三角形激光陀螺光學鏡片自動裝配裝置制造方法
三角形激光陀螺光學鏡片自動裝配裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種三角形激光陀螺光學鏡片自動裝配裝置。本裝置由入射激光獲得系統(tǒng)、帶力傳感器的鏡片夾持機械手、光學鏡片位置自動調(diào)節(jié)單元、光電檢測單元、光斑圖像檢測單元及激光陀螺腔體定位單元組成，在多傳感器的監(jiān)控下用于完成三角形激光陀螺的無鍍膜平面鏡、球面鏡的自動裝配。本發(fā)明采用自動化設(shè)備代替人工操作，結(jié)構(gòu)簡單，運動分辨率高，裝配的一致性好、效率高。
【專利說明】三角形激光陀螺光學鏡片自動裝配裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種三角形激光陀螺光學鏡片自動裝配裝置。
技術(shù)背景
[0002]激光陀螺是捷聯(lián)式慣性導航系統(tǒng)的主要器件，主要應用于對導航系統(tǒng)精度要求高的軍事和部分民用領(lǐng)域。激光陀螺上鏡片的裝配效果對陀螺的性能具有較大的影響，因此，對激光陀螺鏡片的裝配精度提出了很高的要求。三角形激光陀螺上無鍍膜平面鏡、球面鏡的裝配也不例外，要求無鍍膜平面鏡的幾何中心與腔體安裝面上的孔中心重合，球面鏡的位置應使得激光陀螺內(nèi)運行的激光束與腔體毛細管軸線重合，并且保證出射光相對于入射光的光學損耗最小。
[0003]傳統(tǒng)的無鍍膜平面鏡、球面鏡的裝配工作主要由操作者手、眼協(xié)調(diào)配合來完成，裝配的一致性差、效率低。本發(fā)明即針對這一問題，研制了一種三角形激光陀螺無鍍膜平面鏡、球面鏡自動裝配的裝置。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明目的在于:針對現(xiàn)有的三角形激光陀螺無鍍膜平面鏡、球面鏡裝配工作存在的缺陷，提供了一種三角形激光陀螺光學鏡片自動裝配裝置，該裝置具有結(jié)構(gòu)簡單，運動分辨率高，裝配的一致性好、效率高等優(yōu)點。
[0005]為達到上述目的，本發(fā)明的構(gòu)思如下:
在力傳感器、光電傳感器、CCD攝像機的監(jiān)控下，采用自動化設(shè)備代替人手來調(diào)節(jié)待裝配光學鏡片的位置，以實現(xiàn)無鍍膜平面鏡、球面鏡的精確裝配。
[0006]根據(jù)上述發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案:
一種三角形激光陀螺光學鏡片自動裝配裝置，由一個大理石隔振臺、一個入射激光獲得系統(tǒng)、一個帶力傳感器的鏡片夾持機械手、一個光學鏡片位置自動調(diào)節(jié)單元、一個光電檢測單元、一個光斑圖像檢測單元、一個激光陀螺腔體定位單元組成，在多傳感器的監(jiān)控下可以完成三角形激光陀螺的無鍍膜平面鏡、球面鏡的自動裝配；其中入射激光獲得系統(tǒng)、光學鏡片位置自動調(diào)節(jié)單元、光電檢測單元、光斑圖像檢測單元及激光陀螺腔體定位單元均由螺栓固定在大理石隔振臺上，位置關(guān)系由光路決定，帶力傳感器的鏡片夾持機械手固定在光學鏡片位置自動調(diào)節(jié)單元的末端。
[0007]上述入射激光獲得系統(tǒng)，由一個激光發(fā)生器、一個光線調(diào)整鏡片及其安裝架、一個偏振鏡片及其安裝架、兩個高度調(diào)節(jié)桿、一個反光鏡片及其安裝架、一個L形支架、三個導向滑塊、一個燕尾型導軌底座、兩個高度調(diào)節(jié)套、六個緊定螺釘、一個激光發(fā)生器導向滑塊、一個T形連接架組成；其中燕尾型導軌底座由螺栓固定在大理石隔振臺上，激光發(fā)生器通過T形連接架固定在導向滑塊上，導向滑塊通過一個緊定螺釘固定在燕尾型導軌底座的最左側(cè)，光線調(diào)整鏡片及其安裝架與一個高度調(diào)節(jié)桿連接后插入一個高度調(diào)節(jié)套中，然后由一個緊定螺釘限位，高度調(diào)節(jié)套由螺栓連接在一個導向滑塊上，導向滑塊通過一個緊定螺釘固定在燕尾型導軌底座上，偏振鏡片及其安裝架的安裝方法與光線調(diào)整鏡片及其安裝架相同，反光鏡片及其安裝架由螺釘與L型支架連接，L形支架由螺釘固定在導向滑塊上，導向滑塊通過一個緊定螺釘固定在燕尾型導軌底座的最右側(cè)。
[0008]上述光學鏡片位置自動調(diào)節(jié)單元，由一個X向移動平臺、一個X-Y轉(zhuǎn)接板、一個Z向移動平臺、一個Z-XY轉(zhuǎn)接板、一個Y向移動平臺及一個底座組成；其中Z向移動平臺通過螺釘與Z-XY轉(zhuǎn)接板連接，Z-XY轉(zhuǎn)接板固定在Y向移動平臺的動平臺上，Y向移動平臺通過X-Y轉(zhuǎn)接板與X向移動平臺的動平臺連接，X向移動平臺的靜平臺通過螺釘固定在底座上，底座由螺栓與大理石隔振臺連接。
[0009]上述光電檢測單元，由一個光電倍增管支架、一個光電倍增管組成；其中光電倍增管固定在光電倍增管支架中，光電倍增管支架通過螺栓固定在大理石隔振臺上。
[0010]上述光斑圖像檢測單元，由一個L形支架、一個反射鏡及其安裝架、一個分光鏡及其安裝架、一個望遠鏡、六個調(diào)心螺桿、兩個望遠鏡支架、一個鏡頭、一個CXD攝像機、兩個高度調(diào)節(jié)桿、兩個高度調(diào)節(jié)套、三個導向滑塊、一個燕尾型導軌底座、六個緊定螺釘、一個支座、一個導向滑塊組成；其中反射鏡及其安裝架與L形支架通過螺釘連接后固定在一個導向滑塊上，導向滑塊通過緊定螺釘固定在燕尾型導軌底座的最左側(cè)，分光鏡及其安裝架與一個高度調(diào)節(jié)桿連接后插入一個高度調(diào)節(jié)套內(nèi)，并由一個緊定螺釘固定，高度調(diào)節(jié)套通過螺釘固定在導向滑塊上，并由一個緊定螺釘與燕尾型導軌底座連接，望遠鏡通過六個調(diào)心螺桿和兩個望遠鏡鏡架調(diào)心定位后，由螺釘固定在支座上，支座與導向滑塊連接，并由緊定螺釘固定在燕尾型導軌底座上，鏡頭與CCD攝像機連接后與一個高度調(diào)節(jié)桿固定，并插入一個高度調(diào)節(jié)套內(nèi)，同樣由一個緊定螺釘固定，高度調(diào)節(jié)套同樣通過導向滑塊由緊定螺釘與燕尾型導軌底座連接，燕尾型導軌底座通過螺栓與大理石隔振臺連接。
[0011]上述激光陀螺腔體定位單元，由兩個限位塊、一個支座、一個軸座、一個墊片、一個壓緊螺母及諧振腔體組成，用于實現(xiàn)待裝配的三角形激光陀螺諧振腔體的精確定位；其中軸座通過螺釘固定在支座上，支座通過螺栓固定在大理石隔振臺上，三角形激光陀螺諧振腔體套入軸座的軸上，由固定在連接座右上側(cè)和正下側(cè)的限位塊實現(xiàn)腔體的精確定位，并通過墊片、壓緊螺母實現(xiàn)腔體的固定。
[0012]上述帶力傳感器的鏡片夾持機械手，由一個L形轉(zhuǎn)接臂、一個球鉸底座、一個球鉸、一個螺母、一個盤軸、一個上軸承端蓋、一個旋轉(zhuǎn)臂、一個鏡片夾持機械手、一個力傳感器組成；其中L形轉(zhuǎn)接臂通過螺釘與Z向移動平臺的動平臺連接，球鉸底座與L形轉(zhuǎn)接臂的后端固定，球鉸通過螺釘與球鉸底座連接，軸承安裝在盤軸上，旋轉(zhuǎn)臂與軸承外圈配合，通過上軸承端蓋和盤軸凸肩，并由螺母使軸承固定在盤軸對應的軸向位置上，力傳感器通過螺釘固定在旋轉(zhuǎn)臂的末端，鏡片夾持機械手通過螺釘與L形轉(zhuǎn)接臂前端連接。
[0013]上述鏡片夾持機械手，由一個夾爪支架、兩個導向軸、一個帶V形夾爪的螺母、一個螺桿、一個固定架、一個擋圈、及兩個螺栓組成，用于實現(xiàn)待裝配光學鏡片的夾持；其中夾爪支架通過螺釘與L形轉(zhuǎn)接臂前端連接，固定架由兩個螺栓固定在夾爪支架的前端，螺桿與帶V形夾爪的螺母配合后插入固定架中，其軸向位置通過擋圈固定，兩個導向軸與夾爪支架連接后，插入帶V形夾爪的螺母的對應孔中，對螺母的運動起導向作用；通過旋轉(zhuǎn)螺桿可以使螺母沿著螺桿軸向運動，進而通過螺母及夾爪支架上的V形槽夾緊待裝配光學鏡片。[0014]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下顯而易見的突出實質(zhì)性特點和顯著的技術(shù)進步:裝配效率高，一致性好，結(jié)構(gòu)簡單，運動分辨率高，控制方便等。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2是入射激光獲得系統(tǒng)示意圖。
[0017]圖3是光學鏡片位置自動調(diào)節(jié)單元示意圖。
[0018]圖4是光電檢測單元示意圖。
[0019]圖5是光斑圖像檢測單元示意圖。
[0020]圖6是激光陀螺腔體定位單元示意圖。
[0021]圖7是帶力傳感器的鏡片夾持機械手示意圖。
[0022]圖8是鏡片夾持機械手示意圖。
【具體實施方式】
[0023]本發(fā)明的優(yōu)選實例結(jié)合【專利附圖】
【附圖說明】如下:
實施例一:
參考圖1，本三角形激光陀螺光學鏡片自動裝配裝置，由大理石隔振臺1、入射激光獲得系統(tǒng)2、帶力傳感器的鏡片夾持機械手3、光學鏡片位置自動調(diào)節(jié)單元4、光電檢測單元5、光斑圖像檢測單元6、激光陀螺腔體定位單元7組成；所述的入射激光獲得系統(tǒng)2、光學鏡片位置自動調(diào)節(jié)單元4、光電檢測單元5、光斑圖像檢測單元6及激光陀螺腔體定位單元7均由螺栓固定在大理石隔振臺I上，位置關(guān)系由光路決定，帶力傳感器的鏡片夾持機械手(3)固定在光學鏡片位置自動調(diào)節(jié)單元4的末端。
[0024]實施例二:本實施實例與實施例一基本相同，特別之處如下:
參考圖1、圖2，上述入射激光獲得系統(tǒng)2由激光發(fā)生器8、光線調(diào)整鏡片及其安裝架9、偏振鏡片及其安裝架10、兩個高度調(diào)節(jié)桿11、反光鏡片及其安裝架12、L形支架13、三個導向滑塊14、燕尾型導軌底座15、兩個高度調(diào)節(jié)套16、三個緊定螺釘17、兩個緊定螺釘18、激光發(fā)生器導向滑塊19、緊定螺釘20、T形連接架21組成；所述的燕尾型導軌底座15由螺栓固定在大理石隔振臺I上，激光發(fā)生器8通過T形連接架21固定在導向滑塊19上，導向滑塊19與燕尾型導軌底座滑配后通過緊定螺釘20固定在燕尾型導軌底座15的最左側(cè)，光線調(diào)整鏡片及其安裝架9與一個高度調(diào)節(jié)桿11連接后插入一個高度調(diào)節(jié)套16中，由一個緊定螺釘18限位，高度調(diào)節(jié)套16由螺栓連接在一個導向滑塊14上，導向滑塊14通過緊定螺釘17固定在燕尾型導軌底座15上，偏振鏡片及其安裝架10的安裝方法與光線調(diào)整鏡片及其安裝架9相同，反光鏡片及其安裝架12由螺釘與L型支架13連接，L形支架13由螺釘固定在導向滑塊14上，導向滑塊14通過緊定螺釘17固定在燕尾型導軌底座15最右側(cè)，按上述位置關(guān)系對入射激光獲得系統(tǒng)做精確調(diào)整，使從激光發(fā)射器8發(fā)出的激光能夠通過光線調(diào)整鏡片、偏振鏡片和反光鏡片的中心射出，反光鏡片的傾斜角度能夠保證激光能夠順利進入位于激光陀螺腔體定位單元7上的激光陀螺諧振腔內(nèi)。
[0025]參考圖1、圖3，上述光學鏡片位置自動調(diào)節(jié)單元4由X向移動平臺22、Χ_Υ轉(zhuǎn)接板23、Z向移動平臺24、Z-XY轉(zhuǎn)接板25、Y向移動平臺26及底座27組成；所述的Z向移動平臺24通過螺釘與Z-XY轉(zhuǎn)接板25連接，Z-XY轉(zhuǎn)接板25固定在Y向移動平臺26的動平臺上，Y向移動平臺26通過X-Y轉(zhuǎn)接板23與X向移動平臺22的動平臺連接，X向移動平臺22的靜平臺通過螺釘固定在底座27上，底座27由螺栓與大理石隔振臺I連接，而位于入射激光獲得系統(tǒng)的右后側(cè)。光學鏡片位置自動調(diào)節(jié)單元是主要的執(zhí)行單元，由控制系統(tǒng)控制實現(xiàn)X、Y、Z向三個自由度的精確運動，以實現(xiàn)三角形激光陀螺無鍍膜平面鏡和球面鏡的自動裝配。
[0026]參考圖1、圖4，上述光電檢測單元5由光電倍增管支架28、光電倍增管29組成；所述的光電倍增管29固定在光電倍增管支架28中，光電倍增管支架28通過螺栓固定在大理石隔振臺I上，而位于光學鏡片位置自動調(diào)節(jié)單元(4)的右側(cè)。光電檢測單元5主要檢測出射激光相對于入射激光的損耗，保證裝配的高可靠性。
[0027]參考圖1、圖5，上述光斑圖像檢測單元6由L形支架30、反射鏡及其安裝架31、分光鏡及其安裝架32、望遠鏡33、六個調(diào)心螺桿34、兩個望遠鏡支架35、鏡頭36、CXD攝像機37、兩個高度調(diào)節(jié)桿38、兩個高度調(diào)節(jié)套39、三個導向滑塊40、燕尾型導軌底座41、三個緊定螺釘42、支座43、導向滑塊44、緊定螺釘45、兩個緊定螺釘46組成；所述的反射鏡及其安裝架31與L形支架30通過螺釘連接后固定在一個導向滑塊40上，導向滑塊40通過緊定螺釘42固定在燕尾型導軌底座41的最左側(cè)，分光鏡及其安裝架32與一個高度調(diào)節(jié)桿38連接后插入一個高度調(diào)節(jié)套39內(nèi)，并由一個緊定螺釘46固定，高度調(diào)節(jié)套39通過螺釘固定在導向滑塊40上，并由緊定螺釘42與燕尾型導軌底座41連接，望遠鏡33通過六個調(diào)心螺桿34和兩個望遠鏡鏡架35調(diào)心定位后，由螺釘固定在支座43上，支座43與導向滑塊44連接，并由緊定螺釘45固定在燕尾型導軌底座41上，鏡頭36與CXD攝像機37連接后由一個高度調(diào)節(jié)桿38固定，并插入一個高度調(diào)節(jié)套39內(nèi)，同樣由一個緊定螺釘42固定，高度調(diào)節(jié)套39同樣通過導向滑塊40由緊定螺釘42與燕尾型導軌底座41連接，燕尾型導軌底座41通過螺栓與大理石隔振臺I連接，而位于大理石隔振臺(I)的右邊。光斑圖像檢測單元6主要采集出射激光的光斑和光闌圖像信息，分析光斑和光闌的圖像信息，得出它們的中心偏差，并以為此為據(jù)完成球面鏡的精確裝配。
[0028]參考圖1、圖6，上述激光陀螺腔體定位單元7由兩個限位塊47、支座48、軸座49、墊片50、壓緊螺母51及諧振腔體52組成，用于實現(xiàn)待裝配的三角形激光陀螺諧振腔體52的精確定位；所述的軸座49通過螺釘固定在支座48上，支座48通過螺栓固定在大理石隔振臺I上，三角形激光陀螺諧振腔體52套入軸座49的軸上，由固定在軸座49右上側(cè)和正下側(cè)的限位塊47實現(xiàn)腔體52的精確定位，并通過墊片50、壓緊螺母51實現(xiàn)腔體52的固定。光陀螺諧振腔體52的定位必須保證從入射激光獲得系統(tǒng)2射出的激光能夠準確地進入陀螺的諧振腔，并順利出射到光斑圖像檢測單元6的分光鏡中心。
[0029]參考圖1、圖7，上述帶力傳感器的鏡片夾持機械手3由L形轉(zhuǎn)接臂53、球鉸底座54、球鉸55、螺母56、盤軸57、上軸承端蓋58、旋轉(zhuǎn)臂59、鏡片夾持機械手60、力傳感器61組成；所述的L形轉(zhuǎn)接臂53通過螺釘與Z向移動平臺24的動平臺連接，球鉸底座54與L形轉(zhuǎn)接臂53的后端固定，球鉸55通過螺釘與球鉸底座54連接，軸承安裝在盤軸57上，旋轉(zhuǎn)臂59與軸承外圈配合,通過上軸承端蓋58和盤軸57凸肩，并由螺母56使軸承固定在盤軸57對應的軸向位置上，力傳感器61通過螺釘固定在旋轉(zhuǎn)臂59的末端，鏡片夾持機械手60通過螺釘與L形轉(zhuǎn)接臂53前端連接，完成上述裝配連接后，由鏡片夾持機械手60夾持待封裝的鏡片，調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)臂59繞Z軸方向的角度位置，使力傳感器位于待裝配鏡片的正上方，旋緊螺母56。
[0030]參考圖1、圖7、圖8，上述鏡片夾持機械手60由夾爪支架62、兩個導向軸63、帶V形夾爪的螺母64、螺桿65、固定架66、擋圈67、及兩個螺栓68組成，用于實現(xiàn)待裝配光學鏡片的夾持；所述夾爪支架62通過螺釘與L形轉(zhuǎn)接臂53前端連接，固定架66由兩個螺栓68固定在夾爪支架62的前端,螺桿65與帶V形夾爪的螺母64配合后插入固定架66中，其軸向位置通過擋圈67固定,兩個導向軸63與夾爪支架62連接后,插入帶V形夾爪的螺母64的對應孔中，對螺母64的運動起導向作用；通過旋轉(zhuǎn)螺桿65可以使螺母64沿著螺桿65軸向運動，進而通過螺母64及夾爪支架62上的V形槽夾緊待裝配光學鏡片，鏡片夾持機械手60用于實現(xiàn)待裝配光學鏡片的夾持。
[0031]基于上述思路，分布與各系統(tǒng)的多個傳感器采集相應的信息，這些信息經(jīng)由信息融合技術(shù)分析，并依此為據(jù)由運動控制系統(tǒng)精確控制自動裝備裝置完成對三角形激光陀螺無鍍膜平面鏡和球面鏡的自動裝配。
[0032]本發(fā)明建立的一個基于多傳感器的三角形激光陀螺光學鏡片自動裝配裝置，裝配效率高，一致性好，結(jié)構(gòu)簡單，運動分辨率高，控制方便。
【權(quán)利要求】
1.一種三角形激光陀螺光學鏡片自動裝配裝置，由一個大理石隔振臺(1)、入射激光獲得系統(tǒng)(2)、一個帶力傳感器的鏡片夾持機械手(3)、一個光學鏡片位置自動調(diào)節(jié)單元(4)、一個光電檢測單元(5)、一個光斑圖像檢測單元(6)、一個激光陀螺腔體定位單元(7)組成，在多傳感器的監(jiān)控下可以完成三角形激光陀螺的無鍍膜平面鏡、球面鏡的自動裝配；所述的入射激光獲得系統(tǒng)(2)、光學鏡片位置自動調(diào)節(jié)單元(4)、光電檢測單元(5)、光斑圖像檢測單元(6)及激光陀螺腔體定位單元(7)均由螺栓固定在大理石隔振臺(1)上，位置關(guān)系由光路決定，帶力傳感器的鏡片夾持機械手(3)固定在光學鏡片位置自動調(diào)節(jié)單元(4)的末端。
2.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的三角形激光陀螺光學鏡片自動裝配裝置，其特征在于所述的入射激光獲得系統(tǒng)(2):由一個激光發(fā)生器(8)、一個光線調(diào)整鏡片及其安裝架(9)、一個偏振鏡片及其安裝架(10)、兩個高度調(diào)節(jié)桿(11)、一個反光鏡片及其安裝架(12)、一個L形支架(13)、三個導向滑塊(14)、一個燕尾型導軌底座(15)、兩個高度調(diào)節(jié)套(16)、三個緊定螺釘(17)、兩個緊定螺釘(18)、一個激光發(fā)生器導向滑塊(19)、一個緊定螺釘(20)、一個T形連接架(21)組成；所述的燕尾型導軌底座(15)由螺栓固定在大理石隔振臺(1)左邊上，激光發(fā)生器(8)通過T形連接架(21)固定在導向滑塊(19)上，導向滑塊(19)與燕尾型導軌底座(15)滑配而通過緊定螺釘(20)固定在燕尾型導軌底座(15)的最左側(cè)，光線調(diào)整鏡片及其安裝架(9)與一個高度調(diào)節(jié)桿連接后插入一個高度調(diào)節(jié)套(16)中，由一個緊定螺釘(18)定位，高度調(diào)節(jié)套(16)由螺栓連接在一個導向滑塊(14)上，導向滑塊(14)通過緊定螺釘(17)固定在燕尾型導軌底座(15)上，偏振鏡片及其安裝架(10)的安裝方法與光線調(diào)整鏡片及其安裝架(9)相同，反光鏡片及其安裝架(12)由螺釘與L型支架(13)連接，L形支架(13)由螺釘固定在導向滑塊(14)上，導向滑塊(14)通過緊定螺釘(17)固定在燕尾型導軌底座(15)的最右側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的三角形激光陀螺光學鏡片自動裝配裝置，其特征在于所述的光學鏡片位置自動調(diào)節(jié)單元(4):由一個X向移動平臺(22)、一個X-Y轉(zhuǎn)接板(23)、一個Z向移動平臺(24)、一個Z-XY轉(zhuǎn)接板(25)、一個Y向移動平臺(26)及一個底座(27)組成；所述的Z向移動平臺(24)通過螺釘與Z-XY轉(zhuǎn)接板(25)連接，Z-XY轉(zhuǎn)接板(25)固定在Y向移動平臺(26)的動平臺上，Y向移動平臺(26)通過X-Y轉(zhuǎn)接板(23)與X向移動平臺(22)的動平臺連接，X向移動平臺(22)的靜平臺通過螺釘固定在底座(27)上，底座(27)由螺栓與大理石隔振臺(1)連接，而位于入射激光獲得系統(tǒng)(2)的左后側(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的三角形激光陀螺光學鏡片自動裝配裝置，其特征在于所述的光電檢測單元(5 ):由一個光電倍增管支架(28 )、一個光電倍增管(29 )組成；所述的光電倍增管(29)固定在光電倍增管支架(28)中，光電倍增管支架(28)通過螺栓固定在大理石隔振臺(1)上，而位于光學鏡片位置自動調(diào)節(jié)單元(4)的右側(cè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的三角形激光陀螺光學鏡片自動裝配裝置，其特征在于所述的光斑圖像檢測單元(6):由一個L形支架(30)、一個反射鏡及其安裝架(31)、一個分光鏡及其安裝架(32)、一個望遠鏡(33)、六個調(diào)心螺桿(34)、兩個望遠鏡支架(35)、一個鏡頭(36)、一個CXD攝像機(37)、兩個高度調(diào)節(jié)桿(38)、兩個高度調(diào)節(jié)套(39)、三個導向滑塊(40)、一個燕尾型導軌底座(41)、三個緊定螺釘(42)、一個支座(43)、一個導向滑塊(44)、一個緊定螺釘(45)、兩個緊定螺釘(46)組成；所述的反射鏡及其安裝架(31)與L形支架(30 )通過螺釘連接后固定在一個導向滑塊(40 )上，導向滑塊(40 )通過緊定螺釘(42 )固定在燕尾型導軌底座(41)的最左側(cè)，分光鏡及其安裝架(32)與一個高度調(diào)節(jié)桿(38)連接后插入一個高度調(diào)節(jié)套(39 )內(nèi)，并由一個緊定螺釘(46 )固定，高度調(diào)節(jié)套(39 )通過螺釘固定在導向滑塊(40)上，并由緊定螺釘(42)與燕尾型導軌底座(41)連接，望遠鏡(33)通過六個調(diào)心螺桿(34)和兩個望遠鏡鏡架(35)調(diào)心定位后，由螺釘固定在支座(43)上，支座(43)與導向滑塊(44 )連接，并由緊定螺釘(45 )固定在燕尾型導軌底座(41)上，鏡頭(36 )與CXD攝像機(37 )連接后與一個高度調(diào)節(jié)桿(38 )固定，并插入一個高度調(diào)節(jié)套(39 )內(nèi)，同樣由一個緊定螺釘(42)固定，高度調(diào)節(jié)套(39)同樣通過導向滑塊(40)由緊定螺釘(42)與燕尾型導軌底座(41)連接，燕尾型導軌底座(41)通過螺栓與大理石隔振臺(I)連接，而位于大理石隔振臺(1)的右邊。
6.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的三角形激光陀螺光學鏡片自動裝配裝置，其特征在于所述的激光陀螺腔體定位單元(7):由兩個限位塊(47)、一個支座(48)、一個軸座(49)、一個墊片(50)、一個壓緊螺母(51)及諧振腔體(52)組成，用于實現(xiàn)待裝配的三角形激光陀螺諧振腔體(52)的精確定位；所述的軸座(49)通過螺釘固定在支座(48)上，支座(48)通過螺栓固定在大理石隔振臺(I)上，而位于光學鏡片位置自動調(diào)節(jié)單元(4)的前側(cè)，三角形激光陀螺諧振腔體(52)套入軸座(49)的軸上，由固定在軸座(49)右上側(cè)和正下側(cè)的限位塊(47)實現(xiàn)腔體(52)的精確定位，并通過墊片(50)、壓緊螺母(51)實現(xiàn)腔體(52)的固定。
7.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的三角形激光陀螺光學鏡片自動裝配裝置，其特征在于所述的帶力傳感器的鏡片夾持機械手(3 ):由一個L形轉(zhuǎn)接臂(53 )、一個球鉸底座(54)、一個球鉸(55)、一個螺母(56)、一個盤軸(57)、一個上軸承端蓋(58)、一個旋轉(zhuǎn)臂(59)、一個鏡片夾持機械手(60)、一個力傳感器(61)組成；所述的L形轉(zhuǎn)接臂(53)通過螺釘與Z向移動平臺(24)的動平臺連接，球鉸底座(54)與L形轉(zhuǎn)接臂(53)的后端固定，球鉸(55)通過螺釘與球鉸底座(54)連接，軸承安裝在盤軸(57)上，旋轉(zhuǎn)臂(59)與軸承外圈配合，通過上軸承端蓋(58 )和盤軸(57 )凸肩，并由螺母(56 )使軸承固定在盤軸(57 )對應的軸向位置上，力傳感器(61)通過螺釘固定在旋轉(zhuǎn)臂(59)的末端，鏡片夾持機械手(60)通過螺釘與L形轉(zhuǎn)接臂(53)前端連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求書7所述的帶力傳感器的鏡片夾持機械手(3)，其特征在于所述的鏡片夾持機械手(60):由一個夾爪支架(62)、兩個導向軸(63)、一個帶V形夾爪的螺母(64)、一個螺桿(65 )、一個固定架(66 )、一個擋圈(67 )、及兩個螺栓(68 )組成，用于實現(xiàn)待裝配光學鏡片的夾持；所述的夾爪支架(62)通過螺釘與L形轉(zhuǎn)接臂(53)前端連接，固定架(66)由兩個螺栓(68)固定在夾爪支架(62)的前端，螺桿(65)與帶V形夾爪的螺母(64)配合后插入固定架(66)中，其軸向位置通過擋圈(67)固定,兩個導向軸(63)與夾爪支架(62)連接后，插入帶V形夾爪的螺母(64)的對應孔中，對螺母(64)的運動起導向作用；通過旋轉(zhuǎn)螺桿(65)可以使螺母(64)沿著螺桿(65)軸向運動，進而通過螺母(64)及夾爪支架(62)上的V形槽夾緊待裝配光學鏡片。
【文檔編號】B23P21/00GK103949881SQ201410147325
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年4月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月14日
【發(fā)明者】馬立, 高英龍, 榮偉彬, 孫立寧 申請人:上海大學
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種三角形激光陀螺光學鏡片自動裝配裝置。本裝置由入射激光獲得系統(tǒng)、帶力傳感器的鏡片夾持機械手、光學鏡片位置自動調(diào)節(jié)單元、光電檢測單元、光斑圖像檢測單元及激光陀螺腔體定位單元組成，在多傳感器的監(jiān)控下用于完成三角形激光陀螺的無鍍膜平面鏡、球面鏡的自動裝配。本發(fā)明采用自動化設(shè)備代替人工操作，結(jié)構(gòu)簡單，運動分辨率高，裝配的一致性好、效率高。
【專利說明】三角形激光陀螺光學鏡片自動裝配裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種三角形激光陀螺光學鏡片自動裝配裝置。
技術(shù)背景
[0002]激光陀螺是捷聯(lián)式慣性導航系統(tǒng)的主要器件，主要應用于對導航系統(tǒng)精度要求高的軍事和部分民用領(lǐng)域。激光陀螺上鏡片的裝配效果對陀螺的性能具有較大的影響，因此，對激光陀螺鏡片的裝配精度提出了很高的要求。三角形激光陀螺上無鍍膜平面鏡、球面鏡的裝配也不例外，要求無鍍膜平面鏡的幾何中心與腔體安裝面上的孔中心重合，球面鏡的位置應使得激光陀螺內(nèi)運行的激光束與腔體毛細管軸線重合，并且保證出射光相對于入射光的光學損耗最小。
[0003]傳統(tǒng)的無鍍膜平面鏡、球面鏡的裝配工作主要由操作者手、眼協(xié)調(diào)配合來完成，裝配的一致性差、效率低。本發(fā)明即針對這一問題，研制了一種三角形激光陀螺無鍍膜平面鏡、球面鏡自動裝配的裝置。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明目的在于:針對現(xiàn)有的三角形激光陀螺無鍍膜平面鏡、球面鏡裝配工作存在的缺陷，提供了一種三角形激光陀螺光學鏡片自動裝配裝置，該裝置具有結(jié)構(gòu)簡單，運動分辨率高，裝配的一致性好、效率高等優(yōu)點。
[0005]為達到上述目的，本發(fā)明的構(gòu)思如下:
在力傳感器、光電傳感器、CCD攝像機的監(jiān)控下，采用自動化設(shè)備代替人手來調(diào)節(jié)待裝配光學鏡片的位置，以實現(xiàn)無鍍膜平面鏡、球面鏡的精確裝配。
[0006]根據(jù)上述發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案:
一種三角形激光陀螺光學鏡片自動裝配裝置，由一個大理石隔振臺、一個入射激光獲得系統(tǒng)、一個帶力傳感器的鏡片夾持機械手、一個光學鏡片位置自動調(diào)節(jié)單元、一個光電檢測單元、一個光斑圖像檢測單元、一個激光陀螺腔體定位單元組成，在多傳感器的監(jiān)控下可以完成三角形激光陀螺的無鍍膜平面鏡、球面鏡的自動裝配；其中入射激光獲得系統(tǒng)、光學鏡片位置自動調(diào)節(jié)單元、光電檢測單元、光斑圖像檢測單元及激光陀螺腔體定位單元均由螺栓固定在大理石隔振臺上，位置關(guān)系由光路決定，帶力傳感器的鏡片夾持機械手固定在光學鏡片位置自動調(diào)節(jié)單元的末端。
[0007]上述入射激光獲得系統(tǒng)，由一個激光發(fā)生器、一個光線調(diào)整鏡片及其安裝架、一個偏振鏡片及其安裝架、兩個高度調(diào)節(jié)桿、一個反光鏡片及其安裝架、一個L形支架、三個導向滑塊、一個燕尾型導軌底座、兩個高度調(diào)節(jié)套、六個緊定螺釘、一個激光發(fā)生器導向滑塊、一個T形連接架組成；其中燕尾型導軌底座由螺栓固定在大理石隔振臺上，激光發(fā)生器通過T形連接架固定在導向滑塊上，導向滑塊通過一個緊定螺釘固定在燕尾型導軌底座的最左側(cè)，光線調(diào)整鏡片及其安裝架與一個高度調(diào)節(jié)桿連接后插入一個高度調(diào)節(jié)套中，然后由一個緊定螺釘限位，高度調(diào)節(jié)套由螺栓連接在一個導向滑塊上，導向滑塊通過一個緊定螺釘固定在燕尾型導軌底座上，偏振鏡片及其安裝架的安裝方法與光線調(diào)整鏡片及其安裝架相同，反光鏡片及其安裝架由螺釘與L型支架連接，L形支架由螺釘固定在導向滑塊上，導向滑塊通過一個緊定螺釘固定在燕尾型導軌底座的最右側(cè)。
[0008]上述光學鏡片位置自動調(diào)節(jié)單元，由一個X向移動平臺、一個X-Y轉(zhuǎn)接板、一個Z向移動平臺、一個Z-XY轉(zhuǎn)接板、一個Y向移動平臺及一個底座組成；其中Z向移動平臺通過螺釘與Z-XY轉(zhuǎn)接板連接，Z-XY轉(zhuǎn)接板固定在Y向移動平臺的動平臺上，Y向移動平臺通過X-Y轉(zhuǎn)接板與X向移動平臺的動平臺連接，X向移動平臺的靜平臺通過螺釘固定在底座上，底座由螺栓與大理石隔振臺連接。
[0009]上述光電檢測單元，由一個光電倍增管支架、一個光電倍增管組成；其中光電倍增管固定在光電倍增管支架中，光電倍增管支架通過螺栓固定在大理石隔振臺上。
[0010]上述光斑圖像檢測單元，由一個L形支架、一個反射鏡及其安裝架、一個分光鏡及其安裝架、一個望遠鏡、六個調(diào)心螺桿、兩個望遠鏡支架、一個鏡頭、一個CXD攝像機、兩個高度調(diào)節(jié)桿、兩個高度調(diào)節(jié)套、三個導向滑塊、一個燕尾型導軌底座、六個緊定螺釘、一個支座、一個導向滑塊組成；其中反射鏡及其安裝架與L形支架通過螺釘連接后固定在一個導向滑塊上，導向滑塊通過緊定螺釘固定在燕尾型導軌底座的最左側(cè)，分光鏡及其安裝架與一個高度調(diào)節(jié)桿連接后插入一個高度調(diào)節(jié)套內(nèi)，并由一個緊定螺釘固定，高度調(diào)節(jié)套通過螺釘固定在導向滑塊上，并由一個緊定螺釘與燕尾型導軌底座連接，望遠鏡通過六個調(diào)心螺桿和兩個望遠鏡鏡架調(diào)心定位后，由螺釘固定在支座上，支座與導向滑塊連接，并由緊定螺釘固定在燕尾型導軌底座上，鏡頭與CCD攝像機連接后與一個高度調(diào)節(jié)桿固定，并插入一個高度調(diào)節(jié)套內(nèi)，同樣由一個緊定螺釘固定，高度調(diào)節(jié)套同樣通過導向滑塊由緊定螺釘與燕尾型導軌底座連接，燕尾型導軌底座通過螺栓與大理石隔振臺連接。
[0011]上述激光陀螺腔體定位單元，由兩個限位塊、一個支座、一個軸座、一個墊片、一個壓緊螺母及諧振腔體組成，用于實現(xiàn)待裝配的三角形激光陀螺諧振腔體的精確定位；其中軸座通過螺釘固定在支座上，支座通過螺栓固定在大理石隔振臺上，三角形激光陀螺諧振腔體套入軸座的軸上，由固定在連接座右上側(cè)和正下側(cè)的限位塊實現(xiàn)腔體的精確定位，并通過墊片、壓緊螺母實現(xiàn)腔體的固定。
[0012]上述帶力傳感器的鏡片夾持機械手，由一個L形轉(zhuǎn)接臂、一個球鉸底座、一個球鉸、一個螺母、一個盤軸、一個上軸承端蓋、一個旋轉(zhuǎn)臂、一個鏡片夾持機械手、一個力傳感器組成；其中L形轉(zhuǎn)接臂通過螺釘與Z向移動平臺的動平臺連接，球鉸底座與L形轉(zhuǎn)接臂的后端固定，球鉸通過螺釘與球鉸底座連接，軸承安裝在盤軸上，旋轉(zhuǎn)臂與軸承外圈配合，通過上軸承端蓋和盤軸凸肩，并由螺母使軸承固定在盤軸對應的軸向位置上，力傳感器通過螺釘固定在旋轉(zhuǎn)臂的末端，鏡片夾持機械手通過螺釘與L形轉(zhuǎn)接臂前端連接。
[0013]上述鏡片夾持機械手，由一個夾爪支架、兩個導向軸、一個帶V形夾爪的螺母、一個螺桿、一個固定架、一個擋圈、及兩個螺栓組成，用于實現(xiàn)待裝配光學鏡片的夾持；其中夾爪支架通過螺釘與L形轉(zhuǎn)接臂前端連接，固定架由兩個螺栓固定在夾爪支架的前端，螺桿與帶V形夾爪的螺母配合后插入固定架中，其軸向位置通過擋圈固定，兩個導向軸與夾爪支架連接后，插入帶V形夾爪的螺母的對應孔中，對螺母的運動起導向作用；通過旋轉(zhuǎn)螺桿可以使螺母沿著螺桿軸向運動，進而通過螺母及夾爪支架上的V形槽夾緊待裝配光學鏡片。[0014]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下顯而易見的突出實質(zhì)性特點和顯著的技術(shù)進步:裝配效率高，一致性好，結(jié)構(gòu)簡單，運動分辨率高，控制方便等。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2是入射激光獲得系統(tǒng)示意圖。
[0017]圖3是光學鏡片位置自動調(diào)節(jié)單元示意圖。
[0018]圖4是光電檢測單元示意圖。
[0019]圖5是光斑圖像檢測單元示意圖。
[0020]圖6是激光陀螺腔體定位單元示意圖。
[0021]圖7是帶力傳感器的鏡片夾持機械手示意圖。
[0022]圖8是鏡片夾持機械手示意圖。
【具體實施方式】
[0023]本發(fā)明的優(yōu)選實例結(jié)合【專利附圖】
【附圖說明】如下:
實施例一:
參考圖1，本三角形激光陀螺光學鏡片自動裝配裝置，由大理石隔振臺1、入射激光獲得系統(tǒng)2、帶力傳感器的鏡片夾持機械手3、光學鏡片位置自動調(diào)節(jié)單元4、光電檢測單元5、光斑圖像檢測單元6、激光陀螺腔體定位單元7組成；所述的入射激光獲得系統(tǒng)2、光學鏡片位置自動調(diào)節(jié)單元4、光電檢測單元5、光斑圖像檢測單元6及激光陀螺腔體定位單元7均由螺栓固定在大理石隔振臺I上，位置關(guān)系由光路決定，帶力傳感器的鏡片夾持機械手(3)固定在光學鏡片位置自動調(diào)節(jié)單元4的末端。
[0024]實施例二:本實施實例與實施例一基本相同，特別之處如下:
參考圖1、圖2，上述入射激光獲得系統(tǒng)2由激光發(fā)生器8、光線調(diào)整鏡片及其安裝架9、偏振鏡片及其安裝架10、兩個高度調(diào)節(jié)桿11、反光鏡片及其安裝架12、L形支架13、三個導向滑塊14、燕尾型導軌底座15、兩個高度調(diào)節(jié)套16、三個緊定螺釘17、兩個緊定螺釘18、激光發(fā)生器導向滑塊19、緊定螺釘20、T形連接架21組成；所述的燕尾型導軌底座15由螺栓固定在大理石隔振臺I上，激光發(fā)生器8通過T形連接架21固定在導向滑塊19上，導向滑塊19與燕尾型導軌底座滑配后通過緊定螺釘20固定在燕尾型導軌底座15的最左側(cè)，光線調(diào)整鏡片及其安裝架9與一個高度調(diào)節(jié)桿11連接后插入一個高度調(diào)節(jié)套16中，由一個緊定螺釘18限位，高度調(diào)節(jié)套16由螺栓連接在一個導向滑塊14上，導向滑塊14通過緊定螺釘17固定在燕尾型導軌底座15上，偏振鏡片及其安裝架10的安裝方法與光線調(diào)整鏡片及其安裝架9相同，反光鏡片及其安裝架12由螺釘與L型支架13連接，L形支架13由螺釘固定在導向滑塊14上，導向滑塊14通過緊定螺釘17固定在燕尾型導軌底座15最右側(cè)，按上述位置關(guān)系對入射激光獲得系統(tǒng)做精確調(diào)整，使從激光發(fā)射器8發(fā)出的激光能夠通過光線調(diào)整鏡片、偏振鏡片和反光鏡片的中心射出，反光鏡片的傾斜角度能夠保證激光能夠順利進入位于激光陀螺腔體定位單元7上的激光陀螺諧振腔內(nèi)。
[0025]參考圖1、圖3，上述光學鏡片位置自動調(diào)節(jié)單元4由X向移動平臺22、Χ_Υ轉(zhuǎn)接板23、Z向移動平臺24、Z-XY轉(zhuǎn)接板25、Y向移動平臺26及底座27組成；所述的Z向移動平臺24通過螺釘與Z-XY轉(zhuǎn)接板25連接，Z-XY轉(zhuǎn)接板25固定在Y向移動平臺26的動平臺上，Y向移動平臺26通過X-Y轉(zhuǎn)接板23與X向移動平臺22的動平臺連接，X向移動平臺22的靜平臺通過螺釘固定在底座27上，底座27由螺栓與大理石隔振臺I連接，而位于入射激光獲得系統(tǒng)的右后側(cè)。光學鏡片位置自動調(diào)節(jié)單元是主要的執(zhí)行單元，由控制系統(tǒng)控制實現(xiàn)X、Y、Z向三個自由度的精確運動，以實現(xiàn)三角形激光陀螺無鍍膜平面鏡和球面鏡的自動裝配。
[0026]參考圖1、圖4，上述光電檢測單元5由光電倍增管支架28、光電倍增管29組成；所述的光電倍增管29固定在光電倍增管支架28中，光電倍增管支架28通過螺栓固定在大理石隔振臺I上，而位于光學鏡片位置自動調(diào)節(jié)單元(4)的右側(cè)。光電檢測單元5主要檢測出射激光相對于入射激光的損耗，保證裝配的高可靠性。
[0027]參考圖1、圖5，上述光斑圖像檢測單元6由L形支架30、反射鏡及其安裝架31、分光鏡及其安裝架32、望遠鏡33、六個調(diào)心螺桿34、兩個望遠鏡支架35、鏡頭36、CXD攝像機37、兩個高度調(diào)節(jié)桿38、兩個高度調(diào)節(jié)套39、三個導向滑塊40、燕尾型導軌底座41、三個緊定螺釘42、支座43、導向滑塊44、緊定螺釘45、兩個緊定螺釘46組成；所述的反射鏡及其安裝架31與L形支架30通過螺釘連接后固定在一個導向滑塊40上，導向滑塊40通過緊定螺釘42固定在燕尾型導軌底座41的最左側(cè)，分光鏡及其安裝架32與一個高度調(diào)節(jié)桿38連接后插入一個高度調(diào)節(jié)套39內(nèi)，并由一個緊定螺釘46固定，高度調(diào)節(jié)套39通過螺釘固定在導向滑塊40上，并由緊定螺釘42與燕尾型導軌底座41連接，望遠鏡33通過六個調(diào)心螺桿34和兩個望遠鏡鏡架35調(diào)心定位后，由螺釘固定在支座43上，支座43與導向滑塊44連接，并由緊定螺釘45固定在燕尾型導軌底座41上，鏡頭36與CXD攝像機37連接后由一個高度調(diào)節(jié)桿38固定，并插入一個高度調(diào)節(jié)套39內(nèi)，同樣由一個緊定螺釘42固定，高度調(diào)節(jié)套39同樣通過導向滑塊40由緊定螺釘42與燕尾型導軌底座41連接，燕尾型導軌底座41通過螺栓與大理石隔振臺I連接，而位于大理石隔振臺(I)的右邊。光斑圖像檢測單元6主要采集出射激光的光斑和光闌圖像信息，分析光斑和光闌的圖像信息，得出它們的中心偏差，并以為此為據(jù)完成球面鏡的精確裝配。
[0028]參考圖1、圖6，上述激光陀螺腔體定位單元7由兩個限位塊47、支座48、軸座49、墊片50、壓緊螺母51及諧振腔體52組成，用于實現(xiàn)待裝配的三角形激光陀螺諧振腔體52的精確定位；所述的軸座49通過螺釘固定在支座48上，支座48通過螺栓固定在大理石隔振臺I上，三角形激光陀螺諧振腔體52套入軸座49的軸上，由固定在軸座49右上側(cè)和正下側(cè)的限位塊47實現(xiàn)腔體52的精確定位，并通過墊片50、壓緊螺母51實現(xiàn)腔體52的固定。光陀螺諧振腔體52的定位必須保證從入射激光獲得系統(tǒng)2射出的激光能夠準確地進入陀螺的諧振腔，并順利出射到光斑圖像檢測單元6的分光鏡中心。
[0029]參考圖1、圖7，上述帶力傳感器的鏡片夾持機械手3由L形轉(zhuǎn)接臂53、球鉸底座54、球鉸55、螺母56、盤軸57、上軸承端蓋58、旋轉(zhuǎn)臂59、鏡片夾持機械手60、力傳感器61組成；所述的L形轉(zhuǎn)接臂53通過螺釘與Z向移動平臺24的動平臺連接，球鉸底座54與L形轉(zhuǎn)接臂53的后端固定，球鉸55通過螺釘與球鉸底座54連接，軸承安裝在盤軸57上，旋轉(zhuǎn)臂59與軸承外圈配合,通過上軸承端蓋58和盤軸57凸肩，并由螺母56使軸承固定在盤軸57對應的軸向位置上，力傳感器61通過螺釘固定在旋轉(zhuǎn)臂59的末端，鏡片夾持機械手60通過螺釘與L形轉(zhuǎn)接臂53前端連接，完成上述裝配連接后，由鏡片夾持機械手60夾持待封裝的鏡片，調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)臂59繞Z軸方向的角度位置，使力傳感器位于待裝配鏡片的正上方，旋緊螺母56。
[0030]參考圖1、圖7、圖8，上述鏡片夾持機械手60由夾爪支架62、兩個導向軸63、帶V形夾爪的螺母64、螺桿65、固定架66、擋圈67、及兩個螺栓68組成，用于實現(xiàn)待裝配光學鏡片的夾持；所述夾爪支架62通過螺釘與L形轉(zhuǎn)接臂53前端連接，固定架66由兩個螺栓68固定在夾爪支架62的前端,螺桿65與帶V形夾爪的螺母64配合后插入固定架66中，其軸向位置通過擋圈67固定,兩個導向軸63與夾爪支架62連接后,插入帶V形夾爪的螺母64的對應孔中，對螺母64的運動起導向作用；通過旋轉(zhuǎn)螺桿65可以使螺母64沿著螺桿65軸向運動，進而通過螺母64及夾爪支架62上的V形槽夾緊待裝配光學鏡片，鏡片夾持機械手60用于實現(xiàn)待裝配光學鏡片的夾持。
[0031]基于上述思路，分布與各系統(tǒng)的多個傳感器采集相應的信息，這些信息經(jīng)由信息融合技術(shù)分析，并依此為據(jù)由運動控制系統(tǒng)精確控制自動裝備裝置完成對三角形激光陀螺無鍍膜平面鏡和球面鏡的自動裝配。
[0032]本發(fā)明建立的一個基于多傳感器的三角形激光陀螺光學鏡片自動裝配裝置，裝配效率高，一致性好，結(jié)構(gòu)簡單，運動分辨率高，控制方便。
【權(quán)利要求】
1.一種三角形激光陀螺光學鏡片自動裝配裝置，由一個大理石隔振臺(1)、入射激光獲得系統(tǒng)(2)、一個帶力傳感器的鏡片夾持機械手(3)、一個光學鏡片位置自動調(diào)節(jié)單元(4)、一個光電檢測單元(5)、一個光斑圖像檢測單元(6)、一個激光陀螺腔體定位單元(7)組成，在多傳感器的監(jiān)控下可以完成三角形激光陀螺的無鍍膜平面鏡、球面鏡的自動裝配；所述的入射激光獲得系統(tǒng)(2)、光學鏡片位置自動調(diào)節(jié)單元(4)、光電檢測單元(5)、光斑圖像檢測單元(6)及激光陀螺腔體定位單元(7)均由螺栓固定在大理石隔振臺(1)上，位置關(guān)系由光路決定，帶力傳感器的鏡片夾持機械手(3)固定在光學鏡片位置自動調(diào)節(jié)單元(4)的末端。
2.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的三角形激光陀螺光學鏡片自動裝配裝置，其特征在于所述的入射激光獲得系統(tǒng)(2):由一個激光發(fā)生器(8)、一個光線調(diào)整鏡片及其安裝架(9)、一個偏振鏡片及其安裝架(10)、兩個高度調(diào)節(jié)桿(11)、一個反光鏡片及其安裝架(12)、一個L形支架(13)、三個導向滑塊(14)、一個燕尾型導軌底座(15)、兩個高度調(diào)節(jié)套(16)、三個緊定螺釘(17)、兩個緊定螺釘(18)、一個激光發(fā)生器導向滑塊(19)、一個緊定螺釘(20)、一個T形連接架(21)組成；所述的燕尾型導軌底座(15)由螺栓固定在大理石隔振臺(1)左邊上，激光發(fā)生器(8)通過T形連接架(21)固定在導向滑塊(19)上，導向滑塊(19)與燕尾型導軌底座(15)滑配而通過緊定螺釘(20)固定在燕尾型導軌底座(15)的最左側(cè)，光線調(diào)整鏡片及其安裝架(9)與一個高度調(diào)節(jié)桿連接后插入一個高度調(diào)節(jié)套(16)中，由一個緊定螺釘(18)定位，高度調(diào)節(jié)套(16)由螺栓連接在一個導向滑塊(14)上，導向滑塊(14)通過緊定螺釘(17)固定在燕尾型導軌底座(15)上，偏振鏡片及其安裝架(10)的安裝方法與光線調(diào)整鏡片及其安裝架(9)相同，反光鏡片及其安裝架(12)由螺釘與L型支架(13)連接，L形支架(13)由螺釘固定在導向滑塊(14)上，導向滑塊(14)通過緊定螺釘(17)固定在燕尾型導軌底座(15)的最右側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的三角形激光陀螺光學鏡片自動裝配裝置，其特征在于所述的光學鏡片位置自動調(diào)節(jié)單元(4):由一個X向移動平臺(22)、一個X-Y轉(zhuǎn)接板(23)、一個Z向移動平臺(24)、一個Z-XY轉(zhuǎn)接板(25)、一個Y向移動平臺(26)及一個底座(27)組成；所述的Z向移動平臺(24)通過螺釘與Z-XY轉(zhuǎn)接板(25)連接，Z-XY轉(zhuǎn)接板(25)固定在Y向移動平臺(26)的動平臺上，Y向移動平臺(26)通過X-Y轉(zhuǎn)接板(23)與X向移動平臺(22)的動平臺連接，X向移動平臺(22)的靜平臺通過螺釘固定在底座(27)上，底座(27)由螺栓與大理石隔振臺(1)連接，而位于入射激光獲得系統(tǒng)(2)的左后側(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的三角形激光陀螺光學鏡片自動裝配裝置，其特征在于所述的光電檢測單元(5 ):由一個光電倍增管支架(28 )、一個光電倍增管(29 )組成；所述的光電倍增管(29)固定在光電倍增管支架(28)中，光電倍增管支架(28)通過螺栓固定在大理石隔振臺(1)上，而位于光學鏡片位置自動調(diào)節(jié)單元(4)的右側(cè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的三角形激光陀螺光學鏡片自動裝配裝置，其特征在于所述的光斑圖像檢測單元(6):由一個L形支架(30)、一個反射鏡及其安裝架(31)、一個分光鏡及其安裝架(32)、一個望遠鏡(33)、六個調(diào)心螺桿(34)、兩個望遠鏡支架(35)、一個鏡頭(36)、一個CXD攝像機(37)、兩個高度調(diào)節(jié)桿(38)、兩個高度調(diào)節(jié)套(39)、三個導向滑塊(40)、一個燕尾型導軌底座(41)、三個緊定螺釘(42)、一個支座(43)、一個導向滑塊(44)、一個緊定螺釘(45)、兩個緊定螺釘(46)組成；所述的反射鏡及其安裝架(31)與L形支架(30 )通過螺釘連接后固定在一個導向滑塊(40 )上，導向滑塊(40 )通過緊定螺釘(42 )固定在燕尾型導軌底座(41)的最左側(cè)，分光鏡及其安裝架(32)與一個高度調(diào)節(jié)桿(38)連接后插入一個高度調(diào)節(jié)套(39 )內(nèi)，并由一個緊定螺釘(46 )固定，高度調(diào)節(jié)套(39 )通過螺釘固定在導向滑塊(40)上，并由緊定螺釘(42)與燕尾型導軌底座(41)連接，望遠鏡(33)通過六個調(diào)心螺桿(34)和兩個望遠鏡鏡架(35)調(diào)心定位后，由螺釘固定在支座(43)上，支座(43)與導向滑塊(44 )連接，并由緊定螺釘(45 )固定在燕尾型導軌底座(41)上，鏡頭(36 )與CXD攝像機(37 )連接后與一個高度調(diào)節(jié)桿(38 )固定，并插入一個高度調(diào)節(jié)套(39 )內(nèi)，同樣由一個緊定螺釘(42)固定，高度調(diào)節(jié)套(39)同樣通過導向滑塊(40)由緊定螺釘(42)與燕尾型導軌底座(41)連接，燕尾型導軌底座(41)通過螺栓與大理石隔振臺(I)連接，而位于大理石隔振臺(1)的右邊。
6.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的三角形激光陀螺光學鏡片自動裝配裝置，其特征在于所述的激光陀螺腔體定位單元(7):由兩個限位塊(47)、一個支座(48)、一個軸座(49)、一個墊片(50)、一個壓緊螺母(51)及諧振腔體(52)組成，用于實現(xiàn)待裝配的三角形激光陀螺諧振腔體(52)的精確定位；所述的軸座(49)通過螺釘固定在支座(48)上，支座(48)通過螺栓固定在大理石隔振臺(I)上，而位于光學鏡片位置自動調(diào)節(jié)單元(4)的前側(cè)，三角形激光陀螺諧振腔體(52)套入軸座(49)的軸上，由固定在軸座(49)右上側(cè)和正下側(cè)的限位塊(47)實現(xiàn)腔體(52)的精確定位，并通過墊片(50)、壓緊螺母(51)實現(xiàn)腔體(52)的固定。
7.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的三角形激光陀螺光學鏡片自動裝配裝置，其特征在于所述的帶力傳感器的鏡片夾持機械手(3 ):由一個L形轉(zhuǎn)接臂(53 )、一個球鉸底座(54)、一個球鉸(55)、一個螺母(56)、一個盤軸(57)、一個上軸承端蓋(58)、一個旋轉(zhuǎn)臂(59)、一個鏡片夾持機械手(60)、一個力傳感器(61)組成；所述的L形轉(zhuǎn)接臂(53)通過螺釘與Z向移動平臺(24)的動平臺連接，球鉸底座(54)與L形轉(zhuǎn)接臂(53)的后端固定，球鉸(55)通過螺釘與球鉸底座(54)連接，軸承安裝在盤軸(57)上，旋轉(zhuǎn)臂(59)與軸承外圈配合，通過上軸承端蓋(58 )和盤軸(57 )凸肩，并由螺母(56 )使軸承固定在盤軸(57 )對應的軸向位置上，力傳感器(61)通過螺釘固定在旋轉(zhuǎn)臂(59)的末端，鏡片夾持機械手(60)通過螺釘與L形轉(zhuǎn)接臂(53)前端連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求書7所述的帶力傳感器的鏡片夾持機械手(3)，其特征在于所述的鏡片夾持機械手(60):由一個夾爪支架(62)、兩個導向軸(63)、一個帶V形夾爪的螺母(64)、一個螺桿(65 )、一個固定架(66 )、一個擋圈(67 )、及兩個螺栓(68 )組成，用于實現(xiàn)待裝配光學鏡片的夾持；所述的夾爪支架(62)通過螺釘與L形轉(zhuǎn)接臂(53)前端連接，固定架(66)由兩個螺栓(68)固定在夾爪支架(62)的前端，螺桿(65)與帶V形夾爪的螺母(64)配合后插入固定架(66)中，其軸向位置通過擋圈(67)固定,兩個導向軸(63)與夾爪支架(62)連接后，插入帶V形夾爪的螺母(64)的對應孔中，對螺母(64)的運動起導向作用；通過旋轉(zhuǎn)螺桿(65)可以使螺母(64)沿著螺桿(65)軸向運動，進而通過螺母(64)及夾爪支架(62)上的V形槽夾緊待裝配光學鏡片。
【文檔編號】B23P21/00GK103949881SQ201410147325
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年4月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月14日
【發(fā)明者】馬立, 高英龍, 榮偉彬, 孫立寧 申請人:上海大學
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