一种边缘传感器的安装调节机构

1.本发明涉及拼接镜面边缘传感器安装技术领域，尤其涉及一种边缘传感器的安装调节机构。


背景技术：

2.随着天文探测的不断发展，望远镜的口径越来越大，拼接镜面技术为大口径光学望远镜的建造提供了可能，且随着主动光学、自适应光学等技术的发展，拼接镜面技术现已成为大口径望远镜主镜设计的重要途径。主动光学技术的基本思想是实时监测望远镜拼接镜的位姿和面形，并对其实时校正，使望远镜镜面始终保持理想的共相状态，而这种信息的采集主要是由边缘传感器来完成的。边缘传感器技术是拼接镜面主动光学的关键技术之一，是拼接镜面保持共相状态的关键。
3.目前，大型拼接望远镜的边缘传感器都是通过粘接方式直接固定在相邻子镜边缘，初始安装时需严格保证传感器的定位精度。但这种状态会在子镜更换或镀膜时被打破，传感器有时会被强制拆下，极易破坏拼接子镜的安装表面，影响边缘传感器再次安装时的精度。此外，目前应用的边缘传感器均为电学传感器，并以电容式传感器居多，由于电学传感器自身的时漂和温漂性质，都需要定期都对传感器的初始位置进行标定和校准，这就需要传感器的安装机构具备可调节位姿的能力。
4.然而，在现有技术中，边缘传感器的安装结构无论是水平式还是垂直式都用垫块来微调和校准，这种方法虽能调节传感器两极板的间距，但却无法调节两极板间的倾角，而且实际应用时，传感器系统的精度还受制于加工和装配情况。此外，这种边缘传感器安装体积结构较为复杂、空间体积大，在中小型子镜拼接时会存在布局干涉的问题。
5.因此，基于上述问题，如何提供一种结构紧凑、操作简易、便捷，高精度的一种边缘传感器的安装调节机构，成为了本领域技术人员亟待解决的重要技术问题。


技术实现要素：

6.本发明的目的是克服现有技术存在的缺陷，提供一种边缘传感器的安装调节机构，能够确保边缘传感器的安装精度，相较已有的安装调节装置，该调节机构不仅具备调节传感器两极板间距和倾角能力，而且结构紧凑、操作简洁高效，可大幅降低对子镜与边缘传感器安装表面的加工需求。
7.为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
8.本发明公开的一种边缘传感器的安装调节机构，包括：
9.装设在第一子镜和第二子镜下方的轴和测量臂；
10.所述轴顶端通过第一铟钢块与所述第一子镜固定连接，所述测量臂一端套接于所述轴上，另一端以悬臂的形式朝向第二子镜延伸，所述第二子镜下部通过第二铟钢块固连有传感器；
11.其中，所述轴位于所述测量臂两侧均套装有调节块，所述调节块通过倾斜于水平
面的切面与所述测量臂接触，以便扭转两个所述调节块使所述测量臂与水平面形成倾斜夹角。
12.进一步的，所述调节块的构造为圆柱体结构，其一端形成有倾斜向下延伸的所述切面，其中，两个所述调节块的所述切面相对夹持所述测量臂、并产生旋转位移时，以使所述测量臂在
±
α角范围内摆动。
13.进一步的，所述轴顶端螺纹连接有用于驱动所述测量臂和所述调节块沿轴位移的第一紧固件，从而调整所述测量臂与所述第二子镜之间的间距。
14.进一步的，所述轴底端套装有弹性部件，通过所述弹性部件使所述测量臂与所述调节块、所述调节块与所述第一紧固件之间相抵接触。
15.进一步的，所述弹性部件包括套设在所述轴上的弹簧和布设在所述弹簧两端的垫圈，所述弹簧为压缩弹簧，所述压缩弹簧端部与所述垫圈相抵接触。
16.进一步的，所述轴位于所述弹性部件下部螺纹连接有用于承托所述弹性部件的第二紧固件。
17.进一步的，所述第二紧固件为蝶形螺母。
18.进一步的，所述第一紧固件为细牙螺母。
19.在上述技术方案中，本发明提供的一种边缘传感器的安装调节机构，有益效果：
20.本发明设计的边缘传感器的安装调节机构，首先，其设置的测量臂一端套接于轴上，另一端以悬臂的形式朝向第二子镜延伸，且轴位于测量臂两侧均套装有调节块，调节块通过倾斜于水平面的切面与测量臂接触，调节时，扭转两个调节块使测量臂与水平面形成倾斜夹角，使测量臂与传感器平行，实现传感器倾角的校准；
21.其次，轴顶端螺纹连接有细牙螺母，通过控制细牙螺母与铟钢块的距离来实现的传感器和测量臂间距的校准；
22.另外，轴底端依次布设有弹性部件和蝶形螺母，弹性部件包括弹簧和垫圈，蝶形螺母便于手动旋，调节方便，同时，调节细牙螺母实现传感器和测量臂间的间距的调整后，通过压缩弹簧、蝶形螺母能够实现这种状态的保持；
23.该边缘传感器的安装调节机构与现有结构相比，其利用调节块切面调整的方式代替现有技术中垫块固定倾角的方式，可避免因加工制造误差引起的传感器与测量臂不平行问题，降低系统的检测误差，同时也可在一定程度上，降低对零件表面的加工制造要求；此外，本发明利用细牙螺母自锁取代已有现有技术中的垫块，在实现与之相同功能的前提下，大幅降低了结构的复杂度，使结构更紧凑，操作更简易，方便。
附图说明
24.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
25.图1是本发明公开的一种边缘传感器的安装调节机构整体调节状态原理示意图；
26.图2是本发明公开的一种边缘传感器的安装调节机构的结构示意图；
27.图3是本发明公开的一种边缘传感器的安装调节机构测量臂调节状态示意图。
28.附图标记说明：
29.1、轴；2、第一铟钢块；3、传感器；4、第二铟钢块；5、细牙螺母；6、调节块；7、测量臂；8、垫圈；9、弹簧；10、蝶形螺母；
30.100、第一子镜；
31.200、第二子镜。
具体实施方式
32.为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。
33.参见图1、2所示；
34.发明一种边缘传感器的安装调节机构，包括：装设在第一子镜100和第二子镜200下方的轴1和测量臂7；
35.轴1顶端通过第一铟钢块2与第一子镜100固定连接，具体的，第一铟钢块2通过粘接工艺与第一子镜100固定连接，轴1具有细牙外螺纹，通过外螺纹与第一铟钢块2下表面开设有螺纹孔螺纹连接；
36.测量臂7一端套接于轴1上，另一端以悬臂的形式朝向第二子镜200延伸，通过测量臂7与轴1配合，从而使该安装调节机构以轴1为中心形成调节端、以测量臂7末端形成固定端，在固定端，第二子镜200下部通过第二铟钢块4固连有传感器3，传感器3和第二铟钢块4之间可以采用现有技术中螺钉连接的形式固定连接；
37.其中，轴1位于测量臂7两侧均套装有调节块6，调节块6通过倾斜于水平面的切面与测量臂7接触，以便扭转两个调节块6使测量臂7与水平面形成倾斜夹角。
38.优选的，调节块6的构造为圆柱体结构，其一端形成有倾斜向下延伸的切面，其中，两个调节块6的切面相对夹持测量臂7、并产生旋转位移时，以使测量臂7在
±
α角范围内摆动。
39.其中，调节块6的切面与水平面的切角α应略大于传感器3与水平面的夹角θ，确保在调节过程中，测量臂7可以与传感器3平行，固定端中铟钢块2的高度取决于左侧调节端铟钢块4、第一紧固件、调节块6紧密连接时的高度。
40.倘若两个切角均为α的斜切圆柱调节块5，如图3所示放置时，当两个调节块5围绕轴1存在一定的相对转动时，测量臂7与水平面的夹角在
±
α
°
角范围内变动，当夹角大于θ角时，即可实现使测量臂7平行于传感器3。但这种变化也会引起测量臂7高度的变化，为了使传感器3和测量臂7间的间距可控，优选的，轴1顶端螺纹连接有用于驱动测量臂7和调节块6沿轴1位移的第一紧固件，该第一紧固件为细牙螺母5，通过旋转细牙螺母5，细牙螺母5向下位移，从而调整测量臂7与第二子镜200之间的间距。也就是说，如图1所示，在铟钢块4和调节块6中间安装一个细牙螺母5，借助高精度标尺调节细牙螺母5来实现传感器3和测量臂7间的间距的调整；
41.优选的，轴1底端还套装有弹性部件，通过弹性部件使测量臂7与调节块6、调节块6与细牙螺母5之间相抵接触。该弹性部件包括套设在轴1上的弹簧9和布设在弹簧9两端的垫圈8，弹簧9为压缩弹簧，压缩弹簧端部与垫圈8相抵接触。
42.优选的，轴1位于弹性部件下部螺纹连接有用于承托弹性部件的第二紧固件，该第二紧固件为蝶形螺母10，便于手动旋转蝶形螺母10，调节方便，同时，调节细牙螺母5来实现
传感器3和测量臂7间的间距的调整后，并通过压缩弹簧9、蝶形螺母10来实现这种状态的保持。
43.在上述技术方案中，本发明提供的一种边缘传感器的安装调节机构，工作原理：
44.参见图1所示，第二铟钢块4、细牙螺母5、调节块6、测量臂7、垫圈8、弹簧9、蝶形螺母10按照顺序依次装设在轴1上；
45.首先，通过旋转调节块6使测量臂7与传感器3平行，实现传感器3倾角的校准，值得注意的是在这个过程中，传感器3和测量臂7间的间距和倾角都会发生改变，然后，通过控制细牙螺母5与铟钢块4的距离来实现的传感器3和测量臂7间距的校准。
46.有益效果，本发明设计的边缘传感器的安装调节机构，首先，其设置的测量臂7一端套接于轴1上，另一端以悬臂的形式朝向第二子镜200延伸，且轴1位于测量臂7两侧均套装有调节块6，调节块6通过倾斜于水平面的切面与测量臂7接触，调节时，扭转两个调节块6使测量臂7与水平面形成倾斜夹角，使测量臂7与传感器3平行，实现传感器3倾角的校准；
47.其次，轴1顶端螺纹连接有第一紧固件，该第一紧固件为细牙螺母5，通过控制细牙螺母5与第二铟钢块4的距离来实现的传感器3和测量臂7间距的校准；
48.另外，轴1底端依次布设有垫圈8、弹簧9、垫圈8和蝶形螺母10，通过蝶形螺母10，便于手动旋，调节方便，同时，调节细牙螺母5实现传感器和测量臂间的间距的调整后，通过压缩弹簧9、蝶形螺母10能够实现这种状态的保持；
49.该边缘传感器的安装调节机构与现有结构相比，其利用调节块切面调整的方式代替现有技术中垫块固定倾角的方式，可避免因加工制造误差引起的传感器与测量臂不平行问题，降低系统的检测误差，同时也可在一定程度上，降低对零件表面的加工制造要求；此外，本发明利用第一紧固件自锁取代已有现有技术中的垫块，在实现与之相同功能的前提下，大幅降低了结构的复杂度，使结构更紧凑，操作更简易，方便。
50.以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。

技术特征：
1.一种边缘传感器的安装调节机构，其特征在于，包括：装设在第一子镜(100)和第二子镜(200)下方的轴(1)和测量臂(7)；所述轴(1)顶端通过第一铟钢块(2)与所述第一子镜(100)固定连接，所述测量臂(7)一端套接于所述轴(1)上，另一端以悬臂的形式朝向第二子镜(200)延伸，所述第二子镜(200)下部通过第二铟钢块(4)固连有传感器(3)；其中，所述轴(1)位于所述测量臂(7)两侧均套装有调节块(6)，所述调节块(6)通过倾斜于水平面的切面与所述测量臂(7)接触，以便扭转两个所述调节块(6)使所述测量臂(7)与水平面形成倾斜夹角。2.根据权利要求1所述的一种边缘传感器的安装调节机构，其特征在于；所述调节块(6)的构造为圆柱体结构，其一端形成有倾斜向下延伸的所述切面，其中，两个所述调节块(6)的所述切面相对夹持所述测量臂(7)、并产生旋转位移时，以使所述测量臂(7)在
±
α角范围内摆动。3.根据权利要求1所述的一种边缘传感器的安装调节机构，其特征在于；所述轴(1)顶端螺纹连接有用于驱动所述测量臂(7)和所述调节块(6)沿轴(1)位移的第一紧固件，从而调整所述测量臂(7)与所述第二子镜(200)之间的间距。4.根据权利要求3所述的一种边缘传感器的安装调节机构，其特征在于；所述轴(1)底端套装有弹性部件，通过所述弹性部件使所述测量臂(7)与所述调节块(6)、所述调节块(6)与所述第一紧固件之间相抵接触。5.根据权利要求4所述的一种边缘传感器的安装调节机构，其特征在于；所述弹性部件包括套设在所述轴(1)上的弹簧(9)和布设在所述弹簧(9)两端的垫圈(8)，所述弹簧(9)为压缩弹簧，所述压缩弹簧端部与所述垫圈(8)相抵接触。6.根据权利要求4所述的一种边缘传感器的安装调节机构，其特征在于；所述轴(1)位于所述弹性部件下部螺纹连接有用于承托所述弹性部件的第二紧固件。7.根据权利要求6所述的一种边缘传感器的安装调节机构，其特征在于；所述第二紧固件为蝶形螺母(10)。8.根据权利要求3所述的一种边缘传感器的安装调节机构，其特征在于；所述第一紧固件为细牙螺母(5)。

技术总结
本发明公开了一种边缘传感器的安装调节机构，属于拼接镜面边缘传感器安装技术领域，本发明设置有装设在第一子镜和第二子镜下方的轴和测量臂；所述轴顶端通过第一铟钢块与所述第一子镜固定连接，所述测量臂一端套接于所述轴上，另一端以悬臂的形式朝向第二子镜延伸，所述第二子镜下部通过第二铟钢块固连有传感器；其中，所述轴位于所述测量臂两侧均套装有调节块，所述调节块通过倾斜于水平面的切面与所述测量臂接触，以便扭转两个所述调节块使所述测量臂与水平面形成倾斜夹角，本发明能够确保边缘传感器的安装精度，可大幅降低对子镜与边缘传感器安装表面的加工需求，具有结构紧凑、操作简洁高效的有益效果。操作简洁高效的有益效果。操作简洁高效的有益效果。


技术研发人员：杨飞 霍银龙 刘沅果
受保护的技术使用者：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
技术研发日：2023.06.19
技术公布日：2023/9/16