一種通過多自由度調整支撐裝置實現精確找準目標方法
【專利摘要】本發明公開一種通過多自由度調整支撐裝置實現精確找準目標方法，涉及設備是多自由度調整支撐裝置，包括底座、水平滑動裝置、臥式回轉裝置、立式回轉裝置、升降裝置；水平滑動裝置固定在底座上，臥式回轉裝置固定在水平滑動裝置上，立式回轉裝置固定在臥式回轉裝置上；升降裝置固定在立式回轉裝置上，步驟：(1)將平行光管置于升降裝置上，推到大致的工作范圍；(2)通過水平滑動裝置使固定于其上的機構整體水平移動；(3)通過臥式回轉裝置使固定于其上的機構整體轉動；(4)通過立式回轉裝置使固定于其上的機構整體在豎直面上轉動；(5)通過升降裝置先粗調，后精調而調整平行光管的位置高度，可使平行光管的平行光精確找準目標。
【專利說明】一種通過多自由度調整支撐裝置實現精確找準目標方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于平行光管的位置調整方法，特別涉及一種通過多自由度調整支撐裝置實現精確找準目標方法。
【背景技術】
[0002]在光學實驗研究中會廣泛用到平行光管，平行光管可以發出平行光。在實驗中，調整平行光管使得平行光指向目標位置。對于小型平行光管的位置調整可以通過墊塊實現，但是對于大型平行光管的調整，如果全人工搬運、用墊塊調整，會費時費力，并且調整精度不聞。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在于提供一種通過多自由度調整支撐裝置實現精確找準目標方法，實現多自由度的調整，使得平行光可以精確的指向目標位置。
[0004]為了實現上述目的，采用的技術方案是:
[0005]一種通過多自由度調整支撐裝置實現精確找準目標方法，本方法涉及的設備是多自由度調整支撐裝置，包括底座、水平滑動裝置、臥式回轉裝置、立式回轉裝置、升降裝置；水平滑動裝置固定在底座上，臥式回轉裝置的回轉臺座固定在水平滑動裝置的水平滑臺上，立式回轉裝置的旋轉臺座固定在臥式回轉裝置的臥式回轉臺上；升降裝置包括配重、滑輪組、平行光管支承平臺、鋼絲繩、立柱導軌、升降微調機構、手持手把、鎖緊螺釘，立柱導軌固定在立式回轉裝置的立式回轉臺上，滑輪組固定在立柱導軌的頂部，配重與升降微調機構分別設在在立柱導軌兩側，鋼絲繩繞在滑輪組上，一端固定在升降微調機構，另一端固定在配重上，平行光管支承平臺固定在升降微調機構上，手持手把和鎖緊螺釘固定在升降微調機構上，實現的步驟是:
[0006](I)、實驗過程中，實驗人員設定好平行光的目標位置后，將平行光管置于升降裝置的平行光管支承平臺上，通過底座下方設有四個腳輪，實驗人員可以方便的把上述的多自由度調整支撐裝置推到大致的工作范圍，進行多自由度調整支撐裝置的調整；
[0007](2)、首先，調整水平位置，通過水平滑動裝置使固定于水平滑臺上的臥式回轉裝置、立式回轉裝置、升降裝置進行水平之移動，觀察平行光管位置調整至目標位置的水平對應位置即可；
[0008](3)、其次，調整俯視平面上的旋轉，通過臥式回轉裝置使固定于臥式回轉臺上的立式回轉裝置和升降裝置會隨之轉動，平行光管也會隨之轉動，調整至所需位置即可；
[0009](4)、再次，調整平行光管的俯仰，通過立式回轉裝置使固定于立式回轉臺上的升降裝置也會隨之在豎直面上轉動，實現平行光管的俯仰角度的調整，觀察平行光調整至所需位置即可；
[0010](5)最后，調整調整平行光管的位置高度，先粗調，后精調；
[0011]粗調，實驗人員松開兩個鎖緊螺釘后，手持手把，上下牽引，使升降微調機構及夾持在光管平臺上的平行光管上下移動，觀察平行光管移動至目標位置的豎直方向的大致位置，并且擰緊兩個鎖緊螺釘使其位置固定，然后精調；
[0012]精調，手持手把轉動，帶動升降微調機構的微調絲杠轉動，同時微調絲杠順著微調絲母在豎直方向上移動，設于其上的光管平臺也隨之移動，可以實現平行光管上下位置的精確調整，觀察平行光調整至目標位置即可；
[0013]通過以上各自由度的調整，可使平行光管的平行光精確找準目標。
[0014]所述的第(2)步，水平滑臺在水平導軌的三角導軌和方形導軌上隨絲杠軸座相應移動，在三角導軌和方形導軌上設有四個限位銷，水平滑臺的水平移動范圍被限制在兩個限位銷之間。
[0015]所述的第(3)步，當固定在旋轉臺座上的臥式回轉臺限位塊碰觸到臥式限位柱時，阻止臥式回轉臺繼續轉動，是臥式回轉臺在俯視平面上的旋轉極限位置。
[0016]所述的第(4)步，當立式回轉臺轉動到一定角度時，立式回轉臺限位塊底邊與臥式回轉臺接觸，阻止立式回轉臺繼續轉動，是立式回轉臺極限位置，是限制平行光管俯仰的極限角度。
[0017]所述的第(5)步，粗調過程中，當手持手把57，上下牽引到一定位置時，升降微調機構56與升降上限位柱553、升降下限位柱553接觸，阻止升降微調機構56及夾持在光管平臺531上的平行光管6上下移動，是升降的極限位置。
[0018]本發明的多自由度包括四個自由度，分別是:水平移動，俯視平面上的旋轉，豎直平面的小角度旋轉實現平行光管的俯仰，平行光管的升降。本發明通過底座、水平滑動裝置、臥式回轉裝置、立式回轉裝置、升降裝置等各個組成部分實現四個自由度:底座用于大范圍內移動；水平滑動裝置實現其水平方向的移動；臥式回轉裝置實現其俯視平面的旋轉；立式回轉裝置實現平行光管的小角度的俯仰；升降裝置實現平行光管的快速大行程升降和精調。本發明改善了在光學實驗中，大型平行光管的復雜手動調整過程，實現了多自由度的精確調整。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]下面結合附圖對本發明的【具體實施方式】作進一步詳細說明。
[0020]圖1是本發明的裝配立體圖之一；
[0021]圖2是本發明的裝配立體圖之二 ；
[0022]圖3是本發明的底座裝配圖；
[0023]圖4是本發明的底座與水平滑臺裝配圖；
[0024]圖5是本發明的臥式回轉臺與立式回轉臺裝配立體圖之一；
[0025]圖6是本發明的臥式回轉臺與立式回轉臺裝配立體圖之二 ；
[0026]圖7是本發明的支承平臺與升降微調機構裝配立體圖；
[0027]圖8是本發明的裝配右視圖。
【具體實施方式】
[0028]下面結合附圖和實例對本發明進一步說明。
[0029]如圖1、圖2、圖8所示，一種放置大中型平行光管的多自由度調整支撐裝置9，便于搬運大中型平行光管6和調整大中型平行光管6多個自由度，包括底座1、水平滑動裝置2、臥式回轉裝置3、立式回轉裝置4、升降裝置5。
[0030]如圖3、圖4所示，所述的底座I包括底座支架11、腳輪12，四個腳輪12裝置在底座支架11底部，方便整個裝置的移動。
[0031]如圖3、圖4所示，所述的水平滑動裝置2包括水平滑臺21、第一手輪24、第一手柄25、絲杠軸座26、絲杠27、絲杠固定板23、水平導軌28，第一手柄25安裝在第一手輪24上，第一手輪24固定在絲杠27的一端，絲杠27通過兩絲杠固定板23安裝在底座I上，水平導軌28亦安裝在底座I上，并與絲杠27保持平行，水平滑臺21滑置在水平導軌28上，絲杠軸座26 —端套置在絲杠27上，絲杠軸座26 —端與水平滑臺21固定。
[0032]如圖3、圖4所示，限位銷29分別設置在水平導軌28的兩端，水平滑臺21的水平移動范圍被限制在兩個限位銷29之間，是水平滑臺21的水平移動的極限位置。
[0033]如圖3、圖4所示，水平導軌28上凸起一條三角導軌281和一條方形導軌282，有利于提高水平滑臺21在水平導軌28的移動精度。
[0034]如圖5、圖6所示，所述的臥式回轉裝置3包括回轉臺座32、臥式回轉臺31、第二手輪34、第二手柄35、第二渦桿(圖未視出)、第二渦輪(圖未視出)，所述的回轉臺座32固定在水平滑動裝置2的水平滑臺21上(如圖1所示)，臥式回轉臺31轉動設置在回轉臺座32上，第二手柄35固定在第二手輪34上，第二手輪34亦固定在回轉臺座32上，第二渦桿(圖未視出)、第二渦輪(圖未視出)設置在回轉臺座32內部，第二手輪34與第二渦桿(圖未視出)連接，第二渦輪(圖未視出)固定在臥式回轉臺31上，第二渦桿(圖未視出)與第二渦輪(圖未視出)相互嚙合。
[0035]如圖6所示，臥式回轉臺限位塊36設置在立式回轉裝置4的旋轉臺座42的背面，臥式限位柱37設置在回轉臺座32上，當固定在旋轉臺座42上的臥式回轉臺限位塊36碰觸到臥式限位柱37時，阻止臥式回轉臺31繼續轉動，是臥式回轉臺31在俯視平面上的旋轉極限位置。
[0036]如圖5、圖6所示，所述的立式回轉裝置4包括旋轉臺座42、立式回轉臺41、第三手輪44、第三手柄45、第三渦桿(圖未視出)、第三渦輪(圖未視出)，所述的旋轉臺座42固定在臥式回轉裝置3的臥式回轉臺31上，立式回轉臺31轉動設置在旋轉臺座42上，第三手柄45固定在第三手輪44上，第三手輪44亦固定在旋轉臺座42上，第三渦桿(圖未視出)、第三渦輪(圖未視出)設置在旋轉臺座42內部，第三手輪44與第三渦桿(圖未視出)連接，第三渦輪(圖未視出)固定在立式回轉臺41上，第三渦桿(圖未視出)與第三渦輪(圖未視出)相互哨合。
[0037]如圖5所示，立式回轉臺限位塊46固定在立式回轉臺41上，立式回轉臺限位塊46與臥式回轉臺31保持一定的間隙，當立式回轉臺41轉動到一定角度時，立式回轉臺限位塊46底邊與臥式回轉臺31接觸，阻止立式回轉臺41繼續轉動，是立式回轉臺41極限位置，是限制平行光管6俯仰的極限角度。
[0038]如圖1、圖2、圖8所示，升降裝置5主要包括配重50、滑輪組52，平行光管支承平臺53，鋼絲繩54、立柱導軌55、升降微調機構56、手持手把57、滑塊58、鎖緊螺釘51、T型槽用螺釘59。
[0039]如圖1、圖2所示，所述的立柱導軌55通過T型槽用螺釘59固定在立式回轉裝置4的立式回轉臺42上，滑輪組52固定在立柱導軌的55頂部，配重50與升降微調機構56分別設在在立柱導軌55兩側，鋼絲繩54繞在滑輪組52上，鋼絲繩54 —端固定在升降微調機構56，鋼絲繩54另一端固定在配重50上。升降微調機構56通過滑塊58裝在立柱導軌55上，平行光管支承平臺53固定在升降微調機構56上，手持手把57固定在升降微調機構56上，鎖緊螺釘51亦螺接在升降微調機構56上，鎖緊螺釘51在升降微調機構56上向里旋入與立柱導軌55抵靠，將升降微調機構56鎖緊在立柱導軌55上，兩個鎖緊螺釘51在升降微調機構56上向外旋出離開立柱導軌55,將升降微調機構56與立柱導軌55松開。
[0040]如圖2、圖8所示，所述的立柱導軌55由兩條槽鋼相背而立，同時在槽鋼豎直方向均勻的安裝有三個立柱連接塊552用于固定兩個立柱導軌55的穩定性，在槽鋼外側安裝有墊板551，兩條立柱導軌55的間隔是滑塊58厚度，升降微調機構56通過兩個滑塊58裝在兩個立柱導軌55之間，兩個鎖緊螺釘51在升降微調機構56上向里旋入分別與立柱導軌55上的兩塊墊板551抵靠，將升降微調機構56鎖緊在立柱導軌55上，兩個鎖緊螺釘51在升降微調機構56上向外旋出分別離開立柱導軌55上的兩塊墊板551,將升降微調機構56與立柱導軌55松開。在立柱導軌55的上、下兩端分別設有升降上限位柱553、升降下限位柱553，是升降微調機構56的極限位置。
[0041]如圖1、圖2、圖7、圖8所不,所述升降微調機構56包括彎板568、導套561、微調絲母564、微調絲杠565、吊環螺釘5671，彎板568包括上層水平板5681、豎直板5682、第二層水平板5683，上層水平板5681設置在豎直板5682的頂端，第二層水平板5683設置在豎直板5682的中部，兩個導套561固定在彎板568的上層水平板5681上，微調絲母564固定于彎板568第二層水平板5683上，微調絲杠565嚙合在微調絲母564上，在微調絲杠565的下端固定手持手把57，微調絲杠565的上端裝配在平行光管支承平臺53的光管平臺531底部，兩個滑塊562和彎板568的豎直板5682分別置于升降裝置5的立柱導軌55兩側，升降裝置5的兩個滑塊562通過用螺釘5673固定于彎板568的豎直板5682上，從而使滑塊562和彎板568的豎直板5682套置在升降裝置5的立柱導軌55上，升降裝置5的兩個鎖緊螺釘51設于彎板568的豎直板5682下端，當鎖緊螺釘51在豎直板5682上旋入時與升降裝置5的立柱導軌55抵靠將升降微調機構56緊固在升降裝置5的立柱導軌55上，當鎖緊螺釘51在豎直板5682上旋出時,升降微調機構56與升降裝置5的立柱導軌55松脫。
[0042]如圖7所示，吊環螺釘5671固定在彎板568上層水平板5681左端，便于用繩或鉤提拉升降微調機構56。
[0043]如圖1、圖2、圖7、圖8所示，所述平行光管支承平臺53包括光管平臺531、兩塊V型鐵532、壓板533、導柱534，兩塊V型鐵532用螺釘固定光管平臺531的兩端，用于裝卡平行光管6，平行光管6兩端上方分別通過壓板533用螺栓來固定裝卡；在光管平臺531下方兩端分別固定兩個導柱534，兩個導柱534套置在上述的升降微調機構56的兩個導套561中，從而將平行光管支承平臺53固定在在升降微調機構56上。
[0044]如圖1、圖2、圖8所示，所述配重50包括配重導柱501、下座502、上安裝板503、配重塊504，兩個配重導柱501下端固定在下座502上，兩個配重導柱501上端的固定在上安裝板503上，下座502和上安裝板503分別固定在升降裝置5的立柱導軌55的下端和上端，配重塊504與穿套在兩個配重導柱501上，配重塊504上端設有吊環螺釘505，用于固定鋼絲繩54。[0045]如圖1、圖2、圖8所示，所述滑輪組52包括滑輪支架521、滑輪架522、滑輪523、輪軸524，兩個滑輪架522分別固定在滑輪支架521上方，滑輪523通過輪軸524裝配在滑輪架522上，鋼絲繩54繞在滑輪523上。
[0046]本發明通過上述的一種放置大中型平行光管的多自由度調整支撐裝置9，實現平行光管的平行光精確找準目標方法:
[0047](I)、實驗過程中，實驗人員設定好平行光的目標位置后，將平行光管6置于升降裝置5的平行光管支承平臺53上，通過底座I下方設有四個腳輪12，實驗人員可以方便的把上述的多自由度調整支撐裝置9推到大致的工作范圍，進行上述多自由度調整支撐裝置9的調整；
[0048](2)、首先，調整水平位置，手持水平滑動裝置2的第一手輪24上的第一手柄25轉動，帶動絲杠27轉動，使得絲杠軸座26沿著絲杠27水平移動，同時固定于絲杠27上方的水平滑臺21在水平導軌28上隨絲杠軸座26相應移動，水平滑臺21以上的臥式回轉裝置
3、立式回轉裝置4、升降裝置5也隨之移動，觀察平行光管6位置調整至目標位置的水平對應位置即可；
[0049](3)、其次，調整俯視平面上的旋轉，手持臥式回轉裝置3的第二手輪34上的第二手柄35轉動，帶動固定于水平滑臺21上方的臥式回轉臺31內部的第二渦桿(圖未視出)轉動，傳遞給第二渦輪(圖未視出)轉動，使得臥式回轉臺31在俯視平面上旋轉，設于臥式回轉臺31上方的立式回轉裝置4和升降裝置5會隨之轉動，平行光管6也會隨之轉動，調整至所需位置即可；
[0050](4)、再次，調整平行光管的俯仰，手持立式回轉裝置4的第三手輪44上的第三手柄45轉動，帶動固定于臥式回轉臺31上方的旋轉臺座42內部的第三渦桿(圖未視出)轉動，傳遞給第三渦輪(圖未視出)轉動，使得立式回轉臺41轉動，同時固定于立式回轉臺41上的升降裝置5也會隨之在豎直面上轉動，實現平行光管6的俯仰角度的調整，觀察平行光調整至所需位置即可；
[0051](5)最后，調整調整平行光管的位置高度，先粗調，后精調；
[0052]粗調，實驗人員松開兩個鎖緊螺釘51后，手持手把57，上下牽引，使升降微調機構56及夾持在光管平臺531上的平行光管6上下移動，觀察平行光管移動至目標位置的豎直方向的大致位置，并且擰緊兩個鎖緊螺釘51使其位置固定，然后精調；
[0053]精調，手持手把57轉動，帶動微調絲杠565轉動，同時微調絲杠565順著微調絲母564在豎直方向上移動，設于其上的光管平臺531也隨之移動。可以實現平行光管6上下位置的精確調整，觀察平行光調整至目標位置即可；
[0054]通過以上各自由度的調整，可使平行光管的平行光精確找準目標。
[0055]所述的第(2)步，水平滑臺21在水平導軌28的三角導軌281和方形導軌282上隨絲杠軸座26相應移動，在三角導軌281和方形導軌282上設有四個限位銷29，水平滑臺21的水平移動范圍被限制在兩個限位銷29之間。
[0056]所述的第(3)步，當固定在旋轉臺座42上的臥式回轉臺限位塊36碰觸到臥式限位柱37時，阻止臥式回轉臺31繼續轉動，是臥式回轉臺31在俯視平面上的旋轉極限位置。
[0057]所述的第(4)步，當立式回轉臺41轉動到一定角度時，立式回轉臺限位塊46底邊與臥式回轉臺31接觸，阻止立式回轉臺41繼續轉動，是立式回轉臺41極限位置，是限制平行光管6俯仰的極限角度。
[0058]所述的第(5)步，粗調過程中，當手持手把57，上下牽引到一定位置時，升降微調機構56與升降上限位柱553、升降下限位柱553接觸，阻止升降微調機構56及夾持在光管平臺531上的平行光管6上下移動，是升降的極限位置。
[0059]本發明提供的多自由度調整支撐裝置，克服了大型平行光管在標定、檢測及提供有限距離的目標過程中傳統裝調過程的復雜操作，該調整支撐裝置適用于大中型平行光管的多自由度調整，可以靈活地實現大中型平行光管線性運動、有限角度的旋轉以及俯仰的多自由度調整變化，尤其可以輕松實現豎直方向的大行程快速升降與精確找準，且該裝置易于拆裝與投送，方便移動。
【權利要求】
1.一種通過多自由度調整支撐裝置實現精確找準目標方法，其特征在于:本方法涉及的設備是多自由度調整支撐裝置，包括底座、水平滑動裝置、臥式回轉裝置、立式回轉裝置、升降裝置；水平滑動裝置固定在底座上，臥式回轉裝置的回轉臺座固定在水平滑動裝置的水平滑臺上，立式回轉裝置的旋轉臺座固定在臥式回轉裝置的臥式回轉臺上；升降裝置包括配重、滑輪組、平行光管支承平臺、鋼絲繩、立柱導軌、升降微調機構、手持手把、鎖緊螺釘，立柱導軌固定在立式回轉裝置的立式回轉臺上，滑輪組固定在立柱導軌的頂部，配重與升降微調機構分別設在在立柱導軌兩側，鋼絲繩繞在滑輪組上，一端固定在升降微調機構，另一端固定在配重上，平行光管支承平臺固定在升降微調機構上，手持手把和鎖緊螺釘固定在升降微調機構上，實現的步驟是: (1)、實驗過程中，實驗人員設定好平行光的目標位置后，將平行光管置于升降裝置的平行光管支承平臺上，通過底座下方設有四個腳輪，實驗人員可以方便的把上述的多自由度調整支撐裝置推到大致的工作范圍，進行多自由度調整支撐裝置的調整； (2)、首先，調整水平位置，通過水平滑動裝置使固定于水平滑臺上的臥式回轉裝置、立式回轉裝置、升降裝置進行水平之移動，觀察平行光管位置調整至目標位置的水平對應位置即可； (3)、其次，調整俯視平面上的旋轉，通過臥式回轉裝置使固定于臥式回轉臺上的立式回轉裝置和升降裝置會隨之轉動，平行光管也會隨之轉動，調整至所需位置即可； (4)、再次，調整平行光管的俯仰，通過立式回轉裝置使固定于立式回轉臺上的升降裝置也會隨之在豎直面上轉動，實現平行光管的俯仰角度的調整，觀察平行光調整至所需位置即可； (5)最后，調整調整平行光管的位置高度，先粗調，后精調； 粗調，實驗人員松開兩個鎖緊螺釘后，手持手把，上下牽引，使升降微調機構及夾持在光管平臺上的平行光管上下移動，觀察平行光管移動至目標位置的豎直方向的大致位置，并且擰緊兩個鎖緊螺釘使其位置固定，然后精調； 精調，手持手把轉動，帶動升降微調機構的微調絲杠轉動，同時微調絲杠順著微調絲母在豎直方向上移動，設于其上的光管平臺也隨之移動，可以實現平行光管上下位置的精確調整，觀察平行光調整至目標位置即可； 通過以上各自由度的調整，可使平行光管的平行光精確找準目標。
2.如權利要求1所述的一種通過多自由度調整支撐裝置實現精確找準目標方法，其特征在于:所述的第(2)步，水平滑臺在水平導軌的三角導軌和方形導軌上隨絲杠軸座相應移動，在三角導軌和方形導軌上設有四個限位銷，水平滑臺的水平移動范圍被限制在兩個限位銷之間。
3.如權利要求1所述的一種通過多自由度調整支撐裝置實現精確找準目標方法，其特征在于:所述的第(3)步，當固定在旋轉臺座上的臥式回轉臺限位塊碰觸到臥式限位柱時，阻止臥式回轉臺繼續轉動，是臥式回轉臺在俯視平面上的旋轉極限位置。
4.如權利要求1所述的一種通過多自由度調整支撐裝置實現精確找準目標方法，其特征在于:所述的第(4)步，當立式回轉臺轉動到一定角度時，立式回轉臺限位塊底邊與臥式回轉臺接觸，阻止立式回轉臺繼續轉動，是立式回轉臺極限位置，是限制平行光管俯仰的極限角度。
5.如權利要求1所述的一種通過多自由度調整支撐裝置實現精確找準目標方法，其特征在于:所述的第(5)步，粗調過程中，當手持手把57，上下牽引到一定位置時，升降微調機構56與升降上限位柱553、升降下限位柱553接觸，阻止升降微調機構56及夾持在光管平臺531上的 平行光管6上下移動，是升降的極限位置。
【文檔編號】G05D3/12GK104020788SQ201410272421
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年6月9日 優先權日:2014年4月25日
【發明者】陸春月, 馮琦, 資鵬, 王珂 申請人:中北大學