一种双光楔光束偏转平行校准装置的制作方法

本发明涉及光学元件校准，具体为一种双光楔光束偏转平行校准装置。

背景技术：

1、在激光瞄准训练及光学检测系统中，需要将红色激光和不可见激光两组光束的光轴调节至与枪管瞄准方向平行，以保证射击模拟的精度和一致性。目前，常见的光轴校准方式多采用机械调节螺钉配合弹簧的推拉结构，通过手动旋转调节螺钉来改变光学元件的偏转角度。

2、然而，现有技术在实际应用中存在以下问题：一是手动调节方式的精度有限，调节螺钉的回程间隙和螺纹间隙难以完全消除，导致每次调节的重复定位精度不高；二是水平方向和垂直方向的调节相互耦合，调节一个方向的偏角时另一方向也会发生微动，需要反复交叉调节才能达到预期效果，操作繁琐、效率低下；三是校准完成后的锁紧保持困难，手动锁紧时容易对调节螺钉产生附加扭矩，导致已经调好的角度再次偏移，且训练过程中的持续振动会使锁紧结构逐渐松动，影响光轴稳定性和模拟精度；四是发射端的活动盒在安装时缺乏快速定位结构，每次更换或维护后需要重新对位，增加了调试时间。

3、因此，如何设计一种水平与垂直方向独立调节、调节精度高、校准完成后可稳定锁紧且发射端可快速定位装夹的光束偏转校准装置，成为本领域亟需解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种双光楔光束偏转平行校准装置，具有光束偏转调节精度高、正交双轴独立校准、发射端快速定位装夹且结构紧凑的优点，解决了现有技术中的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种双光楔光束偏转平行校准装置，包括机架、固定连接于机架上端的第一固定座和第二固定座、固定连接于第二固定座侧壁的第一电动缸、固定连接于机架侧壁的控制器、滑动设置于第一固定座与第二固定座之间的移动板、固定连接于移动板上端的承载板、设置于承载板上端的发射端组件、设置于承载板上端的定位组件、设置于机架外部的接收端组件、设置于机架外部的光楔偏转组件，以及设置于移动板与第二固定座之间的导向组件；所述第一电动缸的输出轴穿过第二固定座并与移动板固定连接；所述控制器分别与第一电动缸、发射端组件、接收端组件、光楔偏转组件电连接。

4、优选的，所述发射端组件包括放置于承载板上端的活动盒、固定连接于活动盒内壁一端的光束发生器、固定连接于活动盒内壁底面的两个支座、转动安装于两个支座之间的第一棱镜、固定连接于支座侧壁且输出轴穿过支座并与第一棱镜转轴固定连接的第二电机、转动安装于活动盒内壁上下两端面之间的第二棱镜、固定连接于活动盒上端且输出轴穿过活动盒上端并与第二棱镜转轴上端固定连接的第三电机、固定连接于活动盒靠近光楔偏转组件一端的出光筒，以及卡接于出光筒外周壁的透光头；所述控制器分别与第二电机、第三电机电连接。

5、值得注意的是，第一棱镜的转轴沿水平方向设置，第二电机的输出轴驱动第一棱镜绕水平轴线旋转，改变光束在垂直方向上的偏转角度；第二棱镜的转轴沿竖直方向设置，第三电机的输出轴驱动第二棱镜绕竖直轴线旋转，改变光束在水平方向上的偏转角度；两组棱镜的正交布置实现了光束垂直偏角和水平偏角的独立调节，互不干扰，避免了传统手动调节机构因耦合效应需要反复交叉调节的问题。

6、优选的，所述定位组件包括四个固定连接于承载板上端的第一限位块，所述第一限位块为u形结构；所述承载板的两侧面均固定连接有两个第二限位块，第二限位块的外周壁与第一限位块的凹面贴合，四个第二限位块分别被四个第一限位块限位。

7、值得注意的是，四个第一限位块呈矩形分布于承载板上端，活动盒两侧面的四个第二限位块卡入第一限位块的u形凹面后，活动盒在水平面上的两个平动自由度和绕竖直轴线的旋转自由度均被约束，只需将活动盒放入即可自动对位，无需额外的螺栓锁紧或销钉定位操作，实现了发射端组件的快速定位装夹。

8、优选的，所述接收端组件包括设置于机架外部的底块、固定连接于底块上端的第二电动缸、固定连接于第二电动缸输出轴上端的升降板、开设于升降板一端的槽体、固定连接于槽体内壁底面的透光板，以及固定连接于槽体内壁顶面的玻璃板；所述控制器与第二电动缸电连接。

9、值得注意的是，第二电动缸驱动升降板沿竖直方向升降，可调节透光板和玻璃板在竖直方向上的位置，以适应不同口径训练枪支的瞄准基线高度；透光板位于下方，光束穿过透光板后打在玻璃板上形成光斑，玻璃板用于标定光束的目标投射位置，配合透光板形成上下对应的双层检测结构，便于操作人员观察光斑位置偏差。

10、优选的，所述光楔偏转组件包括设置于机架外部的承载架、固定连接于承载架上端的支撑块、固定连接于支撑块上端的固定框、转动安装于固定框内壁上下两端面之间的两个转动框、固定连接于转动框内壁的光楔，以及固定连接于固定框上端且输出轴穿过固定框上端并与转动框转轴上端固定连接的第一电机；所述控制器与第一电机电连接。

11、值得注意的是，两个转动框沿固定框的轴向间隔布置，每个转动框内壁均固定一片光楔，第一电机驱动其中一个转动框旋转，另一个转动框的转轴与第一电机的输出轴垂直布置，使两片光楔的相对旋转轴线正交，通过调节两片光楔的相对旋转角度，可实现光束在两个方向上的精密偏转，将经过发射端组件初步调直后的光束进一步校准为与枪管瞄准方向完全平行的状态。

12、优选的，两个所述转动框的旋转轴线相互垂直设置。

13、值得注意的是，两片光楔的相对旋转轴线相互垂直，形成双光楔正交偏转结构，一片光楔的旋转改变光束在一个方向上的偏角，另一片光楔的旋转改变光束在正交方向上的偏角，两个方向的偏转调节独立可控，避免了单光楔只能沿一个方向偏转的局限性。

14、优选的，所述导向组件包括固定连接于移动板靠近第二固定座一端的第一导向杆、贯穿式固定连接于第二固定座一端的第一直线轴承、固定连接于第一固定座与第二固定座之间的两个固定杆、固定连接于两个固定杆外周壁的第二直线轴承；所述第一导向杆滑动设置于第一直线轴承的内壁，第一导向杆穿过第一直线轴承并滑动设置于第二直线轴承的内壁。

15、值得注意的是，第一导向杆随移动板同步运动，依次穿过第一直线轴承和第二直线轴承，形成两级滑动导向；第一直线轴承对第一导向杆提供前端支撑和导向，第二直线轴承对第一导向杆提供后端支撑和导向，两级导向结构有效延长了导向长度，减小了移动板在伸缩过程中的径向晃动幅度，保证了移动板及承载板的直线运动精度。

16、优选的，所述承载板的下端固定连接有两个安装座，两个安装座与第二固定座之间共同固定连接有第二导向杆；所述移动板的一端贯穿式固定连接有两个第三直线轴承，第二导向杆的外周壁滑动设置于第三直线轴承的内壁。

17、值得注意的是，第二导向杆通过两个安装座固定连接于承载板与第二固定座之间，第三直线轴承固定于移动板上并沿第二导向杆滑动，形成了对移动板的辅助导向约束；第二导向杆与第一导向杆平行设置，两组导向结构共同作用，从移动板的两侧施加均衡的导向力，进一步提高了移动板的运动平稳性和重复定位精度。

18、优选的，所述移动板的一端贯穿式固定连接有固定柱，固定柱靠近承载架的一端固定连接有测距传感器；所述测距传感器的探测端朝向升降板设置。

19、值得注意的是，测距传感器固定于移动板端部并随移动板同步移动，其探测端始终朝向升降板，可实时测量移动板与升降板之间的直线距离，操作人员可根据距离数值判断发射端组件与接收端组件之间的工作间距，便于校准操作时的位置确认和重复定位。

20、与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

21、1、本发明通过设置正交布置的第一棱镜和第二棱镜，分别由第二电机和第三电机独立驱动，实现了光束垂直偏角和水平偏角的独立调节，解决了传统手动调节机构耦合效应严重、需要反复交叉调节的问题，显著提高了光轴校准效率和精度；

22、2、本发明通过四个u形第一限位块与四个第二限位块的贴合限位结构，活动盒放入即可自动对位并约束水平面内的平移和旋转自由度，实现了发射端组件的快速定位装夹，解决了现有设备发射端安装需要反复对位、调试时间长的问题；

23、3、本发明通过第一电机锁止转动框的角度位置，在校准完成后可稳定保持光楔的偏转角度，第一电机的自锁力矩可抵抗训练过程中的振动冲击，解决了传统锁紧结构因振动易松动导致光轴偏移的问题；

24、4、本发明通过两级导向结构，第一导向杆依次穿过第一直线轴承和第二直线轴承，配合第二导向杆与第三直线轴承的辅助导向，从移动板两侧施加均衡导向约束，解决了现有设备直线运动精度不足、径向晃动大的问题，保证了移动板的平稳运动和重复定位精度。