專利名稱：空氣介質(zhì)分體式二向直角頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于幾何量角度測(cè)量領(lǐng)域，涉及一種二向直角頭，特別是涉及一種空氣介質(zhì)分體式二向直角頭。
背景技術(shù)：
二向直角頭又叫零距直角頭，是準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡或光電自準(zhǔn)直儀等光電測(cè)角儀器的重要附件。二向直角頭使光學(xué)視線折轉(zhuǎn)90°，用來建立互相垂直的光學(xué)視線，或與光學(xué)視線垂直的光學(xué)平面及若干個(gè)互相平行的光學(xué)平面等。常用的二向直角頭采用整體式結(jié)構(gòu)，由一塊玻璃五棱鏡13和一塊膠合在其半透半反面上的玻璃楔鏡12制成。整體式玻璃二向直角頭結(jié)構(gòu)及原理圖見圖I和圖2所示五棱鏡使光學(xué)直視視線精確轉(zhuǎn)角90°，膠合楔鏡使入射光線不發(fā)生折轉(zhuǎn)，透射后繼續(xù)向前。當(dāng)改變五棱鏡工作面夾角角度值時(shí)，也可制成非90°的特定光束偏轉(zhuǎn)角裝置。 整體式玻璃二向直角頭具有以下局限性(I)當(dāng)通光口徑增大時(shí)，由于光線在玻璃中的光程增大，玻璃對(duì)光能的吸收也增大，當(dāng)通光口徑大于Φ30πιπι時(shí)光能損耗顯著，此結(jié)構(gòu)不適用于對(duì)通光口徑要求較大的場(chǎng)
口 O(2)光學(xué)視線精確轉(zhuǎn)角90°需滿足以下條件a、兩反射面成準(zhǔn)確的45°夾角；b、兩反射面垂直于同一平面，此項(xiàng)要求常稱為“塔差”;C、兩反射面的平面度。玻璃五棱鏡由于用整塊玻璃制成，兩反射面既要保證45°夾角，又要保證垂直于同一平面，工藝上很難實(shí)現(xiàn)，并且一旦鍍膜就無法修復(fù)。因此一般的玻璃五棱鏡在垂直面內(nèi)出射光與入射光的平行度往往是“角分”級(jí)的，由于“塔差”的影響很難實(shí)現(xiàn)90°精確轉(zhuǎn)角。(3)由于玻璃五棱鏡膠合楔鏡后兩玻璃面很難做到嚴(yán)格平行，直射出射光會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)或平移，影響測(cè)量精度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)上述整體式玻璃二向直角頭的局限性,提供一種空氣介質(zhì)分體式二向直角頭，以提高其測(cè)量精度降低制造成本，改善和擴(kuò)展使用范圍。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案一種空氣介質(zhì)分體式二向直角頭，其包括中空長方體狀的殼體，殼體的三個(gè)相鄰側(cè)面分別開設(shè)透射光通光孔、折射光通光孔和入射光通光孔共三個(gè)通光孔，三個(gè)通光孔分別與防塵罩彈性連接；殼體上下兩端面為平行端面，平行度不大于2"，分別與上頂板和下底板用螺釘聯(lián)接；反光鏡I和反光鏡II呈三角柱狀，分別固定在兩個(gè)三角狀的反光鏡安裝板上，兩個(gè)反光鏡安裝板固定在下底板上，并使得反光鏡I與反光鏡II之間為45°夾角；所述的反光鏡I中間帶有反光鏡透射光通光孔，反光鏡透射光通光孔與透射光通光孔對(duì)齊。如上所述的一種空氣介質(zhì)分體式二向直角頭，其所述的反光鏡I和反光鏡II為K9玻璃制成的反光鏡，工作面涂鍍介質(zhì)膜，其余非工作面磨砂；反光鏡I中間帶有的反光鏡透射光通光孔直徑為Φ15_。如上所述的一種空氣介質(zhì)分體式二向直角頭，其所述的反光鏡I和反光鏡II分別用光學(xué)結(jié)構(gòu)膠膠合在兩個(gè)反光鏡安裝板上；兩個(gè)反光鏡安裝板通過螺釘固聯(lián)下底板。如上所述的一種空氣介質(zhì)分體式二向直角頭，其所述的下底板為板狀六面體，上下兩面為工作面，研磨加工平行度不大于2"，平面度不大于O. I μ m ;研磨反光鏡安裝板安裝面，使反光鏡I、反光鏡II與下底板的下底面垂直度即“塔差”不大于3";調(diào)整光鏡安裝板與下底板之間的安裝螺釘，保證反光鏡I與反光鏡II之間的45°夾角不大于2"。本發(fā)明的效果在于本發(fā)明所述的空氣介質(zhì)分體式二向直角頭，裝置零部件采用溫度膨脹系數(shù)很小的Nb-因瓦鋼制造，反光鏡采用微晶玻璃制造，儀器因溫度變化(-5 35°C)引起的角度測(cè)量誤不大于±1"。由于兩反射面間的介質(zhì)為空氣，不存在玻璃內(nèi)長光程的光能損耗，因此可制成較大的通光口徑，容易捕捉目標(biāo)，使用方便。出射光與入射光90°轉(zhuǎn)角誤差不大于2"，也可按使用要求制成其他轉(zhuǎn)角角度；與90°轉(zhuǎn)角平面相垂直的 平面內(nèi)，出射光與入射光的平行度不大于3"。當(dāng)二向直角頭位置偏轉(zhuǎn)時(shí)，能顯著減小自準(zhǔn)直像的變化量?；谆尜N住平板擺動(dòng)±5°，自準(zhǔn)直儀檢測(cè)值的變化量不大于±1"。


圖I為整體式玻璃二向直角頭結(jié)構(gòu)圖；圖2為圖I 二向直角頭原理示意圖；圖3為空氣介質(zhì)分體式二向直角頭原理圖；圖4為空氣介質(zhì)分體式二向直角頭整體圖；圖5為空氣介質(zhì)分體式二向直角頭分解圖；圖中1.上頂板；2.殼體；3.透射光通光孔；4.反光鏡I ;5.反光鏡透射光通光孔；6.下底板；7.反光鏡安裝板；8.反光鏡II ；9.折射光通光孔；10.入射光通光孔；11.防塵罩；12.楔鏡；13.五棱鏡。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明所述的空氣介質(zhì)分體式二向直角頭作進(jìn)一步描述。如圖4和圖5所示，本發(fā)明所述的空氣介質(zhì)分體式二向直角頭由上頂板I、殼體2、反光鏡I 4、下底板6、反光鏡安裝板7、反光鏡II 8和防塵罩11等組成。其中，中空長方體狀的殼體2的三個(gè)相鄰側(cè)面分別開設(shè)透射光通光孔3、折射光通光孔9和入射光通光孔10共三個(gè)通光孔，三個(gè)通光孔分別與防塵罩11彈性連接；殼體2上下兩端面為平行端面，平行度不大于2"，分別與上頂板I和下底板6用螺釘聯(lián)接；反光鏡I 4和反光鏡II 8呈三角柱狀，分別用光學(xué)結(jié)構(gòu)膠膠合在兩個(gè)三角狀的反光鏡安裝板7上，兩個(gè)反光鏡安裝板7通過螺釘固聯(lián)在下底板6上，并使得反光鏡I 4與反光鏡II 8之間為45°夾角；所述的反光鏡I 4中間帶有直徑為Φ 15mm的反光鏡透射光通光孔5，反光鏡透射光通光孔5與透射光通光孔3對(duì)齊。上述的反光鏡I 4和反光鏡II 8為K9玻璃制成的反光鏡，工作面涂鍍介質(zhì)膜，其余非工作面磨砂。上述的下底板6為板狀六面體，上下兩面為工作面，研磨加工平行度不大于2〃，平面度不大于O. I μ m ;研磨反光鏡安裝板7安裝面，使反光鏡I 4、反光鏡II 8與下底板6的下底面垂直度即“塔差”不大于3";調(diào)整光鏡安裝板7與下底板6之間的安裝螺釘，保證反光鏡I 4與反光鏡II 8之間的45°夾角不大于2"。如圖3所示，本發(fā)明所述的空氣介質(zhì)分體式二向直角頭使用時(shí)，打開防塵罩11，用準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡或光電自準(zhǔn)直儀等光電測(cè)角儀器光軸對(duì)準(zhǔn)入射光通光孔10，入射光線中間光線通過反光鏡透射通光孔5和透射光通光孔3后沿原光路出射，其余部分經(jīng)過反光鏡I 4和反光鏡II 8折轉(zhuǎn)90°通過折射光通光孔9出射。上述金屬零件為Nb-因瓦鋼加工制成，使用完畢后工作面用脫脂棉蘸酒精或汽油擦拭，并涂油保護(hù)，蓋上防塵罩11保存。本發(fā)明所述的空氣介質(zhì)分體式二向直角頭采用空心分體式設(shè)計(jì)方案，使入射光 一部分通過通光孔沿原路出射，另一部分經(jīng)過反光鏡I和反光鏡II折轉(zhuǎn)90°出射，光線始終在空氣介質(zhì)中傳播，最大程度的減少光能的損失；其摒棄整體式采用分體式，便于提高90°轉(zhuǎn)角或固定轉(zhuǎn)角誤差，同時(shí)兼顧“塔差”的影響，進(jìn)而提高測(cè)量精度，降低簡化使用條件，降低制造成本；去掉楔鏡避免直通光線通過玻璃介質(zhì)發(fā)生的光線偏轉(zhuǎn)或平移。本發(fā)明所述的空氣介質(zhì)分體式二向直角頭零部件采用溫度膨脹系數(shù)很小的Nb-因瓦鋼制造，反光鏡采用微晶玻璃制造，把儀器的使用環(huán)境擴(kuò)大到野外；根據(jù)測(cè)量儀器光源波長的不同鍍相應(yīng)的介質(zhì)膜，提高反射率(最高可到98%)可應(yīng)用于較遠(yuǎn)距離目標(biāo)的測(cè)量，也可解決目標(biāo)反光鏡反射率低或平面度差的測(cè)量情況；通過調(diào)整玻璃反光鏡的45°夾角的位置，保證入射光與折轉(zhuǎn)的出射光在水平方向上為90°或固定夾角；通過修磨玻璃反光鏡的金屬鏡座與底板的接觸面，保證反射面與底板底面的垂直度即“塔差”(不大于2")，以保證90°轉(zhuǎn)角的出射光與入射光在垂直方向上平行；采用在光線直視方向留有通光孔的方式保證光線在原光路的基礎(chǔ)上傳播方向不變；二向直角頭上下兩底板基面均與五棱鏡棱線垂直，便于對(duì)直角頭與光電自準(zhǔn)直儀類儀器相對(duì)位置精確找正。
權(quán)利要求
1.一種空氣介質(zhì)分體式二向直角頭，其特征在于它包括中空長方體狀的殼體(2),殼體(2 )的三個(gè)相鄰側(cè)面分別開設(shè)透射光通光孔(3 )、折射光通光孔(9 )和入射光通光孔(10 )共三個(gè)通光孔，三個(gè)通光孔分別與防塵罩(11)彈性連接；殼體(2)上下兩端面為平行端面，平行度不大于2"，分別與上頂板(I)和下底板(6)用螺釘聯(lián)接； 反光鏡I (4)和反光鏡II (8)呈三角柱狀，分別固定在兩個(gè)三角狀的反光鏡安裝板(7)上，兩個(gè)反光鏡安裝板(7)固定在下底板(6)上，并使得反光鏡I (4)與反光鏡II (8)之間為45°夾角； 所述的反光鏡I (4)中間帶有反光鏡透射光通光孔(5),反光鏡透射光通光孔(5)與透射光通光孔(3)對(duì)齊。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種空氣介質(zhì)分體式二向直角頭，其特征在于所述的反光鏡I (4)和反光鏡II (8)為K9玻璃制成的反光鏡，工作面涂鍍介質(zhì)膜，其余非工作面磨砂；反光鏡I (4)中間帶有的反光鏡透射光通光孔(5)直徑為Φ15πιπι。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種空氣介質(zhì)分體式二向直角頭,其特征在于所述的反光鏡I (4)和反光鏡II (8)分別用光學(xué)結(jié)構(gòu)膠膠合在兩個(gè)反光鏡安裝板(7)上；兩個(gè)反光鏡安裝板(7 )通過螺釘固聯(lián)下底板(6 )。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種空氣介質(zhì)分體式二向直角頭，其特征在于所述的下底板(6)為板狀六面體，上下兩面為工作面，研磨加工平行度不大于2〃，平面度不大于O.I μ m ;研磨反光鏡安裝板(7)安裝面，使反光鏡1(4)、反光鏡II (8)與下底板(6)的下底面垂直度即“塔差”不大于3";調(diào)整光鏡安裝板(7)與下底板(6)之間的安裝螺釘，保證反光鏡I (4)與反光鏡II (8)之間的45°夾角不大于2"。
全文摘要
本發(fā)明提供一種空氣介質(zhì)分體式二向直角頭。其包括中空長方體狀的殼體，殼體的三個(gè)相鄰側(cè)面分別開設(shè)透射光通光孔、折射光通光孔和入射光通光孔共三個(gè)通光孔，三個(gè)通光孔分別與防塵罩彈性連接；殼體上下兩端面為平行端面，平行度不大于2〞，分別與上頂板和下底板用螺釘聯(lián)接；反光鏡Ⅰ和反光鏡Ⅱ呈三角柱狀，分別固定在兩個(gè)三角狀的反光鏡安裝板上，兩個(gè)反光鏡安裝板固定在下底板上，并使得反光鏡Ⅰ與反光鏡Ⅱ之間為45°夾角；所述的反光鏡Ⅰ中間帶有反光鏡透射光通光孔，反光鏡透射光通光孔與透射光通光孔對(duì)齊。本發(fā)明由于兩反射面間的介質(zhì)為空氣，不存在玻璃內(nèi)長光程的光能損耗，可制成較大的通光口徑，容易捕捉目標(biāo)，使用方便。
文檔編號(hào)G01C1/00GK102819089SQ201210319168
公開日2012年12月12日 申請(qǐng)日期2012年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月31日
發(fā)明者張忠武, 王強(qiáng), 張俊杰, 王蕾, 趙功偉, 李永剛 申請(qǐng)人:北京航天計(jì)量測(cè)試技術(shù)研究所, 中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院