[发明专利]一种面向光学镜片的六自由度并联自动调偏系统及方法

权利要求书

1.一种面向光学镜片的六自由度并联自动调偏系统，其特征在于：该自动调偏系统实现了中心偏测量和镜片自动调整的一体化，不仅能够实现镜片中心偏的快速测量，而且基于中心偏的测量结果，提出了采用六自由度并联结构实现镜片调偏的自动调偏方法；本自动调偏系统在镜片装配过程中，提出了采用测量和调整交替进行的方式，每进行一次调偏，要重新测量一下中心偏以验证调偏结果是否能够满足要求，如果不满足精度要求，则需要重新拟合光轴再次调偏，直到精度达到要求为止，这样能够保证镜片的调偏精度符合要求；

其中，自动调偏系统主要由镜筒调整模块、中心偏测量模块和自动调偏模块组成；自动调偏系统能够实现中心偏测量和镜片调整的高度一体化；

其中，镜筒调整模块包括下气浮转台、四维调整台、镜筒夹持机构和千分表测量机构；千分表测量机构包括千分表运动平台，上千分表，下千分表；下气浮转台固定在设备工作台上，四维调整台固定在下气浮转台上，千分表测量机构固定在设备工作台上；下气浮转台具有中心通孔,通孔直径为通孔位于下气浮转台转轴处，以便让光束能够通过下气浮转台；

所述中心偏测量模块主要包括自准直仪调整机构、自准直仪和45°反射镜；自准直仪安装时通过调整自准直仪和45°反射镜的位姿，保证自准直仪光轴与系统基准轴同轴度；自动调偏模块主要包括z轴位移台、上气浮转台、六自由度并联机构、六自由度力传感器和气动吸附头；五个部分的连接方式为：z轴位移台竖直放置，并且其运动轴线与系统基准轴平行；上气浮转台通过一个转接板与z轴位移台固连，且要保证上气浮转台的转轴与系统基准轴的同轴度在以内；六自由度并联机构的底座与上气浮转台通过转接轴固连，六自由度并联机构为倒置放置，并且保证六自由度并联机构的z轴与系统基准轴的同轴度在以内；六自由度力传感器的一端与六自由度并联机构的工作面固连，并且保证六自由度力传感器的几何轴线与系统基准轴的同轴度在以内；气动吸附头的一端与六自由度力传感器固连，并且保证的气动吸附头的几何轴线与系统基准轴的同轴度在以内。

2.如权利要求1所述的一种面向光学镜片的六自由度并联自动调偏系统，其特征在于：规定自动调偏系统的基准轴为镜筒调整模块中下气浮转台的转轴；对于具有两个球面的单透镜，两个球心的连线为透镜的光轴；

下气浮转台的通孔直径的范围是到

3.如权利要求1所述的一种面向光学镜片的六自由度并联自动调偏系统，其特征在于：镜筒调整模块中的四维调整台包括两个直线位移台、一个调平台和一个镜筒卡具；两个直线位移台的运动轴线在空间互相垂直叠放，调平台固定在两个直线位移台上，镜筒卡具固定在调平台上；四维调整台中心有直径为的贯通通孔，以便让光束能够通过四维调整台，考虑到直线位移台移动过程中未打通孔的实体部分可能会阻碍光路，所以四维调整台的通孔要比下气浮转台的通孔大；

调平台主要包括工作板与下底板；工作板与下底板的旋转接触面为球面，调水平时球心处不会产生水平位移，这里的设计为球心距台面高h，如果下千分表正好距离台面h，即下千分表正好指向调平台接触球面的球心处，则调偏过程中，在下千分表高度处不会出现水平位移，这样在调整角度时就不会产生水平位移，实现了角度和偏移的分开调整，避免了原理上的误差；

千分表测量机构主要包括上千分表、下千分表、滑轨、x-y二维平移台；

上述四部分的连接方式为：上千分表和下千分表都通过螺钉锁紧在滑轨上，保证上千分表和下千分表的测量轴线处于同一竖直平面内；滑轨通过螺钉固定在x-y二维平移台上。

4.如权利要求3所述的一种面向光学镜片的六自由度并联自动调偏系统，其特征在于：

四维调整台的中心贯通通孔直径的范围是为便于手工调节，用标有刻度的细牙螺纹驱动调平台。

5.如权利要求3所述的一种面向光学镜片的六自由度并联自动调偏系统，其特征在于：下千分表距离台面h的范围是40mm到60mm。