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专利号: 2019102657877
申请人: 辽宁科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-08-04
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种5自由度激光准直微调装置,其特征在于,包括单向初调机构、2自由度转动调节机构及2自由度轴向微调机构;所述单向初调机构中设x向移动微分头、移动平台及弹簧复位机构,移动平台能够在x向移动微分头的作用下沿x轴方向移动,并由弹簧复位机构复位;

所述2自由度转动调节机构中设大动板、y轴旋转顶丝及z轴旋转顶丝,大动板通过支架设置在移动平台上,大动板通过弹簧支撑机构与支架弹性连接,在y轴旋转顶丝的作用下大动板能够绕y轴方向转动,在z轴旋转顶丝的作用下大动板能够绕z轴方向转动,弹簧支撑机构同时用于大动板复位;所述2自由度轴向微调机构中设小动板、y向移动微分头及z向移动微分头,小动板通过弹簧悬吊机构悬吊在大动板的中心孔内,在y向移动微分头的作用下小动板能够沿y轴方向移动,在z向移动微分头的作用下小动板能够沿z轴方向移动;弹簧悬吊机构同时用于小动板复位;小动板的中部设激光准直器安装孔。

2.根据权利要求1所述的一种5自由度激光准直微调装置,其特征在于,所述单向初调机构由底座、移动平台、x向移动微分头及弹簧复位机构组成,底座顶部设滑轨,底座一端与滑轨平行地设有x向移动微分头,移动平台底部设滑槽与滑轨配合滑动,在与x向移动微分头相对一端的底座与移动平台之间设弹簧复位机构,弹簧复位机构由1至多个复位弹簧组成。

3.根据权利要求1所述的一种5自由度激光准直微调装置,其特征在于,所述支架为L形支架,其底板与移动平台通过螺钉连接,立板垂直于x轴方向设置,立板中部对应激光准直器安装孔的位置设通孔。

4.根据权利要求1所述的一种5自由度激光准直微调装置,其特征在于,所述2自由度转动调节机构由大动板、y轴旋转顶丝、z轴旋转顶丝、支撑头及弹簧支撑机构组成;大动板是立面为正方形的板状体,与支架的立板平行设置;大动板中部在靠近支架一侧开设通孔,另一侧开设小动板安装孔;大动板的底部一端设支撑头,另一端设y轴旋转顶丝,支撑头上方的大动板顶部设z轴旋转顶丝,支撑头、z轴旋转顶丝、y轴旋转顶丝分别穿过大动板后垂直顶紧在支架立面上,且支撑头与z轴旋转顶丝轴线的连线平行于z轴方向,支撑头与y轴旋转顶丝轴线的连线平行于y轴方向;所述弹簧支撑机构由多个支撑弹簧及弹簧连杆组成,在支撑头与z轴旋转顶丝之间并且在两者轴线的连线上设有数个支撑弹簧,在支撑头与y轴旋转顶丝之间并且在两者轴线的连线上设有数个支撑弹簧,支撑弹簧的两端套在弹簧连杆上,弹簧连杆分别卡设在大动板或支架上开设的安装孔中。

5.根据权利要求1或4所述的一种5自由度激光准直微调装置,其特征在于,所述支撑头、z轴旋转顶丝、y轴旋转顶丝的头部端面为球面。

6.根据权利要求1所述的一种5自由度激光准直微调装置,其特征在于,所述2自由度轴向微调机构由小动板、y向移动微分头、z向移动微分头及弹簧悬吊机构组成;小动板置于大动板上的小动板安装孔中,大动板在对应小动板安装孔一侧的立面上开设弹簧安装槽,弹簧悬吊机构由至少3个悬吊弹簧组成,悬吊弹簧分别置于弹簧安装槽中,两端分别与大动板、小动板固定连接;沿小动板上激光准直器安装孔的竖直轴线方向,小动板的上方设y向移动微分头,y向移动微分头穿过大动板后垂直顶紧在小动板的水平平面上;沿小动板上激光准直器安装孔的水平轴线方向,小动板的一侧设z向移动微分头,z向移动微分头穿过大动板后垂直顶紧在小动板的竖直平面上。

7.根据权利要求1所述的一种5自由度激光准直微调装置,其特征在于,所述小动板的外侧还设有盖板,盖板与大动板固定连接并对小动板起封挡作用,盖板的中部设操作孔,操作孔的直径大于小动板上激光准直器安装孔的直径,在激光准直器安装孔与操作孔之间的小动板上设有多个调节螺钉孔,调节螺钉穿过小动板上的调节螺钉孔后顶紧在大动板的外立面上。

8.根据权利要求7所述的一种5自由度激光准直微调装置,其特征在于,所述调节螺钉的头部端面为球面。

9.如权利要求1所述的一种5自由度激光准直微调装置的调节方法,其特征在于,包括如下步骤:

1)进行x向大位移平动调节;通过旋合固定在底座一端的x向移动微分头,推动移动平台沿底座上的滑轨移动,通过滑轨另一端设置的复位弹簧复位,实现对激光准直器沿x向大位移平动调节;

2)进行y轴、z轴方向的2自由度转动调节;大动板与支架活动连接,通过支撑弹簧的拉力,以及y轴旋转顶丝、z轴旋转顶丝及支撑头的推力作用,使大动板相对于支架保持初始的稳定状态;在支撑头和y轴旋转顶丝的定位作用下,旋合z轴旋转顶丝时将会带动大动板绕着y轴旋转顶丝与支撑头轴线连线方向转动,从而实现大动板绕z轴方向的转动调节;同理,旋合y轴旋转顶丝时将会带动大动板绕着z轴旋转顶丝与支撑头轴线连线方向转动,从而实现大动板绕y轴方向的转动;2自由度转动调节均通过支撑弹簧复位;

3)进行y轴、z轴方向的2自由度微量调节;小动板通过弹簧悬吊机构与大动板活动连接,进行步骤1)和步骤2)的调节时,小动板随之移动和转动;旋合大动板上的z向移动微分头和y向移动微分头,分别推动小动板沿着y轴方向和z轴方向小位移移动,实现对激光准直器位置的微调,并由悬吊弹簧实现复位;

4)由于大动板与支架之间、小动板与大动板之间均为活动连接,当激光准直器嵌入小动板上的激光准直器安装孔开始工作时,激光准直器的重力和布线操作对小动板的姿态形成扰动;激光准直器布线后,在不拆卸盖板的情况下,通过调节螺钉调节小动板与盖板的x向间隙,实现小动板活动灵敏度的调节,也可以锁死小动板。