一种激光校准仪
技术领域
本实用新型涉及太阳能聚光技术领域，尤其是涉及一种碟式太阳能聚光镜的镜片安装校准仪器。
背景技术
目前，碟式太阳能聚光镜主要应用在碟式光热发电技术中。碟式光热发电技术的基本原理，就是将阳光聚焦起来作为热源，直接驱动斯特林发动机做功发电。为了保证斯特林发动机的热效率，热源的温度必须达到上千度，这对碟式太阳能聚光镜的聚光精度提出了很高的要求；为了达到这么高的聚光要求，现在的碟式太阳能聚光镜都采用了加工精度很高的抛物面反光镜。
如果应用场景并不需要那么高的点聚焦精度和加热温度，而是将阳光大致地聚集到指定区域内就行了(比如专利号2018102799515的实用新型专利《分布式太阳能蓄热装置》)，那么现有的碟式太阳能聚光镜在经济上就不可行了，因为它有两个主要的缺点：(1)高精度的抛物面反光镜，制造成本很高，最终导致整套系统的成本难以下降，这也是碟式光热发电技术迟迟得不到大规模商用的原因之一；(2)斯特林发动机一般安装在抛物面反光镜的焦点处，相对于太阳跟踪机构的支撑点的力矩很大，导致太阳跟踪机构的功率和能耗都很大，增加了制造成本、降低了经济效益。
为了克服以上缺点，可以通过以下理念来设计一种全新的碟式太阳能聚光镜：
(1)充分利用应用场景对聚光精度要求不高的特点，采用小块平面镜拼接的方式来制作一次反光镜，取代了传统的需要机械模具和打磨工艺才能制作的抛物面反光镜；
(2)优先选用塑料来制作一次反光镜的小镜片支撑件；
(3)利用二次反光镜将集光区域从一次反光镜的焦点位置转移到中心位置，降低了整个聚光镜相对于俯仰转动轴的力矩；
(4)在凸面镜、凹面镜、平面镜三者之间，优先选择平面镜来制作二次反光镜。
不过，由于这种全新的碟式太阳能聚光镜是通过小镜片拼接而成的，所以每块小镜片在安装的时候都需要进行角度校准，才能确保入射阳光被准确地反射到指定区域内。由于这种碟式太阳能聚光镜是全新设计的，因此市场上还没有适用的镜片安装校准仪器。
实用新型内容
本申请提供了一种全新设计的激光校准仪，可用于新型碟式太阳能聚光镜的镜片安装校准工序。
本申请的技术方案如下：
一种激光校准仪，包括垂直于地面的主杆1、与主杆1垂直连接且悬空的直线运动模块、与主杆1垂直相连且位于地面的圆周转动模块、以及激光器5；
所述直线运动模块包括直线轨架2、直线滑轨3以及在直线滑轨3上做直线运动的滑块4；所述直线滑轨3固定安装在直线轨架2上；所述激光器5固定在滑块4上，两者作为一个整体可以在直线滑轨3上做直线运动；
所述圆周转动模块包括支撑底架6和位于支撑底架6上方的轴承7；所述轴承7的内圈8固定安装在支撑底架6上。
优选的，所述直线滑轨3与所述轴承7的外圈9的旋转轴10垂直。
优选的，所述激光器5发出的激光束与所述轴承7的外圈9的旋转轴10平行。
本申请的应用对象：碟式太阳能聚光镜(附图5)，由一次反光镜12和二次反光镜13组成；一次反光镜12的结构是在底板上敷设若干个由平面镜切割而成的小镜片，其功能是将入射光线16反射到二次反光镜13上；二次反光镜13由整块反光镜切割而成，其功能是将一次反光镜12反射过来的入射光线16再次反射到指定区域内。
由于一次反光镜12的底板是用塑料制成的，在制造和安装过程中容易出现变形，因此，往底板上安装小镜片时，可能需要微调小镜片的安装角度，才能确保每块小镜片都能把入射光线准确地反射到指定区域内。要做好这个工序，必须依靠辅助工具。
这个辅助工具必须具备的功能是：
(1)能够发出平行光束；
(2)有合适的调节机构，可以让平行光束依次打在不同的小镜片上。
然而市场上并没有符合以上功能的现成产品。为了完成小镜片的准确安装，只能自行研发合适的辅助工具。本申请通过创新的结构设计，实现了符合上述功能的辅助工具，填补了市场空白。本申请的设计理念如下：
(1)选用市场上很常见的激光器作为平行光源；
(2)选用市场上很常见的直线滑轨滑块作为激光器的安装底座，将激光器安装在滑块上，如此一来，激光器可以在人工操作下实现直线移动；
(3)选用市场上很常见的铝合金餐桌转盘作为碟式太阳能聚光镜的安装底座，如此一来，碟式太阳能聚光镜可以在人工操作下实现圆周转动；
(4)碟式太阳能聚光镜做圆周转动，激光器沿着它的径向做直线运动，两者的相对运动可以保证激光束可以打在任意一块小镜片上；
(5)用市场上很常见的铝合金型材将以上器件的相对位置固定住。
本申请所选用的材料和零件都是市场上很常见的产品，价格非常便宜，总价不超过300元。而且本申请很容易发展成自动检测工具，通过程序来控制激光器和碟式太阳能聚光镜的相对运动，自动完成安装检测工序。
附图说明
附图1是本实用新型的外观图。图中的标记为：1-主杆；2-直线轨架；3-直线滑轨；4-滑块；5-激光器；6-支撑底架；7-轴承；8-内圈；9-外圈；10-旋转轴。
附图2是本实用新型的爆炸图。图中的标记为：1-主杆；2-直线轨架；3-直线滑轨；4-滑块；5-激光器；6-支撑底架；7-轴承；8-内圈；9-外圈。
附图3是转动部件的结构图。图中的标记为：8-内圈；9-外圈；11-滚珠。
附图4是本实用新型的实施例图。图中的标记为：1-主杆；2-直线轨架；3-直线滑轨；4-滑块；5-激光器；6-支撑底架；12-一次反光镜；13-二次反光镜；14-支撑杆。
附图5是碟式太阳能聚光镜的剖面图。图中的标记为：12-一次反光镜；13-二次反光镜；14-支撑杆；15-中心轴；16-入射光线。
具体实施方式
下面结合附图1-5，对本实用新型进行具体描述。
实施例
如附图1、2所示，本实施例包括垂直于地面的主杆1、与主杆1垂直连接且悬空的直线运动模块、与主杆1垂直相连且位于地面的圆周转动模块、以及激光器5；
主杆1是一段铝合金型材；
直线运动模块包括直线轨架2、直线滑轨3以及在直线滑轨3上做直线运动的滑块4；直线轨架2是一段铝合金型材，垂直连接到主杆1上；直线滑轨3固定安装在直线轨架2上，并且垂直于主杆1；滑块4可以在直线滑轨3上做直线运动；
圆周转动模块包括支撑底架6和位于支撑底架6上方的轴承7；支撑底架6由若干段铝合金型材拼接而成，垂直连接到主杆1上并位于地面；
如附图3所示，轴承7选用的是常见的铝合金餐桌转盘，由内圈8、外圈9和滚珠11组成，内圈8固定安装在支撑底架6上，外圈9可自由转动和承载重物；外圈9的转动轴称为旋转轴10；
如附图1所示，激光器5固定安装在滑块4上，两者作为一个整体可以在直线滑轨3上做直线运动；激光器3的安装要求是：激光器3发出的激光束与铝合金餐桌转盘的旋转轴10平行；
如附图4所示，碟式太阳能聚光镜放置在铝合金餐桌转盘的外圈9上，可跟随外环一起自由转动；碟式太阳能聚光镜的中心轴15平行于铝合金餐桌转盘的旋转轴10；
如附图5所示，碟式太阳能聚光镜由一次反光镜12、二次反光镜13、支撑杆14组成；一次反光镜12上安装了许多由平面镜切割而成的小镜片；二次反光镜13是一块完整的圆形平面镜；入射光线16在一次反光镜12和二次反光镜13的反射下，可聚集到指定区域内。
本实施例的工作原理是：
碟式太阳能聚光镜围绕中心轴15做圆周转动，激光器5沿着碟式太阳能聚光镜的径向做直线运动，在两者的相对运动下，激光器5发出的激光束可以打在碟式太阳能聚光镜的任意一块镜片上；微调该镜片的安装角度，确保激光束被反射到指定区域内之后，对该镜片进行固定；重复以上操作，即可对所有镜片的安装角度进行校准。
