CN106643564A - 大尺寸曲面反射镜面形在线检测定位装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了大尺寸曲面反射镜面形在线检测定位装置，由支撑结构、固定平台、限位装置、动力源和传送带组成；固定平台底面的支撑连接板与支撑结构顶面通过一对直线导轨滑动连接，限位装置通过限位连接板固定于固定平台的端部两侧，传送带与固定平台上平行排布的传送轮弹性紧配合，动力源通过电机固定板固定在固定平台的侧面，为曲面反射镜在传送带上运动提供驱动力，传送带带动其上的曲面反射镜做线性运动，通过两个限位装置对运动的曲面反射镜进行限位，通过支撑结构上的位置调整装置可对曲面反射镜进行左右调整。本发明在线快速、准确的检测曲面反射镜面形，避免机械夹持及人工调整对曲面反射镜造成的变形及检测效率低的问题。

Description

大尺寸曲面反射镜面形在线检测定位装置

技术领域

本发明属于大尺寸曲面反射镜面形检测领域，具体涉及大尺寸曲面反射镜面形在线检测定位装置，适用于塔式太阳能热发电曲面反射镜面形在线检测定位。

背景技术

太阳聚光器是跟踪太阳运转并将阳光反射汇聚到能量接收装置的聚光设备，是太阳能热发电系统的重要组成部分。曲面反射镜是太阳聚光器的组成元件，其面形误差对聚光效率有重要影响，并直接影响太阳能光热电站的发电效率，因此需要进行准确检测。曲面反射镜面形在线检测对测量时间要求非常短，而且测量的是大面积反射镜面，因此宜采用条纹反射法，测量原理是：在光屏上投射一系列的黑白相间的正弦条纹，然后用相机拍摄条纹经被测镜反射后的图像，图像中携带了被测镜的面形信息，通过对条纹图像进行处理，计算被测镜的面形误差。这种曲面反射镜面形检测系统运用非接触性光学测量和基于偏折原理的数字图像处理技术，实现对曲面反射镜的快速、精确测量。在条纹反射法测量系统中，为达到高的测量精度，需要对被测镜进行精确定位，因此曲面反射镜面形在线检测定位装置是保证测量系统能够进行快速、精确测量的重要因素。目前，现有的曲面反射镜面形检测定位装置存在两个方面的弊端，一方面不能实现全自动精确定位，在检测过程中需要进行人工调整，这不仅消耗人力，且浪费时间，不能满足在线检测的需要；另一方面采用机械夹持的定位方法，对曲面反射镜位置限位时会造成子镜的变形，且存在被测镜损坏的潜在隐患，从而会造成废品率的提高和检测效率的降低。

发明内容

本发明的目的是为了解决实现曲面反射镜面形在线快速、准确的检测，避免机械夹持及人工调整对曲面反射镜造成的变形及检测效率低的问题，从而发明大尺寸曲面反射镜面形在线检测定位装置。结合说明书附图，本发明的技术方案如下：

大尺寸曲面反射镜面形在线检测定位装置，该定位装置由支撑结构1、固定平台2、限位装置3、动力源4和传送带5组成；

所述固定平台2底面的支撑连接板204与支撑结构1顶面通过一对直线导轨104滑动连接，所述限位装置3通过限位连接板301固定于固定平台2的端部两侧，所述传送带5与固定平台2上平行排布的传送轮203弹性紧配合，所述动力源4通过电机固定板403固定在固定平台2的侧面，为曲面反射镜6在传送带5上进行线性运动提供驱动力，传送带5带动其上的曲面反射镜6做线性运动，通过两个限位装置3对运动的曲面反射镜6进行限位，通过支撑结构1上的位置调整装置可对曲面反射镜6进行左右调整。

大尺寸曲面反射镜面形在线检测定位装置，其中，所述支撑结构1由光学平台101、导轨支撑103、直线导轨104、光电传感器Ⅱ107以及位置调整装置组成；

所述光学平台101通过下方的支腿支撑，两个所述导轨支撑103对称安装在光学平台101的前后端，两个直线导轨104沿着两个导轨支撑103的方向固定，所述光电传感器Ⅱ107通过传感器固定板106沿着导轨支撑103的方向安装在光学平台101两侧，所述光电传感器Ⅱ107的感应距离与被测曲面反射镜的宽度相等；

所述位置调整装置位于两个所述导轨支撑103之间，由调整伺服电机108、联轴器110、传动丝杠111和丝杠滑块113组成；

所述调整伺服电机108通过伺服电机连接板109支撑安装在光学平台101上，所述联轴器110与调整伺服电机108同轴连接，所述传动丝杠111一端与联轴器110同轴连接，传动丝杠111另一端通过丝杠连接板115支撑安装在光学平台101上，所述丝杠滑块113安装在传动丝杠111上，所述丝杠滑块113还与固定平台2的支撑连接板204固定连接。

进一步地，所述位置调整装置还包括两个丝杠导杆112，两个所述丝杠导杆112沿传动丝杠111的方向平行设置在传动丝杠111两侧，所述丝杠导杆112的一端安装在伺服电机连接板上，所述丝杠导杆112的另一端安装在丝杠连接板115上，且丝杠导杆112分别穿过丝杠滑块113的两侧，以保证丝杠滑块113在传动丝杠111上平稳运动。

进一步地，所述直线导轨104的端部还安装有导轨端盖105，以防止直线导轨104上的导轨滑块滑出导轨；

更进一步地，所述光学平台101下方的支腿与对应底部的脚座102螺纹连接，脚座102与地面接触，通过脚座102调整所述光学平台101的水平度。

大尺寸曲面反射镜面形在线检测定位装置，其中，所述固定平台2由槽钢201、固定座202、传动轮203、支撑连接板204和轴承205组成，两个所述槽钢201对称安装在所述支撑连接板204的两侧，所述固定座202成对地安装在槽钢201上，所述传动轮203两端通过轴承205对应安装在固定座202内，传送带5套装在所述传动轮203上。

大尺寸曲面反射镜面形在线检测定位装置，其中，所述限位装置3由限位连接板301、传动电机302、固定块303、限位杆304以及光电传感器Ⅰ305组成；所述限位连接板301的一侧与固定平台2侧面的槽钢201连接；传动电机302安装在限位连接板301的另一侧，传动电机302的传动轴上螺纹配合地安装有传动滑块，所述固定块303与传动滑块固定连接，所述限位杆304竖直地固定在固定块303上，光电传感器Ⅰ305安装在传动电机302上方，两个所述限位装置3对称安装，且两个限位装置3的间距小于曲面反射镜6的宽度。

大尺寸曲面反射镜面形在线检测定位装置，其中，所述动力源4由伺服电机401、减速箱402和电机固定板403组成，所述减速箱402通过电机固定板403安装在固定平台2上，伺服电机401与减速箱402同轴连接，所述减速箱402与固定平台2的传动部件同轴连接。

与现有技术相比，本发明具备的有益效果为：

1、本发明所述大尺寸曲面反射镜面形在线检测定位装置，通过两个限位装置和限位装置上安装的两个光电传感器结合可使曲面反射镜传送到正确的前后检测区域，通过支撑结构的调整伺服电机和左右两边的两个光电传感器结合可使曲面反射镜调整到精确的检测区域。

2、采用本发明所述大尺寸曲面反射镜面形在线检测定位装置，曲面反射镜整个运动调整过程操作方便简单、控制安全可靠，不仅避免了人为因素引起的调整误差，而且不存在损坏曲面反射镜的潜在风险，从而很大程度上节约检测时间和曲面反射镜的检测效率。

附图说明

图1为本发明所述大尺寸曲面反射镜面形在线检测定位装置的结构示意图；

图2为本发明所述大尺寸曲面反射镜面形在线检测定位装置中，支撑结构的结构示意图；

图3为本发明所述大尺寸曲面反射镜面形在线检测定位装置中，固定平台的结构示意图；

图4为图3中固定平台的局部结构示意图；

图5为本发明所述大尺寸曲面反射镜面形在线检测定位装置中，限位装置的结构示意图；

图6为本发明所述大尺寸曲面反射镜面形在线检测定位装置中，动力源的结构示意图。

图中：

1-支撑结构； 2-固定平台； 3-限位装置； 4-动力源；

5-传送带； 6-曲面反射镜；

101-光学平台； 102-脚座； 103-导轨支撑； 104-直线导轨；

105-导轨端盖； 106-传感器固定板； 107-光电传感器Ⅱ；108-调整伺服电机；

109-伺服电机连接板； 110-联轴器； 111-传动丝杠； 112-丝杠导杆；

113-丝杠滑块； 114-直线轴承； 115-丝杠连接板；

201-槽钢； 202-固定座； 203-传动轮； 204-支撑连接板；

205-轴承；

301-限位连接板； 302-传动电机； 303-固定块；304-限位杆；

305-光电传感器Ⅰ；

401-伺服电机； 402-减速箱； 403-电机固定板。

具体实施方式

为进一步说明本发明的技术方案，结合说明书附图，本发明的具体实施方式如下：

参阅图1至图6，本发明提供了一种大尺寸曲面反射镜面形在线检测定位装置，在本实施方式中，所述曲面反射镜面形在线检测定位装置由支撑结构1、固定平台2、限位装置3、动力源4、传送带5和曲面反射镜6组成；所述支撑结构1底部的四个脚座102与地面接触，通过调整四个脚座102以保证位于支撑结构1上平面的光学平台101的水平度，所述支撑结构1还为整个在线检测定位装置提供了一个稳定安全的支撑平台；所述固定平台2底面的支撑连接板204与支撑结构1顶面的一对直线导轨104上的四个导轨滑块螺丝连接，所述固定平台2为其上方的传送带5提供平行稳定的位移平台；两组所述限位装置3位于固定平台2的端部两侧，所述限位装置3通过其上的限位连接板301与固定平台2侧面的槽钢201螺栓连接，对传送带5上运动的曲面反射镜6的前后位置进行限位；所述动力源4通过其上的电机固定板403与固定平台2侧面的槽钢201螺栓连接，为曲面反射镜6在传送带5上进行线性运动提供可控的驱动力；传送带5与固定平台2上平行排布的传送轮203弹性紧配合，曲面反射镜6的镜面与传送带5表面接触使其之间具有一定的静摩擦，当传送带5转动时带动曲面反射镜6做线性运动。通过两个限位装置3对运动的曲面反射镜6进行前后限位，通过支撑结构1上的位置调整装置可对曲面反射镜6进行左右调整，通过上述各构件的相互配合作用可实现对待测的曲面反射镜位置的精确定位。

参阅图2，所述支撑结构1由光学平台101、脚座102、导轨支撑103、直线导轨104、导轨端盖105、传感器固定板106、光电传感器Ⅱ107、调整伺服电机108、伺服电机连接板109、联轴器110、传动丝杠111、丝杠导杆112、丝杠滑块113、直线轴承114和丝杠连接板115组成；所述光学平台101通过下方的四个支腿支撑，所述四个支腿与对应底部的四个脚座102螺纹连接，四个脚座102与地面接触，通过四个脚座102可调整所述光学平台101的水平度；两个所述导轨支撑103之间保持一定距离地对称安装在光学平台101上表面的前后端，所述导轨支撑103与光学平台101上表面通过螺丝连接，两个直线导轨104分别沿着两个导轨支撑103的方向设置，两个直线导轨104分别通过螺栓固定在两个导轨支撑103上，四个导轨端盖105分别设置在两个直线导轨104的两端，所述导轨端盖105与导轨支撑103通过螺丝连接，四个导轨端盖105分别对两个直线导轨104上配合安装的导轨滑块的运动位置进行限制，以防止两个直线导轨104上的导轨滑块滑出导轨；所述传感器固定板106沿着位于所述光学平台101前端的导轨支撑103的方向设置在光学平台101两侧边缘处，两个所述传感器固定板106与光学平台101上表面通过螺丝连接，所述光电传感器Ⅱ107通过螺丝对应地安装在传感器固定板106上，使两侧的光电传感器Ⅱ107之间的感应距离与被测曲面反射镜的宽度相等；所述调整伺服电机108、伺服电机连接板109、联轴器110、传动丝杠111、丝杠导杆112、丝杠滑块113、直线轴承114和丝杠连接板115组成了所述支撑装置1上的位置调整装置，所述位置调整装置位于两个所述导轨支撑103之间，沿所述导轨支撑103的方向设置，所述调整伺服电机108位于位置调整装置的一端，所述调整伺服电机108通过垂直于光学平台101设置的伺服电机连接板109支撑安装在光学平台101上，且所述调整伺服电机108与伺服电机连接板109通过螺丝连接，所述伺服电机连接板109与光学平台101上表面通过螺丝连接；所述联轴器110与调整伺服电机108输出轴同轴连接，并通过螺丝锁紧；所述传动丝杠111一端与联轴器110同轴连接，并通过螺丝锁紧，传动丝杠111的一端间接地通过伺服电机连接板109支撑安装在光学平台101上，所述传动丝杠111的另一端通过垂直于光学平台101设置的丝杠连接板115支撑安装在光学平台101上，且传动丝杠111的另一端与固定在丝杠连接板115上的轴承内圈过盈配合；两个所述丝杠导杆112沿传动丝杠111的方向平行设置在传动丝杠111两侧，所述丝杠导杆112的一端与伺服电机连接板109过盈配合，所述丝杠导杆112的另一端与丝杠连接板115过盈配合；所述丝杠滑块113安装在传动丝杠111上，且两侧的丝杠导杆112分别穿过丝杠滑块113，两个所述丝杠导杆112水平对称安装，以保证丝杠滑块113在传动丝杠111上平稳地直线运动，其中，所述丝杠滑块113与传动丝杠111螺纹配合，可将传动丝杠111的旋转运动转变为丝杠滑块113的直线运动，两个丝杠导杆112与丝杠滑块113之间安装直线轴承，所述直线轴承114的外圈与丝杠滑块113过盈配合，两个所述直线轴承114保证了丝杠滑块113在两个丝杠导杆112上做直线运动，所述丝杠连接板115与光学平台101上表面通过螺丝连接。所述丝杠滑块113与所述两个直线导轨104上的四个导轨滑块均与固定平台2的支撑连接板204固定连接。

左右两侧设置的所述光电传感器Ⅱ107控制着调整伺服电机108的工作状态，通过左右两侧的两个光电传感器Ⅱ107的控制可调整待测的曲面反射镜6的左右检测位置，若左右两个光电传感器Ⅱ107中任何一个光电传感器Ⅱ107的传感感应面未被曲面反射镜6完全覆盖时，则调整伺服电机108将进入工作状态，即调整伺服电机108输出轴通过联轴器110驱动传动丝杠111旋转运动，进而驱动丝杠滑块113直线运动，使丝杠滑块113带动其上方连接的支撑连接板204沿直线导轨104做直线运动，即带动支撑连接板204在支撑装置1上方左右调整位置，从而将固定平台2整体往未被曲面反射镜6完全覆盖的光电传感器Ⅱ107一侧移动，直到曲面反射镜6将左右两个光电传感器Ⅱ107的传感感应面完全覆盖，则调整伺服电机108停止工作，并保证每次调整之后，在当前待测的曲面反射镜6检测完成移开时，将固定平台2整体移回至原始位置，再进行下一个待测的曲面反射镜6的检测，通过上述各构件的相互连接配合为曲面反射镜6提供了一个安全稳定的，而且可调整被测镜左右位置的支撑平台1。

参阅图3和图4，所述固定平台2由槽钢201、固定座202、传动轮203、支撑连接板204和轴承205组成，两个所述槽钢201槽口向外线性水平对称安装在所述支撑连接板204的两侧，所述槽钢201与支撑连接板204通过螺栓连接；在两侧的所述槽钢201上，沿着槽钢201方向，分别线性、水平且对称地安装有十一个固定座202，两侧的十一组固定座202紧密且均匀地排列在槽钢201上，所述固定座202与槽钢201均通过螺栓连接；十一个所述传动轮203两端均对应安装在固定座202内，在固定座202内装有轴承205，传动轮203与轴承205的内圈过盈配合，轴承205的外圈与固定座202过盈配合，十一个所述传动轮203组成一组传送轮组，传送带5套装在传送轮组上，在传送轮组的带动下进行传动，所述传动轮组与传送带5组成的传送装置既能对其上待测的曲面反射镜6起到支撑承载的作用，又能实现对其上待测的曲面反射镜6的滚动传送功能；所述支撑连接板204与一对直线导轨104的四个导轨滑块以及位置调整装置的丝杠滑块113螺丝连接，。通过上述各构件的相互连接配合为传送带5提供平行稳定的运转平台，从而将待测的曲面反射镜6运送到检测区域。

参阅图5，所述限位装置3由限位连接板301、传动电机302、固定块303、限位杆304以及光电传感器Ⅰ305组成；所述限位装置3为两组，分别竖直安装在固定平台2一端的两侧，且限位装置3位于光学平台101的尾端，即所述光电传感器Ⅱ107与限位装置3分别位于光学平台101的首尾两端；所述限位连接板301的一侧与槽钢201端部的底边通过螺栓连接；传动电机302通过螺栓竖直安装在限位连接板301的另一侧，传动电机302的传动轴上螺纹配合地安装有传动滑块，所述固定块303与传动电机302的传动滑块通过螺丝连接，限位杆304通过上下两个顶丝竖直地固定在固定块303上，光电传感器Ⅰ305与传动电机302上表面通过螺丝连接。左右两侧的两个限位装置3对称安装，且同步工作，两个限位装置3的间距小于曲面反射镜6的宽度，当被测的曲面反射镜6未完成检测时两个限位装置3都处于工作状态，使限位杆304的上表面高于被测的曲面反射镜6的上表面，以实现对曲面反射镜6进行前后位置的限制，若被测的曲面反射镜6检测完成，则传动电机302通过传动轴的旋转运动驱动其上的传动滑块的直线运动，使固定块303带动限位杆304向下移动，进而使限位杆304的上表面低于被测的曲面反射镜6的下表面，以便通过传送带5将检测完成的曲面反射镜6传送到下一个工位，当曲面反射镜6完全移开本发明所述的检测定位装置时，左右两个限位装置3便上移，进入工作状态，准备下一个被测的曲面反射镜6的检测。

参阅图6，所述动力源4由伺服电机401、减速箱402和电机固定板403组成，所述动力源4与限位装置3一端端部的传动轮203同轴驱动连接，所述动力源4通过电机固定板403安装在固定平台2的端部，减速箱402固定在电机固定板403上，伺服电机401与减速箱402同轴连接；其中，所述伺服电机401与减速箱402通过螺丝同轴连接，且伺服电机401的输出轴与减速箱402输入孔通过键连接，减速箱402与电机固定板403通过螺丝连接，且减速箱402输出轴与传动轮203的孔通过键连接，电机固定板403与槽钢201上边沿通过螺栓连接。所述伺服电机401在减速箱402的调整下，通过传动轮203带动传送带5运动，从而使传送带5上的曲面反射镜6进行运动和调整，在被测曲面反射镜6限位过程中，伺服电机401由两个光电传感器Ⅰ305控制，若曲面反射镜6未完全覆盖两个光电传感器Ⅰ305的传感面时，伺服电机401仍进行工作，当两个光电传感器Ⅰ305的传感面都被完全覆盖时，伺服电机401停止工作从而实现被测镜的前后位置的确定。

Claims (8)

1.大尺寸曲面反射镜面形在线检测定位装置，其特征在于：该定位装置由支撑结构(1)、固定平台(2)、限位装置(3)、动力源(4)和传送带(5)组成；

所述固定平台(2)底面的支撑连接板(204)与支撑结构(1)顶面通过一对直线导轨(104)滑动连接，所述限位装置(3)通过限位连接板(301)固定于固定平台(2)的端部两侧，所述传送带(5)与固定平台(2)上平行排布的传送轮(203)弹性紧配合，所述动力源(4)通过电机固定板(403)固定在固定平台(2)的侧面，为曲面反射镜(6)在传送带(5)上进行线性运动提供驱动力，传送带(5)带动其上的曲面反射镜(6)做线性运动，通过两个限位装置(3)对运动的曲面反射镜(6)进行限位，通过支撑结构(1)上的位置调整装置可对曲面反射镜(6)进行左右调整。

2.如权利要求1所述大尺寸曲面反射镜面形在线检测定位装置，其特征在于：

所述支撑结构(1)由光学平台(101)、导轨支撑(103)、直线导轨(104)、光电传感器Ⅱ(107)以及位置调整装置组成；

所述光学平台(101)通过下方的支腿支撑，两个所述导轨支撑(103)对称安装在光学平台(101)的前后端，两个直线导轨(104)沿着两个导轨支撑(103)的方向固定，所述光电传感器Ⅱ(107)通过传感器固定板(106)沿着导轨支撑(103)的方向安装在光学平台(101)两侧，所述光电传感器Ⅱ(107)的感应距离与被测曲面反射镜的宽度相等；

所述位置调整装置位于两个所述导轨支撑(103)之间，由调整伺服电机(108)、联轴器(110)、传动丝杠(111)和丝杠滑块(113)组成；

所述调整伺服电机(108)通过伺服电机连接板(109)支撑安装在光学平台(101)上，所述联轴器(110)与调整伺服电机(108)同轴连接，所述传动丝杠(111)一端与联轴器(110)同轴连接，传动丝杠(111)另一端通过丝杠连接板(115)支撑安装在光学平台(101)上，所述丝杠滑块(113)安装在传动丝杠(111)上，所述丝杠滑块(113)还与固定平台(2)的支撑连接板(204)固定连接。

3.如权利要求2所述大尺寸曲面反射镜面形在线检测定位装置，其特征在于：

所述位置调整装置还包括两个丝杠导杆(112)，两个所述丝杠导杆(112)沿传动丝杠(111)的方向平行设置在传动丝杠(111)两侧，所述丝杠导杆(112)的一端安装在伺服电机连接板上，所述丝杠导杆(112)的另一端安装在丝杠连接板(115)上，且丝杠导杆(112)分别穿过丝杠滑块(113)的两侧，以保证丝杠滑块(113)在传动丝杠(111)上平稳运动。

4.如权利要求2所述大尺寸曲面反射镜面形在线检测定位装置，其特征在于：

所述直线导轨(104)的端部还安装有导轨端盖(105)，以防止直线导轨(104)上的导轨滑块滑出导轨。

5.如权利要求2-4中任一项所述大尺寸曲面反射镜面形在线检测定位装置，其特征在于：

所述光学平台(101)下方的支腿与对应底部的脚座(102)螺纹连接，脚座(102)与地面接触，通过脚座(102)调整所述光学平台(101)的水平度。

6.如权利要求1所述大尺寸曲面反射镜面形在线检测定位装置，其特征在于：

所述固定平台(2)由槽钢(201)、固定座(202)、传动轮(203)、支撑连接板(204)和轴承(205)组成，两个所述槽钢(201)对称安装在所述支撑连接板(204)的两侧，所述固定座(202)成对地安装在槽钢(201)上，所述传动轮(203)两端通过轴承(205)对应安装在固定座(202)内，传送带(5)套装在所述传动轮(203)上。

7.如权利要求1所述大尺寸曲面反射镜面形在线检测定位装置，其特征在于：

所述限位装置(3)由限位连接板(301)、传动电机(302)、固定块(303)、限位杆(304)以及光电传感器Ⅰ(305)组成；所述限位连接板(301)的一侧与固定平台(2)侧面的槽钢(201)连接；传动电机(302)安装在限位连接板(301)的另一侧，传动电机(302)的传动轴上螺纹配合地安装有传动滑块，所述固定块(303)与传动滑块固定连接，所述限位杆(304)竖直地固定在固定块(303)上，光电传感器Ⅰ(305)安装在传动电机(302)上方，两个所述限位装置(3)对称安装，且两个限位装置(3)的间距小于曲面反射镜(6)的宽度。

8.如权利要求1所述大尺寸曲面反射镜面形在线检测定位装置，其特征在于：

所述动力源(4)由伺服电机(401)、减速箱(402)和电机固定板(403)组成，所述减速箱(402)通过电机固定板(403)安装在固定平台(2)上，伺服电机(401)与减速箱(402)同轴连接，所述减速箱(402)与固定平台(2)的传动部件同轴连接。