[发明专利]一种5自由度激光准直微调装置及其调节方法

说明书

本发明涉及一种5自由度激光准直微调装置及其调节方法，所述微调装置包括单向初调机构、2自由度转动调节机构及2自由度轴向微调机构；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向移动微分头作用下沿x轴方向移动；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，大动板在y轴旋转顶丝、z轴旋转顶丝的作用下能够绕y轴、z轴方向转动；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，小动板在y向移动微分头、z向移动微分头的作用下能够沿y轴、z轴方向移动。本发明所述装置结构简单精巧、集成度高，可实现3个自由度的位移调节和2个自由度的转动调节，调节精度高。

技术领域

本发明涉及激光准直校准技术领域，尤其涉及一种具有5自由度、高精度和高灵活性的激光准直微调装置。

背景技术

近年来，激光技术在探测未知气体成分和浓度等方面做出很大贡献。在激光探测装置中，通常需要较大的光程和精密的反射镜组。制造和装配上述激光探测装置时，难免会出现一些尺寸公差和几何误差，导致发出的光束达不到理想的光程或无法回到探测接收区域。因此，需要一种精密的、灵活性高的激光准直微调装置，精确控制激光准直器的位姿，以实现对不可避免的制造和装配误差进行有效补偿。

发明内容

本发明提供了一种5自由度激光准直微调装置及其调节方法，其结构简单精巧、操作方便、集成度高，可实现3个自由度的位移调节和2个自由度的转动调节，调节精度高。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种5自由度激光准直微调装置，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。

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。

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。

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。

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。