本發明專利技術提出一種直角反射棱鏡棱脊高精度調平裝置及其調平方法，該裝置包括直角反射棱鏡組、轉接板、手調螺釘、水準泡組、磁性表座和具有鐵磁性的基座，其中直角反射棱鏡組由待調平的直角反射棱鏡以及用于固定該直角反射棱鏡的安裝框體組成；安裝框體經轉接板與磁性表座固定連接，轉接板具有一個水平面板，水準泡組固定安裝于該水平面板上表面，該水平面板下表面與磁性表座上表面相接，手調螺釘貫穿水平面板并抵接磁性表座上表面，磁性表座通過磁力與基座固定。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種調平裝置及其調平方法，具體針對直角反射棱鏡棱脊的快速、高精度調平操作。
技術介紹
在精密測試計量
，直角反射棱鏡通常作為相對轉動角度監測元件來使用。在安裝過程中，要求它的棱脊與轉動主軸相互垂直，如果不垂直，即存在棱脊不垂直度。一般情況下，轉動主軸為大地豎軸，棱脊的理想狀態為水平，因此，棱脊不垂直度，又稱為棱脊不水平度，簡稱棱脊不平度。當棱脊不平度不為零時，通過直角反射棱鏡獲取的相對轉動角度信息將不能正確地反映所監測儀器或設備的真實轉動角度。為了盡可能地減小因直角反射棱鏡棱脊不平帶來的測量誤差，在設計含有直角反射棱鏡的儀器或設備時，通常結構比較復雜，一方面需要有粗糙度不高于0.8的安裝或放置機械基準平面；另一方面，直角反射棱鏡組件中的直角反射棱鏡框要具備棱脊的方向調節功能(設計腰形孔或者研磨鏡框安裝基面)。除此之外，棱脊方向調整需配備的設備、工具多(自準直經緯儀一臺、升降架一個、大尺寸平面鏡一個、水準泡一個、鈑手或研磨平臺)。傳統方案檢測直角反射棱鏡的棱脊不平度，是根據自準直經緯儀平瞄與斜瞄直角反射棱鏡帶來的方位測角差，反推出棱脊的不平度值。斜瞄角小，測量誤差大，而增加斜瞄角的代價是自準直經緯儀的升降距離加大，直角反射棱鏡的寬度加寬，綜合考慮，一般斜瞄角取30°左右為宜。自準直經緯儀平瞄、斜瞄棱鏡過程中需配套專用的自準直經緯儀升降裝置，升降到位后，自準直經緯儀必須重新調平，將產生調平誤差，因為方位易發生變化，要借助于平面鏡作為方位基準，總的自準次數最少為4次，多次自準測量亦會產生測角誤差，導致該種測量方法的精度不超過20"，同時旋升升降裝置費時、費力。每監測一次棱脊狀態，自準直經緯儀要分別進行一次平瞄準、斜瞄準直角反射棱鏡、兩次瞄準平面鏡操作。對于腰形槽和研磨鏡框基面安裝方式，都存在調整時反復次數多，且存在使用過程中因振動帶來的棱脊變化的風險。同時，為了保證較大的安裝接觸面積，往往要求給直角反射棱鏡組件分配較大的物理空間，對于結構緊湊型儀器或設備無法實現。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提出，以解決現有技術無法實現對直角反射棱鏡棱脊快速、高精度調平，因而無法進行儀器或設備的相對轉動角度的正確監測的技術問題。本專利技術的技術解決方案是:一種直角反射棱鏡棱脊高精度調平裝置，包括直角反射棱鏡組、轉接板、手調螺釘、水準泡組、磁性表座和具有鐵磁性的基座，其中直角反射棱鏡組由待調平的直角反射棱鏡以及用于固定該直角反射棱鏡的安裝框體組成；安裝框體經轉接板與磁性表座固定連接，轉接板具有一個水平面板，所述水準泡組固定安裝于該水平面板上表面，該水平面板下表面與磁性表座上表面相接，所述手調螺釘貫穿水平面板并抵接磁性表座上表面，磁性表座通過磁力與所述基座固定。基于上述基本方案，該調平裝置進一步優化限定和改進如下:上述安裝框體包括直角反射棱鏡框、前壓板以及一對側壓板。其中的直角反射棱鏡框無需具備棱脊水平度調整結構，僅滿足直角反射棱鏡的空間形狀及尺寸，采用側壓和前壓的方式固定直角反射棱鏡。上述水準泡組包括水準泡以及用于調節水準泡水平指示狀態的調節螺釘。上述水準泡為長水泡，水準泡格值精度的三分之一小于直角反射棱鏡棱脊不平度調節精度與棱脊不平度檢測精度差值即可。上述調節螺釘的螺釘頭部具有撥針插入通孔。上述手調螺釘有兩個，設置于水平面板上直角反射棱鏡組的遠端位置。上述基座的材料為45鋼。該種鋼材具有鐵磁性，且質量重，放置在被監測儀器或設備上時穩定度高。直角反射棱鏡框、側壓板、前壓板及轉接板的材料為2A12，兼顧質量輕，硬度高的優點。基于以上所述調平裝置，本專利技術給出具體調平方法。該方法包括以下步驟:I)采用自準直經緯儀檢測直角反射棱鏡的棱脊不平度值α '，利用撥針工具旋轉調節螺釘，直至水準泡的水平狀態α就與直角反射棱鏡的棱脊不平度α '的差值滿足需求值α。'，即Is —+.1 X: **水準 1售值w S a9f標定完成；2)將標定后的直角反射棱鏡棱脊高精度調平裝置固聯在被監測儀器或設備上；3)觀察水準泡的水平指示狀態，不平時，通過用手調節手調螺釘，直至水準泡水平狀態α在三分之一水準泡格值內；4)此時，直角反射棱鏡滿足棱脊不平度的要求，能夠進行儀器或設備的相對轉動角度的正確監測。上述步驟2)調平裝置在與被監測儀器或設備固聯時，一種方法是通過基座直接平放在被監測儀器或設備上；另一種情況下，如果被監測儀器或設備上預留有材料為鐵磁性物質的安裝平面，調平裝置可以去掉其基座，通過其磁性表座吸附在被監測儀器或設備的安裝平面上。磁吸力足以保證安裝的牢固穩定狀態，同時又不影響手擰手調螺釘來改變棱脊狀態。本專利技術具有以下優點:應用本專利技術，直角反射棱鏡棱脊不平度僅需測量一次，不需要調整至絕對水平，將水準泡的水平狀態調整至與直角反射棱鏡的棱脊不平度一致即可。該直角反射棱鏡棱脊高精度調平裝置，運用了磁力吸附原理，直角反射棱鏡裝置能夠非常方便、快捷地放置或吸附在被監測儀器或設備的安裝平面上，手擰力通過螺紋傳動，方便改變直角反射棱鏡的棱脊水平狀態；同時，水準泡組與直角反射棱鏡組固聯這種巧妙的結構設計使水準泡的水平狀態能夠表征直角反射棱鏡棱脊的不平度情況，目前，水準泡的格值精度很高， 即可實現棱脊的高精度調平。附圖說明圖1為本專利技術的裝置示意圖；圖2為本專利技術的標定過程的原理示意圖。附圖標號說明:1 一本專利技術的調平裝置；2—直角反射棱鏡組；3 —直角反射棱鏡；4 一棱鏡框；5 —側壓板；6 —前壓板；7 —水準泡組；8 —水準泡；9 一調節螺釘；10 —磁性表座；11 一轉接板；12 —手調螺釘；13 —基座；14 一被監測儀器或設備；15 —被監測儀器或設備鐵磁性基面；16 -自準直儀；17 —斜方棱鏡零位狀態；18 —斜方棱鏡-22.5°狀態；19 一斜方棱鏡+22.5°狀態。具體實施例方式如圖1所示，本專利技術的調平裝置中，直角反射棱鏡組2、水準泡組7及磁性表座10通過轉接板11固聯在一起，用手調節手調螺釘12，通過螺紋傳動，可以改變直角反射棱鏡3的棱脊水平狀態；用撥針旋轉調節螺釘9，可以改變水準泡8的水平指示狀態；磁性表座10通過開關旋鈕，具有消磁和勵磁兩種狀態，勵磁狀態下，可以吸附在鐵磁性物質基座13上。本專利技術的直角反射棱鏡棱脊的快速、高精度調平方法，包括以下步驟:I)如圖2所示，本專利技術在調平過程中，使用了單次測量誤差為0.2"的自準直經緯儀16，棱脊不平度檢測儀中的核心元件為斜方棱鏡17。標定過程中可采用申請人自研棱脊不平度檢測儀(可參見中國專利ZL200910020843.7《一種直角反射棱鏡法平面鉛垂度檢測方法及其裝置》)，棱脊不平度測量精度高，可以控制在8 "以內，同時具有測量原理簡單，操作容易等優點。將直角反射棱鏡裝置I通過基座13放置在標定平臺上，斜方棱鏡17位于鉛垂狀態時，首先自準直經緯儀16對直角反射棱鏡3進行瞄準，記錄瞄準示值α，χ ;斜方棱鏡17逆時針旋轉22.5°，位于狀態18時，光線經折射至直角反射棱鏡3，自準直儀16對直角反射棱鏡3進行瞄準，并記錄瞄準示值α，2 ;斜方棱鏡17在水平面內旋轉180°，由狀態18至狀態19時，自準直儀16再對直角反射棱鏡3進行瞄準，并記錄瞄準示值α ' 3 ;對三次測量值按照式(I)本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種直角反射棱鏡棱脊高精度調平裝置，其特征在于：包括直角反射棱鏡組、轉接板、手調螺釘、水準泡組、磁性表座和具有鐵磁性的基座，其中直角反射棱鏡組由待調平的直角反射棱鏡以及用于固定該直角反射棱鏡的安裝框體組成；安裝框體經轉接板與磁性表座固定連接，轉接板具有一個水平面板，所述水準泡組固定安裝于該水平面板上表面，該水平面板下表面與磁性表座上表面相接，所述手調螺釘貫穿水平面板并抵接磁性表座上表面，磁性表座通過磁力與所述基座固定。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：白建明，趙軍麗，吳易明，姚震，尹遜龍，
申請(專利權)人：中國科學院西安光學精密機械研究所，
類型：發明
國別省市：
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