1.本发明涉及透射式望远系统,具体涉及一种透射式望远系统的装调装置和方法。
背景技术:
2.望远系统在航天航空光学仪器中的主要用作观察无限远处的目标,其特点是平行光入射,平行光出射。在同轴透射式望远系统装调过程中,入射光和出射光的平行性和同心性是首先保证系统像质以及功能的重要指标参数。如何保证出射光和入射光的平行性和同心性是装调人员关注所在。透射式望远系统中包含两个折轴镜,在两个折轴镜的装调过程中可以进行联调也可以进行单独调试,方案的选择也会在一定程度上造成装调指标和装调时间的差异性,但现有技术中,无论哪种装调过程,都存在因两个折轴镜包含的自由度较多,造成装调费时费力,且装调精度较低的问题。
技术实现要素:
3.本发明的目的是提供一种透射式望远系统的装调装置和方法,以解决因两个折轴镜包含的自由度较多,造成透射式望远系统的装调费时费力,且装调精度较低的技术问题。
4.为了达到上述目的,本发明提供了一种透射式望远系统的装调装置,所述透射式望远系统包括望远壳体;所述望远壳体上设有用于安装两片望远透镜的进光口、用于安装目镜的出光口、用于安装第一折轴镜的第一安装口以及用于安装第二折轴镜的第二安装口;所述进光口的轴线与第一安装口的轴线位于同一直线上;所述出光口的轴线与第二安装口的轴线位于同一直线上;所述进光口的轴线与出光口的轴线垂直且位于同一平面上;
5.其特殊之处在于:包括安装组件、多维度调整机构、进光口分划板、出光口分划板、第一经纬仪以及第二经纬仪;
6.所述安装组件设置在多维度调整机构的上端,用于安装所述望远壳体;
7.所述多维度调整机构用于调整安装组件的姿态,进而调整所述望远壳体的姿态;
8.所述第一经纬仪与进光口或第二安装口对应设置;
9.所述第二经纬仪与出光口对应设置;
10.所述进光口分划板用于安装在所述进光口处,以配合第一经纬仪;
11.所述出光口分划板用于安装在所述出光口处,以配合第二经纬仪。
12.进一步地,所述安装组件包括横板和竖板;
13.所述横板与多维度调整机构固连;
14.所述竖板安装在横板上方,且与横板垂直连接;所述竖板中部设有通光孔;所述竖板一侧绕所述通光孔设有其端面与望远壳体出光口处的法兰端面相匹配的凸环;所述凸环上设有贯穿竖板两侧的螺纹孔,用于与望远壳体的出光口处的法兰连接。
15.进一步地,还包括进光口分划板工装和出光口分划板工装;
16.所述进光口分划板工装为圆环状,其外径与望远壳体的进光口内径匹配,其内壁用于安装进光口分划板;
17.所述出光口分划板工装包括通光筒和安装环;
18.所述通光筒的外径与望远壳体的出光口内径匹配,使得所述通光筒一端能够从出光口伸入望远壳体;
19.所述通光筒靠近一端端部的外壁上设有连接环,用于与望远壳体的出光口同轴连接;所述通光筒的另一端端面处同轴安装环形连接板;
20.所述安装环通过连接板与通光筒同轴连接,所述安装环内壁用于安装出光口分划板。
21.进一步地,所述多维度调整机构包括由下至上依次设置的升降架、第一三维调整架和第二三维调整架;
22.所述第一三维调整架和第二三维调整架相互垂直;
23.所述安装组件设置在第二三维调整架上端。
24.进一步地,还包括第一二维调整台和第二二维调整台;
25.所述第一经纬仪设置在第一二维调整台的作用端;
26.所述第二经纬仪设置在第二二维调整台的作用端。
27.进一步地,所述出光口分划板工装为一体化成型工装。
28.进一步地,还包括光学平台;
29.所述升降架安装在光学平台上;
30.所述第一二维调整台和第二二维调整台分别设置在光学平台的两侧。
31.同时,本发明还提供了一种透射式望远系统的装调方法,其特殊之处在于,包括以下步骤:
32.步骤1、确定两片望远透镜的光学间隔;
33.步骤2、将望远壳体通过安装组件安装在多维度调整机构上;通过所述安装组件将望远壳体安装在多维度调整机构上;在所述望远壳体的进光口和出光口处分别安装进光口分划板和出光口分划板;
34.步骤3、调平第一经纬仪和第二经纬仪,使其分别与大地水平;
35.步骤4、调整多维度调整机构,使得第一经纬仪对进光口分划板进行自准穿心,同时使得第二经纬仪对出光口分划板进行自准穿心,则进光口分划板和出光口分划板确定的光轴为装调基准;
36.步骤5、将第一折轴镜安装至第一安装口处,进光口处的入射光被第一折轴镜反射并从第二安装口出射,将第一经纬仪移至该出射的光线上;
37.步骤6、第一经纬仪发射光束,根据步骤4确定的装调基准调整第一折轴镜的姿态,直至进光口分划板的像落在第一经纬仪的十字中心;
38.步骤7、在第二安装口处安装第二折轴镜,第二经纬仪发射光束,根据步骤4确定的装调基准调整第二折轴镜的姿态,直至出光口分划板的像和进光口分划板的像重合并落在第二经纬仪的十字中心;
39.步骤8、拆除进光口分划板和出光口分划板,以步骤1确定的光学间隔在望远壳体的进光口内安装两片望远透镜,并搭建透射式望远系统的检测光路;
40.步骤9、根据所述检测光路在望远壳体的出光口处安装目镜,调整目镜的空间姿态,使得整个望远系统的波像差满足预设指标。
41.本发明的有益效果:
42.1、本发明提供一种透射式望远系统的装调装置和方法,通过先建立装调基准,之后根据装调基准逐个集成第一折轴镜和第二折轴镜,不但简化了第一折轴镜、第二折轴镜、望远透镜以及目镜的装调步骤,节省了装调时间,且由于从始至终具有唯一的装调基准,因而各个镜子的装调精度更高。
43.2、本发明在整个装调过程中利用分化板工装和两个经纬仪集成整个复杂的光学系统,具有装调设备简单、可靠性高的优点。
44.3、本发明利用安装组件来固定望远壳体,使望远壳体相对固定,优化了装调过程,使得整个装调操作简便、可操作空间大。
45.4、本发明设置了包括通光筒和安装环的出光口分划板工装,使其整体呈“工”字型,便于安装更大的出光口分划板。
附图说明
46.图1是透射式望远系统的结构示意图;
47.图2是本发明一种透射式望远系统的装调装置实施例的结构示意图;
48.图3是本发明实施例中安装组件的结构示意图;
49.图4是本发明实施例中安装组件和多维度调整机构的结构示意图;
50.图5是本发明实施例中进光口分划板工装的结构示意图;
51.图6是本发明实施例中出光口分划板工装的结构示意图。
52.附图标号:
53.1-望远壳体,11-进光口,12-出光口,13-第一安装口,14-第二安装口,2-望远透镜,3-目镜,4-第一折轴镜,5-第二折轴镜,6-安装组件,61-横板,62-竖板,63-通光孔,64-凸环;7-多维度调整机构,71-升降架,72-第一三维调整架,73-第二三维调整架,8-第一经纬仪,9-第二经纬仪,10-进光口分划板工装,21-出光口分划板工装,211-通光筒,212-安装环,213-连接环,214-连接板,22-第一二维调整台,23-第二二维调整台,24-光学平台。
具体实施方式
54.下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
55.在描述本发明的装调装置之前,首先需要对装调的对象,即透射式望远系统进行详细描述,如图1所示,透射式望远系统包括望远壳体1;望远壳体1上设有用于安装两片望远透镜2的进光口11、用于安装目镜3的出光口12、用于安装第一折轴镜4的第一安装口13以及用于安装第二折轴镜5的第二安装口14;进光口11的轴线与第一安装口13的轴线位于同一直线上;出光口12的轴线与第二安装口14的轴线位于同一直线上;进光口11的轴线与出光口12的轴线垂直且位于同一平面上。
56.下面再描述用于调装上述透射式望远系统的透射式望远系统的装调装置,如图2所示,该调试装置包括安装组件6、多维度调整机构7、进光口分划板、出光口分划板、第一经
纬仪8、第二经纬仪9、进光口分划板工装10、出光口分划板工装21、第一二维调整台22、第二二维调整台23和光学平台24;
57.其中,安装组件6用于安装望远壳体1;具体的,如图3所示,安装组件6包括均采用铝板制成的横板61和竖板62;横板61与多维度调整机构7固连;竖板62安装在横板61上方,且与横板61垂直连接;竖板62中部设有通光孔63;竖板62一侧绕通光孔63设有其端面与望远壳体1出光口12处的法兰端面相匹配的凸环64;凸环64上设有贯穿竖板两侧的螺纹孔,用于与望远壳体1的出光口12处的法兰连接。该凸环64加工完成后需要对凸台进行精磨。
58.多维度调整机构7用于调整安装组件6的姿态,进而调整望远壳体1的姿态;具体的,如图4所示,多维度调整机构7包括由下至上依次设置的升降架71、第一三维调整架72和第二三维调整架73;第一三维调整架72和第二三维调整架73相互垂直;横板61固连在第二三维调整架73上端。升降架71安装在光学平台24上。
59.第一二维调整台22和第二二维调整台23分别设置在光学平台24的两侧。第一经纬仪8设置在第一二维调整台22的作用端;第一经纬仪8与进光口11或第二安装口14对应设置;第二经纬仪9设置在第二二维调整台23的作用端,第二经纬仪9与出光口12对应设置。
60.进光口分划板用于安装在进光口11处,以配合第一经纬仪8;出光口分划板用于安装在出光口12处,以配合第二经纬仪9。
61.如图5所示,进光口分划板工装10为圆环状,其外径与望远壳体1的进光口12内径匹配,其内壁用于安装进光口分划板。
62.由于望远壳体1的出光口机械孔较小,因此设置了工字型的出光口分划板工装21用于安装较大的出光口分划板,具体的,如图6所示,出光口分划板工装21为一体化成型工装,具体包括通光筒211和安装环212;通光筒211的外径与望远壳体1的出光口12内径匹配,使得通光筒211一端能够从出光口12伸入望远壳体1;通光筒211的靠近一端的外壁上设有连接环213,用于与望远壳体1的出光口12同轴连接;通光筒211的另一端端面处同轴安装环形连接板214;安装环212通过连接板214与通光筒211同轴连接,安装环212内壁用于安装出光口分划板。
63.对于望远光学系统实质上是将机械件的机械轴以及实际光轴装调集成的过程。故在装调过程中首先要确定望远系统的姿态并建立绝对基准然后再进行光学元件的集成。具体采用上述的透射式望远系统的装调装置进行装调的方法步骤如下:
64.步骤1、确定两片望远透镜2的光学间隔;
65.步骤2、将升降架71固定在光学平台24上,在升降架71上依次用螺钉连接第一三维调整架72和第二三维调整架73;将安装组件6中的横板61固定在第二三维调整架73上,再将望远壳体1的出光口12与竖板62上的凸环64法兰连接,从而将望远壳体1通过安装组件6安装在多维度调整机构7上;在望远壳体1的进光口11和出光口12处分别安装进光口分划板和出光口分划板;
66.步骤3、在第一二维调整台22和第二二维调整台23上分别设置第一经纬仪8和第二经纬仪9,调平第一经纬仪8和第二经纬仪9,使其分别与大地水平;
67.步骤4、调整多维度调整机构7以及第一二维调整台22和第二二维调整台23,使第一经纬仪8对进光口分划板进行自准穿心,同时使第二经纬仪9对出光口分划板进行自准穿心,则进光口分划板和出光口分划板确定的光轴为装调基准;记录两个第一经纬仪8和第二
经纬仪9的角度差,即为该望远系统机械件轴系精度;
68.步骤5、将第一折轴镜4安装至第一安装口13处,进光口11处的入射光被第一折轴镜4反射并从第二安装口14出射,将第一经纬仪8移至该出射的光线上;
69.步骤6、第一经纬仪8发射光束,根据步骤4确定的装调基准调整第一折轴镜4的姿态,直至进光口分划板的像落在第一经纬仪8的十字中心;
70.步骤7、在第二安装口14处安装第二折轴镜5,第二经纬仪9发射光束,根据步骤4确定的装调基准调整第二折轴镜5的姿态,直至出光口分划板的像和进光口分划板的像重合并落在第二经纬仪9的十字中心;
71.步骤8、拆除进光口分划板和出光口分划板,以步骤1确定的光学间隔在望远壳体1的进光口11内安装两片望远透镜2,并搭建透射式望远系统的检测光路;
72.步骤9、根据检测光路在望远壳体1的出光口12处安装目镜3,调整目镜3的空间姿态,使得整个望远系统的波像差满足预设指标。
73.本方法适用于以折轴镜折转光路为结构的望远系统,在装调过程能够快速的完成望远系统的调试,节约了装调时间,提高工作效率且实现装调技术指标较高。
74.以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何在本发明披露的技术范围内的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。