系统和类似光学系统上的具有多自由度调节能力的光学面板支架。
技术介绍
对于采用光学技术进行检测和测量的系统中，通常会用到多个镜面组成光学系统，这些镜面改变光的方向、偏转，对于測量精度 具有至关重要的作用，为了保证测量的可靠性，便于光学系统搭建和维护，需要一个可以多自由度调节的光学面板，在安装和调试过程中提供多个可以调节的自由度，提高安装的精度。传统的用于竖直布置支撑较大重量光学镜面系统的支架，仅仅具有安装固定过程中少数自由度可调的功能，这对于光学系统的安装调节有很大的限制。首先在安装时自由度不方便调节，特别是对于光学镜面系统较重时，调节的难度很大；其次固定完成后就不能对面板的自由度进行调节，影响了调试过程中矫正面板的能力，降低了光学系统的安装精度。图I是托卡马克干渉仪检测装置上使用的传统光学面板支架。该支架由固定支座13和螺杆14组成，在悬臂上11和下悬臂15上开有左右方向的腰形槽，在固定支架13上也开有前后方向的腰形槽。将面板通过螺杆14固定在固定支架上，在拧紧螺杆14之前，可以通过改变螺杆14在腰型槽中的位置获得面板12在先后方向、左右方向、绕竖直方向旋转的自由度，调节后将螺杆14旋紧就完成了面板12的安装。在安装调试过程中，由于固定在面板12上的光学镜面系统较重，需要用吊车悬挂安装，一边安装一边调节，影响了安装的精度。而且对于复杂的光学系统，面板的位置需要在光学搭建完成后，通过光学手段进ー步微调，在上述传统的光学面板系统中，这些都是不能实现的。上述问题都严重影响了光学系统整体的安装精度和效率。
技术实现思路
有鉴于此，本技术提出ー种具有多自由度灵活可调功能的光学面板支架，解决目前的支架调节自由度较少、调节精度不高和调节效率较低等缺陷。实现本技术的目的所采用的具体技术方案为一种可多自由度调节的光学面板支架，用于安装光学面板并实现其多自由度的调节，该支架包括内框架，其为中空的框架，所述光学面板容置安装在该内框架内；支架悬臂，包括上下间隔设置在塔架上的上悬臂和下悬臂，所述内框架容置于该上悬臂和下悬臂之间，并通过该上悬臂和下悬臂安装连接在塔架上；其特征在于，该支架还包括均具有旋转中心轴的水平旋转机构和竖直旋转机构，且两旋转机构的中心轴的交点与所述光学面板中心重合，其中，所述竖直旋转机构用于实现内框架以该竖直旋转机构中心轴为旋转轴的旋转，所述水平旋转机构用于实现所述光学面板以该水平旋转机构的中心轴为旋转轴的旋转。作为本技术的改进，所述竖直旋转机构包括轴旋转支撑单元，其设置在所述上悬臂和内框架上边框之间，分别与该上悬臂和内框架上边框外侧连接，用于支撑所述内框架绕旋转中心轴线旋转；轴旋转调节单元，其设置在所述下悬臂和内框架下边框之间，分别与该下悬臂和内框架下边框的外侧连接，用于驱动所述内框架绕旋转中心轴旋转。作为本技术的改进，所述上悬臂和下悬臂上均固定设置有垫板，所述轴旋转支撑单元和轴旋转调节单元分别通过垫板安装在上悬臂和下悬臂上。作为本技术的改进，所述垫板上设置有腰型孔，用于提供轴旋转支撑单元和轴旋转调节单元在安装中的调节。作为本技术的改进，所述水平旋转支撑机构包括轴旋转支撑单元，其设置在所述内框架左边框内侧和光学面板之间，分别与内框架左边框和光学面板侧边连接，用干支撑所述光学面板绕其旋转中心轴的旋转；轴旋转调节单元，其设置在所述内框架右边框内侧和光学面板之间，分别与内框架右边框和光学面板侧边连接，用于驱动所述光学面板绕旋转中心轴的旋转。作为本技术的改进，所述光学面板侧边上设置有面板支座，所述轴旋转支撑単元和轴旋转调节单元分别通过面板支座与光学面板连接。作为本技术的改进，所述轴旋转调节単元包括调节上连接板，用干与所述内框架或光学面板安装连接；调节下连接块，与所述调节上连接板相对设置，其用干与下悬臂或内框架的侧边框安装连接；蜗轮，其设置在所述调节上连接板和调节下连接块之间，并与所述调节上连接板固定连接，该涡轮旋转中心轴上设置有轴承；蜗杆，其设置在所述调节下连接块上，并与所述蜗轮啮合连接；在蜗杆的驱动下，带动蜗轮和与其固定连接的调节上连接板绕所述涡轮旋转中心轴，实现该调节上连接板相对于所述调节下连接块的转动。其中，竖直旋转机构上的轴旋转调节单元的调节上连接板和调节下连接板分别与内框架上边框和垫板连接。水平旋转机构上的轴旋转调节单元的调节上连接板和调节下连接板分别与内框架侧边框和面板支座连接。作为本技术的改进，所述轴旋转支撑単元包括支撑上连接板，用干与所述上悬臂或内框架的侧边框安装连接；支撑下连接块，与所述支撑上连接板相对设置，其用干与内框架的侧边框或光学面板安装连接；并且，该支撑上连接板和支撑下连接块通过ー轴承可相对转动地连接。其中，竖直旋转机构上的轴旋转支撑单元的支撑上连接板和支撑下连接块分别与下悬臂上的支撑垫板和内框架下边框连接。水平旋转机构上的轴旋转支撑单元的支撑上连接板和支撑下连接块分别与内框架侧边框和面板支座连接。作为本技术的改进，竖直轴紧固単元由上连接块、T形紧固块、内六角螺栓、下连接块组成。上连接块固定在内框架上，通过螺栓连接在T型紧固块上的左右方向腰形槽中，下连接块固定在固定垫板上，在下连接块上有螺栓孔，通过内六角螺栓连接T型紧固块上的前后腰形孔。作为本技术的改进，水平轴紧固单元与竖直轴紧固单元结构类似，其包括T形紧固块、螺栓、下连接块组成。光学面板左右两侧开有螺栓孔，通过内六角螺栓连接T型紧固块上的左右方向腰形槽中，下连接块固定在内框架上，在下连接块上有螺栓孔，通过内六角螺栓连接T型紧固块上的前后腰形孔。本技术解决技术问题的方式是利用交叉轴原理，在上下悬臂与内框架之间分别设置轴旋转支撑单元、轴旋转调节单元，提供一个绕竖直方向轴线旋转的旋转轴，使内框架可以绕该轴旋转，提供了绕竖直方向轴线旋转自由度；在内框架左右两侧和两个布置在光学面板左右两侧的面板支座之间分别设置轴旋转支撑单元、轴旋转调节单元，提供一个绕平行于面板左右方向旋转的旋转轴，使光学面板可以绕该轴旋转，提供了一个绕平行于面板左右方向旋转自由度。这两个旋转轴交叉在光学面板中心的位置上。这样可以在不改变光学面板中心位置的情况下，提供两个旋转自由度，这些调节都可以在面板支架固定之后实现。同时旋转装置通过具有大减速比的蜗轮蜗杆结构进行控制，蜗轮蜗杆可以自锁，保 证了调节过程的精确和稳定。调节完成后可以通过紧固单元紧固，提高面板支架的稳定性。本技术针对传统竖直布置光学面板支架不能在固定之后调节的缺点，在固定之后仍然具有两个自由度的调节功能，可以在光学校准中提供较高精度的微调能力，提高光学系统的安装精度和效率。附图说明图I :托卡马克干涉仪使用的传统的光学面板支架轴测图；图2 :本技术的光学面板支架的整体结构轴测图；图3 :本技术的光学面板支架的整体结构主视图；图4 :图3中轴旋转调节单元3a的爆炸图；图5 :图3中轴旋转调节单元3a的剖视图；图6 :图3中轴旋转支撑单元33的剖视图；图7 :图3中竖直轴紧固单元39的局部方法图。其中11.上悬臂；12.光学面板；13.固定支架；14.螺杆；15.本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可多自由度调节的光学面板支架，用于安装光学面板（12）并实现该光学面板（12）多自由度的调节，其中，该支架包括：内框架（32），其为中空的框架，所述光学面板（12）容置安装在该内框架（32）内；支架悬臂，其包括上下间隔设置在塔架上的上悬臂（11）和下悬臂（15），所述内框架（32）容置于该上悬臂（11）和下悬臂（15）之间，并通过该上悬臂（11）和下悬臂（15）安装连接在塔架上；其特征在于，该支架还包括均具有旋转轴的水平旋转机构和竖直旋转机构，且两旋转机构的旋转轴的交点与所述光学面板（12）中心重合，其中，所述竖直旋转机构实现该内框架（32）以该竖直旋转机构的旋转轴为轴的旋转，所述水平旋转机构实现所述光学面板（12）以该水平旋转机构的旋转轴为轴的旋转。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：庄革，王亚森，陈杰，王之江，程汉兵，高丽，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：实用新型
国别省市：