CN102175119A - 一种用于光学元件检测的三轴旋转工作平台 - Google Patents

Abstract

一种用于光学元件检测的三轴旋转工作平台，涉及一种旋转工作平台。提供一种可与三坐标测量机配用，实现复杂形状光学元件形面的精确测量的用于光学元件检测的三轴旋转工作平台。设有工作台、XY轴倾角调节平板、中轴、Z轴转角调节球面体、X轴倾角调节螺杆组、Y轴倾角调节螺杆组、Z轴转角调节螺杆组和底座。可直接作为三坐标测量机的工作平台，也可安装在三坐标测量机已有的工作台上。通过手动调整各个定位螺杆即可实现工作台平面的三维旋转，可使被测工件的测量盲区直接面对测量探头，从而在不改变三坐标测量机测头安装位置的前提下完成对被测工件的测量，实现对复杂形状光学元件异型面的精确测量。结构简单、操作方便、成本低。

Description

一种用于光学元件检测的三轴旋转工作平台

技术领域

本发明属于检测技术领域，涉及一种旋转工作平台，尤其是涉及一种与三坐标测量机配合用于光学元件检测的三轴旋转工作平台。

背景技术

作为一种重要的检测工具，三坐标测量机广泛地应用在机械、汽车、航空、军工等行业中，其检测对象可包括箱体、机架、齿轮、凸轮、蜗轮、蜗杆、叶片、曲线、曲面、各种工具原型、机器中小型配件等，可以对工件的尺寸、形状和形位公差进行精密检测，从而完成零件检测、外形测量、过程控制等任务。三坐标测量机的结构是在三个相互垂直的方向上有导向机构、测长元件、数显装置，有一个能够放置工件的工作台，测量探头可以以手动或机动方式移动到被测点上，由读数设备和数显装置把被测点的坐标值显示出来的一种测量设备。通常，三坐标测量机的测量探头固定在移动导轨的机构上，无法调整探测方向，对于外形各异的光学元件，很容易出现检测盲区，难以完成工件全部形面的完整检测(如公开号为CN201348477的实用新型专利“三坐标测量机”)。为此往往是通过改变测量探头的探测方向来对盲区进行测量，但重新装夹测量探头降低了检测精度。

发明内容

本发明的目的在于针对传统三坐标测量机难以检测复杂形状光学元件的特点，提供一种可与三坐标测量机配用，实现复杂形状光学元件形面的精确测量的用于光学元件检测的三轴旋转工作平台。

本发明设有工作台、XY轴倾角调节平板、中轴、Z轴转角调节球面体、X轴倾角调节螺杆组、Y轴倾角调节螺杆组、Z轴转角调节螺杆组和底座；

工作台固于XY轴倾角调节平板表面，中轴穿过XY轴倾角调节平板且与XY轴倾角调节平板转动配合，中轴上端与工作台固连，中轴下端与Z轴转角调节球面体固连；Z轴转角调节球面体与底座球面配合；X轴倾角调节螺杆组设有2根相同结构的X轴倾角调节螺杆，Y轴倾角调节螺杆组设有2根相同结构的Y轴倾角调节螺杆，以中轴轴心线为Z轴，2根X轴倾角调节螺杆设于Y轴上，2根Y轴倾角调节螺杆设于X轴上，X轴倾角调节螺杆上端与XY轴倾角调节平板球面副连接，X轴倾角调节螺杆下端与底座螺接，Y轴倾角调节螺杆上端与XY轴倾角调节平板球面副连接，Y轴倾角调节螺杆下端与底座螺接；Z轴转角调节螺杆组设有2根相同结构的顺绕Z轴转角调节螺杆和2根相同结构的逆绕Z轴转角调节螺杆，顺绕Z轴转角调节螺杆和逆绕Z轴转角调节螺杆均与底座螺接，顺绕Z轴转角调节螺杆前端与Z轴转角调节球面体触接，逆绕Z轴转角调节螺杆与Z轴转角调节球面体触接。

所述工作台可为矩形、圆形等几何形状的工作台。

所述XY轴倾角调节平板最好为设有4个翼板呈十字形结构的XY轴倾角调节平板，XY轴倾角调节平板中心设有中轴通孔，所述中轴通孔与所述中轴转动配合，4个翼板上对称设有4个相同结构的调节杆通孔，调节杆通孔上半部为球面式孔，调节杆通孔下半部为扩口式锥面孔。

所述中轴上端与工作台固连，最好是中轴上端与工作台通过螺钉固连；所述中轴下端与Z轴转角调节球面体固连，最好是中轴下端设有外螺纹，Z轴转角调节球面体设有内螺纹孔，中轴下端与Z轴转角调节球面体螺纹连接。

所述X轴倾角调节螺杆上端设有球头部，球头部与XY轴倾角调节平板球面副连接，X轴倾角调节螺杆下端与底座螺接；所述Y轴倾角调节螺杆上端设有球头部，球头部与XY轴倾角调节平板球面副连接，Y轴倾角调节螺杆下端与底座螺接。

所述2根相同结构的顺绕Z轴转角调节螺杆分别设于所述底座两侧，形成力偶式杆对；所述2根逆绕Z轴转角调节螺杆分别设于底座5两侧，形成力偶式杆对。

本发明有益效果如下：

本发明可直接作为三坐标测量机的工作平台，也可安装在三坐标测量机已有的工作台上。当工作平台需要调节X轴方向的倾角时，通过2根X轴倾角调节螺杆一进一退的调节方式可以调节X轴方向的倾角；当工作平台需要调节Y轴方向的倾角时，通过2根Y轴倾角调节螺杆一进一退的调节方式可以调节Y轴方向的倾角；当工作平台需要调节Z轴方向的倾角时，通过调节顺绕Z轴转角调节螺杆和逆绕Z轴转角调节螺杆可实现绕Z轴转角的调节。由此可见，通过手动调整各个定位螺杆即可实现工作台平面的三维旋转(三维位置的调节)，可使被测工件的测量盲区直接面对测量探头，从而在不改变三坐标测量机测头安装位置的前提下完成对被测工件的测量，实现对复杂形状光学元件异型面的精确测量。并通过电子水平仪可以读取倾斜度，由倾斜度反求出未旋转时测量点的实际坐标值。此外，本发明具有结构简单、操作方便、成本低等突出优点。

附图说明

图1为本发明实施例的立体结构示意图(半剖)。

图2为本发明实施例的俯视结构示意图(XY平面局部剖)。

图3为本发明实施例的剖视结构示意图(XZ平面全剖)。

图4为本发明实施例的剖视结构示意图(XZ平面局部剖)。

图5为本发明实施例的侧视结构示意图(YZ平面)。

具体实施方式

参见图1～5，本发明设有工作台1、XY轴倾角调节平板2、中轴4、Z轴转角调节球面体3、X轴倾角调节螺杆组、Y轴倾角调节螺杆组、Z轴转角调节螺杆组和底座5。

工作台1为矩形工作台，工作台1固于XY轴倾角调节平板2表面，XY轴倾角调节平板2为设有4个翼板呈十字形结构的XY轴倾角调节平板。中轴4穿过设于XY轴倾角调节平板2中心的中轴通孔，中轴4与中轴通孔转动配合，中轴4上端与工作台1经螺钉10固连，中轴4下端与Z轴转角调节球面体3固连(如图3所示，中轴4下端设有外螺纹，Z轴转角调节球面体3设有内螺纹孔31，中轴4下端与内螺纹孔31螺接)。XY轴倾角调节平板2的4个翼板上对称设有4个相同结构的调节杆通孔41，调节杆通孔41上半部为球面式孔，调节杆通孔41下半部为扩口式锥面孔。Z轴转角调节球面体3为半球式体，Z轴转角调节球面体3与设于底座5上的球面凹孔配合。X轴倾角调节螺杆组设有2根相同结构的X轴倾角调节螺杆6，Y轴倾角调节螺杆组设有2根与X轴倾角调节螺杆6相同结构的Y轴倾角调节螺杆7，X轴倾角调节螺杆6和Y轴倾角调节螺杆7上端均设有球头部，球头部与XY轴倾角调节平板2上的调节杆通孔41上半部球面副配合连接，X轴倾角调节螺杆6和Y轴倾角调节螺杆7下端均与底座5螺接。Z轴转角调节螺杆组设有2根相同结构的顺绕Z轴转角调节螺杆9(组成1对，分别设于底座5两侧，形成力偶式杆对)和2根相同结构的逆绕Z轴转角调节螺杆8(组成1对，与顺绕Z轴转角调节螺杆9相同结构，分别设于底座5两侧，形成力偶式杆对)。顺绕Z轴转角调节螺杆9和逆绕Z轴转角调节螺杆8均与底座5水平螺接，逆绕Z轴转角调节螺杆8前端设有球头81，球头81与设于Z轴转角调节球面体3上的凹弧形槽31触接。顺绕Z轴转角调节螺杆9前端设有球头91，球头91与设于Z轴转角调节球面体3上的凹弧形槽31触接。

工作时，当要调节工作台1在X轴方向的倾角时，松开2根Y轴倾角调节螺杆7，通过2根X轴倾角调节螺杆6一进一退的调整，就可达到所需倾角，然后锁紧即可。由于调节杆通孔41上半部为球面式孔，调节杆通孔41下半部为扩口式锥面孔，因此调节时不会受到干涉。同理当要调节工作台1在Y轴方向的倾角时，松开2根X轴倾角调节螺杆对6，通过2根Y轴倾角调节螺杆7一进一退的调整，就可达到所需倾角，然后锁紧即可。当要调节工作台1在Z轴方向的旋转角度时，使2根逆绕Z轴转角调节螺杆8前进，2根顺绕Z轴转角调节螺杆9后退，则工作台1绕Z轴逆时针方向旋转即可到位；使2根顺绕Z轴转角调节螺杆9前进，2根逆绕Z轴转角调节螺杆8后退，则工作台1绕Z轴顺时针方向旋转即可到位。

Claims (6)

1.一种用于光学元件检测的三轴旋转工作平台，其特征在于设有工作台、XY轴倾角调节平板、中轴、Z轴转角调节球面体、X轴倾角调节螺杆组、Y轴倾角调节螺杆组、Z轴转角调节螺杆组和底座；

工作台固于XY轴倾角调节平板表面，中轴穿过XY轴倾角调节平板且与XY轴倾角调节平板转动配合，中轴上端与工作台固连，中轴下端与Z轴转角调节球面体固连；Z轴转角调节球面体与底座球面配合；X轴倾角调节螺杆组设有2根相同结构的X轴倾角调节螺杆，Y轴倾角调节螺杆组设有2根相同结构的Y轴倾角调节螺杆，以中轴轴心线为Z轴，2根X轴倾角调节螺杆设于Y轴上，2根Y轴倾角调节螺杆设于X轴上，X轴倾角调节螺杆上端与XY轴倾角调节平板球面副连接，X轴倾角调节螺杆下端与底座螺接，Y轴倾角调节螺杆上端与XY轴倾角调节平板球面副连接，Y轴倾角调节螺杆下端与底座螺接；Z轴转角调节螺杆组设有2根相同结构的顺绕Z轴转角调节螺杆和2根相同结构的逆绕Z轴转角调节螺杆，顺绕Z轴转角调节螺杆和逆绕Z轴转角调节螺杆均与底座螺接，顺绕Z轴转角调节螺杆前端与Z轴转角调节球面体触接，逆绕Z轴转角调节螺杆与Z轴转角调节球面体触接。

2.如权利要求1所述一种用于光学元件检测的三轴旋转工作平台，其特征在于所述工作台为矩形工作台。

3.如权利要求1所述一种用于光学元件检测的三轴旋转工作平台，其特征在于所述XY轴倾角调节平板为设有4个翼板呈十字形结构的XY轴倾角调节平板，XY轴倾角调节平板中心设有中轴通孔，所述中轴通孔与所述中轴转动配合，4个翼板上对称设有4个相同结构的调节杆通孔，调节杆通孔上半部为球面式孔，调节杆通孔下半部为扩口式锥面孔。

4.如权利要求1所述一种用于光学元件检测的三轴旋转工作平台，其特征在于所述中轴上端与工作台固连，是中轴上端与工作台通过螺钉固连；所述中轴下端与Z轴转角调节球面体固连，是中轴下端设有外螺纹，Z轴转角调节球面体设有内螺纹孔，中轴下端与Z轴转角调节球面体螺接。

5.如权利要求1所述一种用于光学元件检测的三轴旋转工作平台，其特征在于所述X轴倾角调节螺杆上端设有球头部，球头部与XY轴倾角调节平板球面副连接，X轴倾角调节螺杆下端与底座螺接；所述Y轴倾角调节螺杆上端设有球头部，球头部与XY轴倾角调节平板球面副连接，Y轴倾角调节螺杆下端与底座螺接。

6.如权利要求1所述一种用于光学元件检测的三轴旋转工作平台，其特征在于所述2根相同结构的顺绕Z轴转角调节螺杆分别设于所述底座两侧，形成力偶式杆对；所述2根逆绕Z轴转角调节螺杆分别设于底座5两侧，形成力偶式杆对。

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