[发明专利]大口径反射镜的侧支撑衬垫精密调节定位装置

说明书

本发明涉及一种大口径反射镜的侧支撑衬垫精密调节定位装置，属于大口径自适应光学成像探测领域。解决大口径反射镜侧支撑衬垫的定位调整相对复杂，缺乏有效的定位调整方法的问题。该装置包括测量基准轴、靶球基座、测量基准轴预紧机构、旋转调整台、二维平移调整台、高度调整台、倾斜调整组件和俯仰调整组件等。本发明大口径反射镜的侧支撑衬垫精密调节定位装置结构紧凑，采用多个调整平台串联，调整自由度多；测量基准轴可放置2个高精度激光跟踪仪靶球基座，不仅可测空间点特征位置，还具备空间轴线的测量能力；具备基于运动学定位原理的定位接口以及测量轴预紧机构，重复定位精度高；适应性强，适用于大口径侧面外轮廓为圆形或椭圆形的反射镜。

技术领域

本发明属于大口径自适应光学成像探测领域，具体涉及一种大口径反射镜的侧支撑衬垫精密调节定位装置。

背景技术

大口径望远镜的成像取决于系统的衍射极限和观测环境的视宁度，衍射极限取决于望远镜系统各反射镜、透射镜组的镜面面形。而支撑结构的位置精度对望远镜反射镜的镜面面形具有很大的影响，因此必须对决定支撑点位置的支撑垫进行精密、可重复的定位。圆形反射镜各处曲率相同，支撑垫定位到准确的位置即可，而椭圆反射镜的不同支撑点曲率不同，支撑衬垫定位不仅需要确定其位置，还需保证支撑方向，因此需要在定位过程中调节更多的自由度。

目前，国内外的支撑衬垫的定位方法主要有两种，第一种是通过激光跟踪仪或其他位置测量设备对支撑衬垫的位置进行测量，并通过精密位移平台实现闭环的调整，调整至支撑衬垫达到理想位置，调整精度取决于位移平台和位置测量精度；第二种方法是采用掩模版，衬垫的位置通过精密数控加工的掩模板确定，这种方法具有很好的重复定位精度，但受机床尺寸限制对于大口径反射镜加工掩模板十分困难、造价昂贵，且不具备通用性。

两种方法相比，第一种方法成本更低，且具有更好的通用性和应用价值，在大口径望远镜底支撑衬垫的调整定位中已有广泛应用。由于底支撑安装在反射镜底面，支撑衬垫可视为平面内点特征，因此支撑点只需在平面内进行两维的调整定位，并只需测量内点的二维坐标值，调整方法和测量特征均较为简单。然而大口径反射镜侧支撑衬垫的定位调整相对更为复杂，通常需要调整支撑衬垫在空间中6个自由度，而且支撑衬垫位于侧面，轴线互不平行，有时需要对支撑衬垫的轴线进行定位，测量特征为空间中直线，目前缺乏有效的定位调整方法。

发明内容

为了解决现有技术中大口径反射镜侧支撑衬垫的定位调整相对复杂，缺乏有效的定位调整方法的技术问题，提供一种大口径反射镜的侧支撑衬垫精密调节定位装置。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案具体如下：

一种大口径反射镜的侧支撑衬垫精密调节定位装置，包括：测量基准轴、靶球基座、测量基准轴预紧机构、旋转调整台、二维平移调整台、高度调整台、倾斜调整组件、调整组件基板和俯仰调整组件；

其中，高度调整台作为底座，二维平移调整台通过螺钉联结在高度调整台上表面，旋转调整台安装在二维平移调整台上表面，调整组件基板安装在旋转调整台上表面，作为其他调整组件的基板；俯仰调整组件、倾斜调整组件和测量基准轴预紧机构安装在调整组件基板上；所述靶球基座通过锁紧环、深沟球轴承安装在测量基准轴上，锁紧环、深沟球轴承和测量基准轴三者轴线与测量基准轴轴线重合，三者整体通过测量基准轴预紧机构和相应接口定位安装在调整组件基板上。

在上述技术方案中，所述倾斜调整组件包括：倾斜调整基板，倾斜调整螺钉和倾斜调整轴夹；倾斜调整基板与倾斜调整螺钉相连；倾斜调整轴夹与倾斜调整螺钉之间为球/平面接口。

在上述技术方案中，所述测量基准轴预紧机构与测量基准轴间具有一个球/锥面接口，俯仰调整组件与测量基准轴间具有一个V型槽定位接口；测量基准轴与一个倾斜调整轴夹固连；倾斜调整轴夹与倾斜调整螺钉之间为球/平面接口，三组接口可实现对测量基准轴的高精度可重复运动学定位。