[实用新型]一种直角反射棱镜棱脊高精度调平装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种调平装置，具体针对直角反射棱镜棱脊的快速、高精度调平操作。 

背景技术

在精密测试计量技术领域，直角反射棱镜通常作为相对转动角度监测元件来使用。在安装过程中，要求它的棱脊与转动主轴相互垂直，如果不垂直，即存在棱脊不垂直度。一般情况下，转动主轴为大地竖轴，棱脊的理想状态为水平，因此，棱脊不垂直度，又称为棱脊不水平度，简称棱脊不平度。当棱脊不平度不为零时，通过直角反射棱镜获取的相对转动角度信息将不能正确地反映所监测仪器或设备的真实转动角度。 

为了尽可能地减小因直角反射棱镜棱脊不平带来的测量误差，在设计含有直角反射棱镜的仪器或设备时，通常结构比较复杂，一方面需要有粗糙度不高于0.8的安装或放置机械基准平面；另一方面，直角反射棱镜组件中的直角反射棱镜框要具备棱脊的方向调节功能（设计腰形孔或者研磨镜框安装基面）。除此之外，棱脊方向调整需配备的设备、工具多（自准直经纬仪一台、升降架一个、大尺寸平面镜一个、水准泡一个、钣手或研磨平台）。 

传统方案检测直角反射棱镜的棱脊不平度，是根据自准直经纬仪平瞄与斜瞄直角反射棱镜带来的方位测角差，反推出棱脊的不平度值。斜瞄角小，测量误差大，而增加斜瞄角的代价是自准直经纬仪的升降距离加大，直角反射棱镜的宽度加宽，综合考虑，一般斜瞄角取30°左右为宜。自准直经纬仪平瞄、斜瞄棱镜过程中需配套专用的自准直经纬仪升降装置，升降到位后，自准直经纬仪必须重新调平，将产生调平误差，因为方位易发 生变化，要借助于平面镜作为方位基准，总的自准次数最少为4次，多次自准测量亦会产生测角误差，导致该种测量方法的精度不超过20″，同时旋升升降装置费时、费力。 

每监测一次棱脊状态，自准直经纬仪要分别进行一次平瞄准、斜瞄准直角反射棱镜、两次瞄准平面镜操作。对于腰形槽和研磨镜框基面安装方式，都存在调整时反复次数多，且存在使用过程中因振动带来的棱脊变化的风险。同时，为了保证较大的安装接触面积，往往要求给直角反射棱镜组件分配较大的物理空间，对于结构紧凑型仪器或设备无法实现。 

实用新型内容

本实用新型的目的在于提出一种直角反射棱镜棱脊高精度调平装置及其调平方法，以解决现有技术无法实现对直角反射棱镜棱脊快速、高精度调平，因而无法进行仪器或设备的相对转动角度的正确监测的技术问题。 

本实用新型的技术解决方案是： 

一种直角反射棱镜棱脊高精度调平装置，包括直角反射棱镜组、转接板、手调螺钉、水准泡组、磁性表座和具有铁磁性的基座，其中直角反射棱镜组由待调平的直角反射棱镜以及用于固定该直角反射棱镜的安装框体组成；安装框体经转接板与磁性表座固定连接，转接板具有一个水平面板，所述水准泡组固定安装于该水平面板上表面，该水平面板下表面与磁性表座上表面相接，所述手调螺钉贯穿水平面板并抵接磁性表座上表面，磁性表座通过磁力与所述基座固定。 

基于上述基本方案，该调平装置进一步优化限定和改进如下： 

上述安装框体包括直角反射棱镜框、前压板以及一对侧压板。其中的直角反射棱镜框无需具备棱脊水平度调整结构，仅满足直角反射棱镜的空间形状及尺寸，采用侧压和前压的方式固定直角反射棱镜。 

上述水准泡组包括水准泡以及用于调节水准泡水平指示状态的调节螺钉。 

上述水准泡为长水泡，水准泡格值精度的三分之一小于直角反射棱镜棱脊不平度调节精度与棱脊不平度检测精度差值即可。 

上述调节螺钉的螺钉头部具有拨针插入通孔。 

上述手调螺钉有两个，设置于水平面板上直角反射棱镜组的远端位置。 

上述基座的材料为45钢。该种钢材具有铁磁性，且质量重，放置在被监测仪器或设备上时稳定度高。直角反射棱镜框、侧压板、前压板及转接板的材料为2A12，兼顾质量轻，硬度高的优点。 

基于以上所述调平装置，本实用新型给出具体调平方法。该方法包括以下步骤： 

1）采用自准直经纬仪检测直角反射棱镜的棱脊不平度值α′，利用拨针工具旋转调节螺钉，直至水准泡的水平状态α与直角反射棱镜的棱脊不平度α′的差值满足需求值α₀′，即标定完成； 

2）将标定后的直角反射棱镜棱脊高精度调平装置固联在被监测仪器或设备上； 

3）观察水准泡的水平指示状态，不平时，通过用手调节手调螺钉，直至水准泡水平状态α在三分之一水准泡格值内； 

4）此时，直角反射棱镜满足棱脊不平度的要求，能够进行仪器或设备 的相对转动角度的正确监测。