[发明专利]一种大口径反射镜高精度定位系统及方法

说明书

本发明公开了一种大口径反射镜高精度定位系统及方法，其中定位系统包括反射镜组件、镜座组件、用于安装所述反射镜组件的反射镜支架、用于调节所述镜座组件位置的多自由度平台以及控制器，所述控制器用于根据所述反射镜组件、所述镜座组件以及所述多自由度平台的位置信息控制所述自由度平台移动，进而带动所述镜座组件移动至目标位置。本发明所提供的大口径反射镜高精度定位系统，利用多自由度平台，即可实现多个自由度联动调整，提高对于镜座位置的调整精度，进而提高测量和定位精度。

技术领域

本发明涉及大口径自适应光学成像探测领域，特别是涉及一种大口径反射镜高精度定位系统及方法。

背景技术

大口径望远镜的成像取决于系统的衍射极限和观测环境的视宁度，衍射极限取决于望远镜系统各反射镜、透射镜组的镜面面形。而支撑结构的位置精度对望远镜反射镜的镜面面形具有很大的影响，因此必须对反射镜的位置进行调整，传统的测量手段、调整机构的测量精度、调整精度通常在亚毫米级。

现有技术中，一般使用千分表测量方法，只能获取反射镜的平面内位置，无法获取其空间位置，测量信息不够完备。并且，现有技术中所采用的调节螺母也存在空回、精度不够以及多个方向耦合，多次调解后不宜收敛的缺点。

因此，如何有效提高大口径反射镜的定位精度，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种大口径反射镜高精度定位系统及方法，用于提高大口径反射镜的定位精度，实现10微米量级的测量和定位。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种大口径反射镜高精度定位系统，包括反射镜组件、镜座组件、用于安装所述反射镜组件的反射镜支架、用于调节所述镜座组件位置的多自由度平台以及控制器，所述控制器用于根据所述反射镜组件、所述镜座组件以及所述多自由度平台的位置信息控制所述自由度平台移动，进而带动所述镜座组件移动至目标位置。

优选的，还包括用于获取所述反射镜组件、所述镜座组件以及所述多自由度平台的位置信息的激光跟踪仪，所述激光跟踪仪与所述控制器通讯连接。

优选的，所述反射镜组件包括反射镜和位于所述反射镜上的反射镜定位接口，所述反射镜支架上设有支撑件，所述反射镜定位接口可拆卸的安装在所述支撑件的端部。

优选的，所述支撑件的端部与所述反射镜定位接口上分别设有可相互配合的V型槽和球形件。

优选的，所述支撑件的个数为三个。

优选的，所述镜座组件包括镜座和设置在所述镜座上的镜座定位接口；还包括用于安装所述镜座组件的镜座支架，所述镜座支架与所述镜座定位接口上分别设有可相互配合的V型槽和球形件。

优选的，还包括安装在所述镜座支架上的第一过渡工装以及安装在所述多自由度平台上的第二过渡工装，所述第一过渡工装与所述第二过渡工装可拆卸连接，所述多自由度平台可通过所述第一过渡工装和所述第二过渡工装带动所述镜座支架移动。

优选的，所述多自由度平台为六自由度平台。

一种大口径反射镜高精度定位方法，应用于上述大口径反射镜高精度定位系统中，包括以下步骤：

步骤S1：将反射镜安装在反射镜支架上，将镜座安装在多自由度平台上；

步骤S2：测量所述反射镜的精加工基准面，建立所述反射镜的静坐标系；

步骤S3：测量所述镜座的基准特征和所述多自由度平台的基准特征，分别建立第一动坐标系和第二动坐标系；

步骤S4：根据所述静坐标系、所述第一动坐标系和所述第二动坐标系，计算将所述镜座调整至目标位置时，所述多自由度平台的运动指令；