[发明专利]一种竖向放置大口径反射镜用可调式支撑装置

说明书

技术领域

 本发明属于精密光机领域，具体涉及一种竖向放置大口径反射镜用可调式支撑装置。

背景技术

大口径反射镜现在多用于大科学装置工程项目，如激光聚变项目、空间望远镜项目等，由于结构厚重、造价昂贵以及位置精度要求精确使得其定位调整结构必须精密且可靠。随着国内大工程项目的开展，日益增加的反射镜数量和调试时间的限制要求反射镜快速、精确的实现定位精度和重复定位精度，同时实现在线精密调节。

传统的光学元件安装多采用非运动学方法或半运动学方法，即通过保证机械加工的精度、施加预压力或设计弹性环节来约束元件关键方向的运动等措施，以保证光学元件的安装精度。

传统的光学元件安装缺点是不可避免的引入过约束，从而造成光学元件表面的面形畸变，影响传输光束的质量。同时，在诸如大量反射镜安装调整等要求大规模现场联调和维修更换的情况下，要求元件快速精确定位，但传统方法需要一个个单独调整，元件不能快速到达预定位置。无法快速完成大规模作业，同时，即使连接结构实现了快速定位，加工误差、安装误差等使得现场联调和维修更换时实际位置和预定位置不能重合，而原有的精调机构不具备进一步的调整要求，极端情况下可能造成始终调整不到位，导致系统工作效率低下。

发明内容

为了克服已有技术中不能完全实现光学元件的快速精确定位和重复定位以及在线精密调整的不足，本发明提供一种竖向放置大口径反射镜用可调式支撑装置。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

本发明的竖向放置大口径反射镜用可调式支撑装置，其特点是，所述的支撑装置包括用于安装大口径反射镜的镜框、用于安装镜框的镜架、顶端安装有定位球头的第一球头杆、第二球头杆、第三球头杆、第一球头支座、第二球头支座、第三球头支座，其连接关系是，所述镜架的安装面与地面垂直，镜框与镜架的安装面平行设置；所述镜框的左侧边上方安装有第一球头支座，镜框的右侧边上安装有第二球头支座，镜框的左侧边下方安装有第三球头支座；第一球头杆设置于镜框左侧边的上方；第二球头杆设置于镜框右侧边的上方；第三球头杆设置于镜框左侧边的下方；所述第一球头支座与第一球头杆通过螺纹配合连接，第三球头支座与第三球头杆通过螺纹配合连接，第二球头支座下表面为V型槽，与第二球头支座下表面配合的第二球头杆的表面为V型槽，第二球头支座与第二球头杆通过V型槽配合接触，调节螺杆安装于第二球头支座、第二球头杆之间，调节螺杆以第二球头支座为旋转基础，调节螺杆与第二球头杆通过螺纹配合连接；每个球头杆的一端设置有一个定位球头；所述镜架的左安装面上侧设置有圆锥凹槽块，镜架的右安装面设置有V型凹槽块，镜架的左安装面下侧设置有平面块；所述第一球头杆的定位球头放置于对应的圆锥凹槽块内，所述第二球头杆的定位球头放置于对应的V型凹槽块内，所述第三球头杆的定位球头与对应的平面块接触连接，平面块与第三球头支座之间通过弹簧连接，平面块与第三球头支座通过弹簧拉紧力保持接触。

所述镜架的安装面与地面垂直。

所述第一球头杆、第二球头杆的中心线平行于镜架的安装面，第三球头杆的中心线垂直于镜架的安装面。

通过调节第一球头杆与第一球头支座间的相对位置实现镜框的中心调节。

通过调节第三球头杆与第三球头支座间的相对位置实现现镜框的俯仰调节，镜框俯仰调节轴线为以第一球头杆定位球头、第二球头杆定位球头的连线。通过调节第二球头杆与第二球头支座间的相对位置实现镜框的偏转调节，镜框偏转调节轴线为以第一球头杆定位球头、第三球头杆定位球头的连线。

通过第一球头杆定位球头、第二球头杆定位球头的镜框俯仰轴线与通过第一球头杆定位球头、第三球头杆定位球头的偏转轴线成直角分布。

所述第二球头支座、第二球头杆之间配合位置设计为V型配合面。

所述调节螺杆带动第二球头杆在第二球头支座内沿镜面法线方向的位置移动。

所述第一球头杆、第二球头杆、第三球头杆均由轴承钢9Cr18制成；所述圆锥凹槽块、平面块和V型凹槽块均由304不锈钢制成。球头杆的材料应比定位块的材料硬度高。

所述第一球头杆、第二球头杆、第三球头杆与对应的圆锥凹槽块、平面块、V型凹槽块的接触面的表面光洁度为Ra0.4。