一种光学测量中使用的二维同心转镜装置，用在激光跟踪干涉测量和光学三角法跟踪测量系统中作跟踪反射装置。本发明专利技术主要包括反射镜和两个电机，反射镜采用一个半球结构，其镜面位于半球的最大直径处，在半球结构的下面有一拨杆；两电机相互成９０°布置，在每个电机的轴上分别设有半圆形拨叉，其圆心与半球结构的球心重合，拨杆穿过两个拨叉的中心。本发明专利技术不需经过复杂的调整和加工就可使两电机转轴垂直交叉且位于镜面上，避免了以往叠加结构带来的惯性负载大的问题，不仅结构简单，且保证了测量精度的要求。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光学测量中使用的设备，特别涉及一种在光学测量中使用的二维跟踪同心反射装置，可用于激光跟踪干涉测量和光学三角法跟踪测量系统中，亦可用于大尺寸几何量的跟踪测量。本专利技术是通过如下技术方案实现的一种光学测量中使用的二维同心转镜装置，主要包括反射镜和两个电机，其特征在于所述反射镜采用一个半球结构，其镜面位于半球的最大直径处，在半球结构的下面带有一拨杆，所述两个电机的电机轴相交且相互成90°，在每个电机的轴上分别装有半圆形拨叉，其圆心与半球结构的球心重合，拨杆穿过两个拨叉的中心。上述半球结构采用三点支撑；并在所述拨杆上设有弹簧，以保证半球与三支撑点有良好的接触。本专利技术与现有技术相比，由于采用了半球结构，使反射面位于最大直径处，因此不需经过复杂的调整和加工就可使两转轴垂直交叉且位于镜面上，实现没有附加平移的二维旋转，避免了以往叠加结构带来的惯性负载大，调整困难的问题，不仅结构简单，且保证了测量精度的要求。图3是半球结构图。反射镜9粘在镜座半球10上，通过粘胶过程使镜面到球底的高度H刚好为球体的半径R，允许的误差范围为1微米。也可直接加工半球，将球的最大直径面研磨成反射面。图4是二维同心转镜的工作原理图。这个带有反射面的半球粘在一个拨杆13上，并架在三个固定的小钢球8上，电机2和电机16分别带动两个拨叉6和11使拨杆13产生两个方向的摆动。直流电机由跟踪反馈信号放大驱动，实现跟踪。由于反射镜9恰好在镜座半球10的大圆上，半球在三个固定点上摆动过程中，镜面始终通过镜座半球10的球心，而球心正是跟踪转镜的转动中心。这种二维同心转镜装置在跟踪过程中不会引入额外的光程差，所以可以用在干涉跟踪测量中。该结构简单，避免了以往叠加结构带来的惯性负载大的问题，并保证两维转镜的转轴交于镜面并互相垂直。图5为本专利技术应用在跟踪干涉仪上的光学系统图。稳频激光17被30％分光镜18和50％分光镜19分为三路，可带三个干涉仪进行测量。图中所示为其中一个干涉仪，另外两个由27，28表示。激光束经偏振分光镜22分光后，分别由参考镜20和测量目标猫眼26反射，干涉条纹由探测器24接收。猫眼26的位置信号由四象限光电池25检测后，反馈控制二维跟踪反射镜9旋转。图中序号21为1/4波片，用于防止激光回受。序号23为1/2波片，用于调整偏振方向。由于猫眼26的移动，造成反射光斑在四象限光电池25上位置移动，用该信号作为反馈控制信号控制跟踪反射镜旋转进行跟踪。跟踪反射镜二转轴交点O应在镜面上，保证当猫眼从A点移动到A’点时，转镜转到虚线位置。转镜相对位置P只有转动，没有平移。如果二转轴交点在O’，O’不在镜面上，则转镜转动的同时有附加平移，这平移就带来了测量误差。本专利技术的二维同心转镜装置采用半球结构，反射面位于最大直径处，以保证转轴位于镜面上。具有结构简单，精度高的优点。权利要求1.一种光学测量中使用的二维同心转镜装置，主要包括反射镜和两个电机，其特征在于所述反射镜采用一个半球结构，其镜面位于半球的最大直径处，在半球结构的下面带有一拨杆，所述两个电机轴相交且相互成90°，在每个电机的轴上分别设有半圆形拨叉，其圆心与半球结构的球心重合，拨杆穿过两个拨叉的中心。2.按照权利要求1所述的一种光学测量中使用的二维同心转镜装置，其特征在于半球结构采用三点支撑。3.按照权利要求1所述的一种光学测量中使用的二维同心转镜装置，其特征在于所述拨杆上设有弹簧。4.按照权利要求1、2或3所述的一种光学测量中使用的二维同心转镜装置，其特征在于所述半球结构是由镜座半球和设置在镜座上的平面反射镜组成。全文摘要一种光学测量中使用的二维同心转镜装置,用在激光跟踪干涉测量和光学三角法跟踪测量系统中作跟踪反射装置。本专利技术主要包括反射镜和两个电机,反射镜采用一个半球结构,其镜面位于半球的最大直径处,在半球结构的下面有一拨杆;两电机相互成90°布置,在每个电机的轴上分别设有半圆形拨叉,其圆心与半球结构的球心重合,拨杆穿过两个拨叉的中心。本专利技术不需经过复杂的调整和加工就可使两电机转轴垂直交叉且位于镜面上,避免了以往叠加结构带来的惯性负载大的问题,不仅结构简单,且保证了测量精度的要求。文档编号G01B11/04GK1355418SQ0114418公开日2002年6月26日 申请日期2001年12月14日 优先权日2001年12月14日专利技术者曾理江, 宋德强, 蔡志坚, 张树龙, 殷纯永 申请人:清华大学本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种光学测量中使用的二维同心转镜装置，主要包括反射镜和两个电机，其特征在于所述反射镜采用一个半球结构，其镜面位于半球的最大直径处，在半球结构的下面带有一拨杆，所述两个电机轴相交且相互成９０°，在每个电机的轴上分别设有半圆形拨叉，其圆心与半球结构的球心重合，拨杆穿过两个拨叉的中心。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：曾理江，宋德强，蔡志坚，张树龙，殷纯永，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
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