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基于反射球跟踪球靶的物理诊断设备瞄准方法

阅读：810发布：2020-05-26

专利汇可以提供基于反射球跟踪球靶的物理诊断设备瞄准方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种基于反射球跟踪球靶的物理诊断设备瞄准方法，包括以下步骤：S1：将一个将反射跟踪球靶置于物理诊断设备以外，将其余反射跟踪球靶置于物理诊断设备上的预设位置；S2：利用激光跟踪仪测量并记录各个反射跟踪球靶的位置关系；S3：将一个反射跟踪球靶置于真空靶室中心的预设位置；S4：利用诊断搭载平台将物理诊断设备送入真空靶室中，利用激光跟踪仪测量各个反射跟踪球靶的相对位置，并通过诊断搭载平台调整物理诊断设备的位置。采用以上方法，能够减小瞄准基准偏差，提高瞄准效率，减小占用空间立体角，不占用对穿法兰的瞄准方法，以实现在惯性约束聚变领域物理诊断设备高效率瞄准定位，且能在真空靶室上进行实时位置监测。，下面是基于反射球跟踪球靶的物理诊断设备瞄准方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种基于反射球跟踪球靶的物理诊断设备瞄准方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将一个将反射跟踪球靶(1)置于物理诊断设备(2)以外，将其余反射跟踪球靶(1)置于物理诊断设备(2)上的预设位置；
S2：利用激光跟踪仪(5)测量并记录各个反射跟踪球靶(1)的位置关系；
S3：将置于物理诊断设备(2)以外的一个反射跟踪球靶(1)置于真空靶室(4)中心的预设位置；
S4：利用诊断搭载平台(3)将物理诊断设备(2)送入真空靶室(4)中，利用激光跟踪仪(5)测量各个反射跟踪球靶(1)的相对位置，并通过诊断搭载平台(3)调整物理诊断设备(2)的位置，使各个反射跟踪球靶(1)的位置关系与步骤S2中各个反射跟踪球靶(1)的位置关系一致。
2.根据权利要求1所述的基于反射球跟踪球靶的物理诊断设备瞄准方法，其特征在于：
所述反射跟踪球靶(1)包括用于真空靶室(4)的靶杆(11)和固定安装在靶杆(11)顶端的反射跟踪球(12)。
3.根据权利要求2所述的基于反射球跟踪球靶的物理诊断设备瞄准方法，其特征在于：
所述反射跟踪球(12)的直径为1mm～5mm，各个反射跟踪球(12)球形度的偏差小于等于10μm，球中心的偏差小于等于5μm。
4.根据权利要求1所述的基于反射球跟踪球靶的物理诊断设备瞄准方法，其特征在于：
在所述物理诊断设备(2)上设置有用于定位反射跟踪球靶(1)的基准球座，各个反射跟踪球靶(1)分别安装在对应的基准球座上。
5.根据权利要求1所述的基于反射球跟踪球靶的物理诊断设备瞄准方法，其特征在于：
在所述真空靶室(4)上设置有可开闭的观察窗。
6.根据权利要求5所述的基于反射球跟踪球靶的物理诊断设备瞄准方法，其特征在于：
步骤S4中，所述激光跟踪仪(5)位于真空靶室(4)以外对应观察窗的位置。
7.根据权利要求1所述的基于反射球跟踪球靶的物理诊断设备瞄准方法，其特征在于：
步骤S3中，反射跟踪球靶(1)安装在真空靶室(4)中的靶架上，利用真空靶室(4)中的定位传感器(6)测量反射跟踪球靶(1)的位置，并调节靶架使反射跟踪球靶(1)的靶心位于真空靶室(4)中心的预设位置。
8.根据权利要求7所述的基于反射球跟踪球靶的物理诊断设备瞄准方法，其特征在于：
步骤S3中，反射跟踪球靶(1)的靶心位于预设位置后，利用激光跟踪仪(5)记录反射跟踪球靶(1)的位置，完成后反射跟踪球靶(1)和定位传感器(6)退出真空靶室(4)中心的预设位置；
步骤S4中，使激光跟踪仪(5)测得的物理诊断设备(2)上的各个反射跟踪球靶(1)与步骤S3中记录的反射跟踪球靶(1)的位置关系与步骤S2中各个反射跟踪球靶(1)的位置关系一致。
9.根据权利要求1所述的基于反射球跟踪球靶的物理诊断设备瞄准方法，其特征在于：
所述诊断搭载平台(3)为三维调节平台。

说明书全文

基于反射球跟踪球靶的物理诊断设备瞄准方法

技术领域

[0001] 本发明属于惯性约束聚变技术领域，具体涉及一种基于反射球跟踪球靶的物理诊断设备瞄准方法。

背景技术

[0002] 在激光聚变研究领域，内爆物理、流体不稳定性、辐射冲击波等均需要利用多种类型的真空物理诊断设备进行测量。由于所测量的靶目标尺度为数十微米至毫米级别，因此，需要在真空状态下利用物理诊断设备对靶目标进行精确瞄准定位。传统的瞄准定位方法包括模拟靶方法、光学直接瞄准方法、双目瞄准方法等，这些方法存在占用靶室空间，占用对穿法兰、占用空间立体角等问题，故应运而生了一种通过激光跟踪仪直接利用靶球的空间立体坐标系来定位的诊断包，但是利用激光跟踪仪直接测量定位的方法存在靶室基准和其它基准的变化问题，存在较大的基准偏差。解决以上问题成为当务之急。

发明内容

[0003] 为解决现有仅使用激光跟踪仪定位存在较大基准偏差的技术问题，本发明提供一种基于反射球跟踪球靶的物理诊断设备瞄准方法，能够减小瞄准基准偏差，提高瞄准效率，减小占用空间立体角，不占用对穿法兰的瞄准方法，以实现在惯性约束聚变领域物理诊断设备高效率瞄准定位。

[0004] 为实现上述目的，本发明技术方案如下：

[0005] 一种基于反射球跟踪球靶的物理诊断设备瞄准方法，包括以下步骤：

[0006] S1：将一个将反射跟踪球靶置于物理诊断设备以外，将其余反射跟踪球靶置于物理诊断设备上的预设位置；

[0007] S2：利用激光跟踪仪测量并记录各个反射跟踪球靶的位置关系；

[0008] S3：将置于物理诊断设备以外的一个反射跟踪球靶置于真空靶室中心的预设位置；

[0009] S4：利用诊断搭载平台将物理诊断设备送入真空靶室中，利用激光跟踪仪测量各个反射跟踪球靶的相对位置，并通过诊断搭载平台调整物理诊断设备的位置，使各个反射跟踪球靶的位置关系与步骤S2中各个反射跟踪球靶的位置关系一致。

[0010] 采用以上方法，通过使用多个反射跟踪球靶，先在离线状态下进行高精度定位并记录精密定位位置，再通过激光跟踪仪对各个反射跟踪球靶进行位置关系的坐标记录，再在真空靶室上利用靶室自身定位装置和激光跟踪仪对反射跟踪球靶精密定位记录，最后再将物理诊断设备依据离线定位关系进行姿态位置调整，最终实现对靶目标高效率精密瞄准定位，具备精密更高、减小物理诊断设备占用空间立体角、效率更高的特征，且能在真空靶室上进行实时位置监测。

[0011] 作为优选：所述反射跟踪球靶包括用于真空靶室的靶杆和固定安装在靶杆顶端的反射跟踪球。采用以上方法，结构简单可靠，使反射跟踪球能够通过靶杆可靠地安装在靶架和物理诊断设备上。

[0012] 作为优选：所述反射跟踪球的直径为1mm～5mm，各个反射跟踪球球形度的偏差小于等于10μm，球中心的偏差小于等于5μm。采用以上方法，利用反射跟踪球小型化的特点，减小由于反射跟踪球尺寸大带来球心空间定位困难的问题，可以利用离线高精度光学系统和真空靶室中的定位传器精确定位其中心位置作为瞄准中心，可以实现离线和在线的常规光学瞄准定位和激光跟踪仪瞄准定位功能重合，实现离线与在线基准偏差极小化，大幅提高瞄准效率。

[0013] 作为优选：在所述物理诊断设备上设置有用于定位反射跟踪球靶的基准球座，各个反射跟踪球靶分别安装在对应的基准球座上。采用以上方法，基准球座预设在物理诊断设备上，能够精确定位反射跟踪球靶的安装位置。

[0014] 作为优选：在所述真空靶室上设置有可开闭的观察窗。采用以上方法，以便于观察真空靶室的内部情况，并使外置的激光跟踪仪能够定位靶室内的反射跟踪球靶。

[0015] 作为优选：步骤S4中，所述激光跟踪仪位于真空靶室以外对应观察窗的位置。采用以上方法，位置合理，不占用真空靶室空间。

[0016] 作为优选：步骤S3中，反射跟踪球靶安装在真空靶室中的靶架上，利用真空靶室中的定位传感器测量反射跟踪球靶的位置，并调节靶架使反射跟踪球靶的靶心位于真空靶室中心的预设位置。采用以上方法，能够精确地将反射跟踪球靶的靶心位于真空靶室中心的预设位置。

[0017] 作为优选：步骤S3中，反射跟踪球靶的靶心位于预设位置后，利用激光跟踪仪记录反射跟踪球靶的位置，完成后反射跟踪球靶和定位传感器退出真空靶室中心的预设位置；步骤S4中，使激光跟踪仪测得的物理诊断设备上的各个反射跟踪球靶与步骤S3中记录的反射跟踪球靶的位置关系与步骤S2中各个反射跟踪球靶的位置关系一致。采用以上方法，反射跟踪球靶和定位传感器退出真空靶室中心的预设位置能够减少对激光跟踪仪对比文件测量干扰。

[0018] 作为优选：所述诊断搭载平台为三维调节平台。采用以上方法，稳定可靠，能够精确控制物理诊断平台和反射跟踪球靶的位置。

[0019] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：

[0020] 采用本发明提供的基于反射球跟踪球靶的物理诊断设备瞄准方法，设计巧妙，易于实现，能够减小瞄准基准偏差，提高瞄准效率，减小占用空间立体角，不占用对穿法兰的瞄准方法，以实现在惯性约束聚变领域物理诊断设备高效率瞄准定位，且能在真空靶室上进行实时位置监测。附图说明

[0021] 图1为利用激光跟踪仪进行离线定位的示意图；

[0022] 图2为反射跟踪球靶的结构示意图；

[0023] 图3为真空靶室内利用靶传感器定位反射跟踪球靶的示意图；

[0024] 图4为真空靶室内利用激光跟踪仪定位反射跟踪球靶的示意图；

[0025] 图5为真空靶室内利用激光跟踪仪进行在线定位的示意图。

具体实施方式

[0026] 以下结合实施例和附图对本发明作进一步说明。

[0027] 如图1～图5所示，一种基于反射球跟踪球靶的物理诊断设备瞄准方法，包括以下步骤：

[0028] S1：将一个将反射跟踪球靶1置于物理诊断设备2以外，将其余反射跟踪球靶1置于物理诊断设备2上的预设位置，具体如下：

[0029] S11：制作至少四个反射跟踪球靶1，所述反射跟踪球靶1用于定位物理诊断设备2和真空靶室4中靶架的位置。具体地说，所述反射跟踪球靶1包括用于真空靶室4的靶杆11和固定安装在靶杆11顶端的反射跟踪球12。其中，靶杆11为杆状结构，所述反射跟踪球12为直径1mm～5mm的球状结构，各个反射跟踪球12球形度的偏差小于等于10μm，球中心的偏差小于等于5μm。

[0030] S12：将物理诊断设2放置于离线调试平台上，同时将至少三个反射跟踪球靶1放置于物理诊断设2上的预设位置。具体地说，在所述物理诊断设备2上设置有用于定位反射跟踪球靶1的基准球座，各个反射跟踪球靶1分别安装在对应的基准球座上。

[0031] S2：利用激光跟踪仪5测量并记录各个反射跟踪球靶1的位置关系，具体如下：

[0032] S21：利用光学瞄准方法或不仅限于光学方法确定置于物理诊断设备2以外的一个反射跟踪球靶1的位置，具体地说，该反射跟踪球靶1的反射跟踪球12的中心与物理诊断设备2需瞄准的真空靶室4的中心重合。

[0033] S22：利用激光跟踪仪5定位置于物理诊断设备2以外的一个反射跟踪球靶1及置于物理诊断设备2上反射跟踪球靶1的空间坐标关系，并记录相应的数值。

[0034] S3：将置于物理诊断设备2以外的一个反射跟踪球靶1置于真空靶室4中心的预设位置，具体如下：

[0035] S31：在真空靶室4的真空法兰外安装激光跟踪仪5，并通过可关闭的观察窗实现对真空靶室4内置于物理诊断设备2以外的一个反射跟踪球靶1进行跟踪定位。

[0036] S32：将反射跟踪球靶1安装在真空靶室4内的靶架上，利用真空靶室4中的定位传感器6将反射跟踪球12的中心定位于真空靶室4中心的预设位置。

[0037] S33：利用激光跟踪仪5对靶架上的反射跟踪球12中心的坐标进行测量与记录，完成后可将反射跟踪球靶1和定位传感器6退出至真空靶室4中心的预设位置以外。

[0038] S4：利用诊断搭载平台3将物理诊断设备2送入真空靶室4中，利用激光跟踪仪5测量各个反射跟踪球靶1的相对位置，并通过诊断搭载平台3调整物理诊断设备2的位置，使各个反射跟踪球靶1的位置关系与步骤S2中各个反射跟踪球靶1的位置关系一致。具体地说，步骤S3和步骤S4中，所述激光跟踪仪5位于真空靶室4以外对应观察窗的位置。步骤S33将反射跟踪球靶1和定位传感器6退出至真空靶室4中心的预设位置以外后，本步骤中，激光跟踪仪5测得的物理诊断设备2上的各个反射跟踪球靶1与步骤S3中记录的反射跟踪球靶1的位置关系与步骤S2中各个反射跟踪球靶1的位置关系一致时，完成物理诊断设备2对靶目标瞄准定位，同时在一定时间内可对物理诊断设备2的位置进行实时监测。其中，所述诊断搭载平台3为三维调节平台，能够精确控制物理诊断设备2的位置。

[0039] 最后需要说明的是，上述描述仅仅为本发明的优选实施例，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不违背本发明宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本发明的保护范围之内。

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