CN108151645A - 一种用于白光干涉仪的可拆卸球形测量仪 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于白光干涉仪的可拆卸球形测量仪，包括底座，底座上设有托盘，托盘的底部与底座的上表面之间留有间隙；托盘内设有空腔且上端开口，托盘上设有第一支架，第一支架下端容置在空腔中；第一支架的两端分别设有第二支架，第一支架的中部设有向上的微分头，微分头的测杆与第一支架为螺纹连接，测杆的下端抵在托盘上；第二支架的上端分别设有导轨，导轨之间设有第三支架，第三支架包括固定相连的圆柱杆和方杆，在方杆远离导轨的一端设有旋转钮，旋转钮上设有球形托盘；圆柱杆远离球形托盘的一端通过连杆和调整螺栓与导轨固定连接。本发明可以对样品位置进行倾斜，旋转，左右及上下的调整，测量精度和测量效率较高。
Description
技术领域
本发明涉及白光干涉仪技术领域，尤其涉及一种用于白光干涉仪的可拆卸球形测量仪。
背景技术
传统的球面检测手段，如用轮廓仪、圆度仪、原子力显微镜等进行检测，存在着检测效率低、容易划伤工件表面、孤立缺陷容易遗漏等问题，光学干涉测量法具有非接触、采样密度高、效率高、精度高等优点，是较为理想的表面形貌检测方法。如图1所示，现有的一种扫描白光干涉测量方法，利用白光相干长度(时间相干性)极短(约3μm)的特性，对被样品表面进行垂直扫描，得到各采样点干涉信号强度与扫描位置的关系曲线，通过数据处理找到信号强度最大位置，既零光程位置，从而获得被测表面上每一点的深度信息，实现形貌检测，但现有的垂直扫描白光干涉仪在使用过程中无法精密调整球形摩擦学试样的角度，使得视场内仅出现1～3个干涉条纹，当样品10表面存在摩痕101，无法达到近似平整的球面时，产生的干涉条纹会存在变形现象，甚至边缘部分无法测得，极大的影响测量的准确性；其次，在现有的测量过程中，由于垂直扫描白光干涉仪单次测量区域比较小，以10X镜头为例，其测量区域在1mm左右，以及现有的传统结构的载物平台限制，仅能对待测物品上下，左右平移，无法对样品表面的特征位置或抽取若干区域进行抽点检测，从而给测量和分析带来诸多误差，因此现有的垂直光扫描仪存在测量精度较低、无法精确调整样品位置的弊端。
发明内容
本发明提供了一种用于白光干涉仪的可拆卸球形测量仪，不仅可以实现对样品的上下左右平移调整，同时还可以使样品倾斜、旋转，便于抽点检测，检测精度更高。
本发明所采用的技术方案是，一种用于白光干涉仪的可拆卸球形测量仪，包括L型的底座，所述的底座上设有托盘，所述的托盘可沿所述的底座的侧壁上下运动，所述的托盘的底部与所述的底座的上表面之间留有间隙；所述的托盘内设有空腔且上端开口，所述的托盘上设有横向的第一支架，所述的第一支架下端容置在所述的空腔中；所述的第一支架的两端分别设有纵向的第二支架，所述的第一支架的中部设有向上的微分头，所述的微分头的测杆与所述的第一支架为螺纹连接，所述的测杆的下端抵在所述的托盘上，所述的测杆转动带动所述的第一支架上下运动；所述的第二支架的上端分别设有弧形的导轨，所述的导轨包括上轨道和下轨道，所述的上轨道和下轨道之间留有空隙，所述的导轨之间设有第三支架，所述的第三支架容置在上轨道与下轨道之间的空隙中，所述的第三支架包括固定相连的圆柱杆和方杆，所述的圆柱杆位于两个导轨之间其长度不小于两个导轨之间的距离，在所述的方杆远离导轨的一端设有旋转钮，所述的旋转钮上设有球形托盘；所述的圆柱杆远离球形托盘的一端通过连杆和调整螺栓与所述的导轨固定连接，所述的连杆上设有与所述的圆柱杆相配合的通孔，所述的连杆套在所述的圆柱杆上。
采用以上技术方案后，本发明与现有技术相比具有以下优点：
本发明利用可拆卸球形测量仪代替现有技术中的载物平台，通过移动底座可以实现对样品的左右平移，通过微分头可以实现对样品的上下移动，通过转动圆柱杆可以实现对样品的倾斜调整，最后通过旋转旋转钮带动球形托盘旋转可以实现对样品定点或者抽点测量，因此本发明对样品位置的调整更加精确，测量精度和测量效率较高。
作为改进，所述的底座的侧壁上设有滑槽，所述的托盘上设有与所述的滑槽相配合的凸块，便于调整底座与托盘之间的距离，使可拆卸球形测量仪能够更好的固定在垂直扫描白光干涉仪的基座上。
作为改进，所述的第一支架为倒置的凹字型且与所述的第二支架通过紧固件连接，便于安装。
作为改进，所述的第一支架和第二支架为一体成型，结构简单，便于生产加工。
作为改进，所述的连杆与所述的圆柱杆焊接在一起，连接稳定性较好。
作为改进，在靠近球形托盘的导轨的上导轨上还设有CCD相机，CCD相机用于获取样品的色彩信息，便于后续对样品进行仿真。
作为改进，所述的底座的侧壁上端设有螺栓，所述的螺栓位于所述的托盘的上侧，螺栓用于调整托盘的高度。
作为改进，所述的微分头、导轨和旋转钮上分别设有刻度值，以便于精确调节第二支架、圆柱杆和样品的位置，定位更加准确。
附图说明
图1为现有技术中的白光干涉仪的光束测量样品时的示意图
图2为本发明立体图
图3为本发明正视图
图4为本发明剖视图
图5为本发明侧视图
图6为使用本发明的白光干涉仪的光束测量样品时的示意图
图7为本发明局部放大图
图中所示，1、底座，1.1滑槽，2、托盘，3，第一支架，4、第二支架，4.1、导轨，5、微分头，5.1、测杆，6、第三支架，6.1、圆柱杆，6.2、方杆，7、连杆，8、旋转钮，9、球形托盘，10、样品，10.1、摩痕，11、CCD相机，12、光束，13、调整螺栓，14、螺栓。
具体实施方式
如图2至7所示，一种用于白光干涉仪的可拆卸球形测量仪，包括L型的底座1，底座上设有托盘2，托盘2可沿底座1的侧壁上下运动，托盘2的底部与底座1的上表面之间留有间隙；托盘2内设有空腔且上端开口，在托盘2上设有横向的第一支架3，第一支架3下端容置在空腔中；第一支架3的两端分别设有纵向的第二支架4，在第一支架3的中部设有向上的微分头5，微分头上设有刻度值，微分头的测杆5.1与第一支架为螺纹连接，测杆5.1的下端抵在托盘2上，测杆5.1转动时带动第一支架3上下运动；第二支架4的上端分别设有弧形的导轨4.1，导轨包括上轨道和带有刻度值的下轨道，上轨道和下轨道之间留有空隙，在两个导轨之间设有第三支架，第三支架容置在上轨道与下轨道之间的空隙中，第三支架6包括固定相连的圆柱杆6.1和方杆6.2，圆柱杆6.1位于两个导轨之间其长度不小于两个导轨之间的距离，在方杆6.2远离导轨的一端设有带刻度值的旋转钮8，旋转钮8上设有球形托盘9，球形托盘9与旋转钮8为螺纹连接，球形托盘9的直径大小与样品10的大小相配合；圆柱杆6.1远离球形托盘9的一端通过连杆7和调整螺栓13与导轨4.1固定连接，连杆7上设有分别与圆柱杆、调整螺栓相配合的通孔，连杆套在圆柱杆端部且与圆柱杆焊接在一起，调整螺栓13穿过连杆上的通孔固定在第二支架上，在靠近球形托盘的导轨的上导轨上还设有CCD相机11。
底座1与托盘2之间的间隙用于容置白光干涉仪的基座，为了使本发明的通用性更强，因此设置托盘2可沿底座的侧壁上下运动。托盘沿底座的侧壁上下运动的第一种结构为，在底座1的侧壁上设有滑槽1.1，托盘2上设有与滑槽相配合的凸块，底座的侧壁上端设有螺栓14，螺栓位于托盘2的上侧，上下滑动托盘的端部，螺栓用于限位和微调托盘的位置，向靠近托盘端部的一侧旋下螺栓，螺栓的端部则会迫使托盘向下运动，若松开螺栓14，使其端部解除对托盘的限制，可以移动托盘使其向上继续运动。托盘沿底座的侧壁上下运动的第二种结构为，在底座的侧壁上预设多个上下依次相邻的通孔，在托盘的端部设有与该通孔直径相同的螺纹孔，然后根据需要，使用螺钉将托盘固定在底座侧壁的不同高度处，以使本发明适用于基座厚度不同的白光干涉仪。
较佳的，第一支架为倒置的凹字型且与第二支架通过紧固件连接。
较佳的，第一支架和第二支架为一体成型。
本发明的工作原理是，将本发明固定在白光干涉仪的基座上，移动调整位置，使球形托盘9位于白光干涉仪的镜头下，将样品10放置在球形托盘中，基座容置在托盘2与底座1之间，利用微分头5调整第二支架4相对于底座的高度，转动微分头第一支架将带动第二支架向上或者向下运动，第二支架向上或者向下运动时带动第三支架同步向上或者向下运动，此时位于球形托盘中的样品10也将向上或者向下运动；松开调整螺栓13，转动连杆7，连杆带动圆柱杆6.1沿导轨4.1运动，球形托盘9倾斜，当球形托盘倾斜到预定的角度后，锁紧调整螺栓13，开始对样品进行检测，即使样品表面存在摩痕10.1，也能调整角度使光束12照射在摩痕上时能够产生较为清晰的干涉条纹，在测量样品时还可以转动旋转钮8，用于检测样品当前可视区域的不同位置实现定点测量或者抽点测量，同时还可以利用CCD相机11检测记录样品的色彩信息。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解，其依然可以对前述的实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中各部分技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围。
Claims (8)
1.一种用于白光干涉仪的可拆卸球形测量仪，其特征在于，包括L型的底座(1)，所述的底座上设有托盘(2)，所述的托盘可沿所述的底座的侧壁上下运动，所述的托盘(2)的底部与所述的底座(1)的上表面之间留有间隙；所述的托盘(2)内设有空腔且上端开口，所述的托盘(2)上设有横向的第一支架(3)，所述的第一支架下端容置在所述的空腔中；所述的第一支架(3)的两端分别设有纵向的第二支架(4)，所述的第一支架的中部设有向上的微分头(5)，所述的微分头的测杆(51)与所述的第一支架(3)为螺纹连接，所述的测杆(51)的下端抵在所述的托盘(2)上，所述的测杆转动带动所述的第一支架上下运动；所述的第二支架(4)的上端分别设有弧形的导轨(4.1)，所述的导轨包括上轨道和下轨道，所述的上轨道和下轨道之间留有空隙，所述的导轨之间设有第三支架(6)，所述的第三支架容置在上轨道与下轨道之间的空隙中，所述的第三支架包括固定相连的圆柱杆(6.1)和方杆(6.2)，所述的圆柱杆位于两个导轨之间其长度不小于两个导轨之间的距离，在所述的方杆远离导轨的一端设有旋转钮(8)，所述的旋转钮上设有球形托盘(9)，所述的圆柱杆(6.1)远离球形托盘的一端通过连杆(7)和调整螺栓(13)与所述的导轨(4.1)固定连接，所述的连杆上设有与所述的圆柱杆相配合的通孔，所述的连杆(7)套在所述的圆柱杆(6.1)上。
2.根据权利要求1所述的一种用于白光干涉仪的可拆卸球形测量仪，其特征在于，所述的底座(1)的侧壁上设有滑槽(1.1)，所述的托盘上设有与所述的滑槽相配合的凸块。
3.根据权利要求1所述的一种用于白光干涉仪的可拆卸球形测量仪，其特征在于，所述的第一支架(3)为倒置的凹字型且与所述的第二支架(4)通过紧固件连接。
4.根据权利要求1所述的一种用于白光干涉仪的可拆卸球形测量仪，其特征在于，所述的第一支架(3)和第二支架(4)为一体成型。
5.根据权利要求1所述的一种用于白光干涉仪的可拆卸球形测量仪，其特征在于，所述的连杆(7)与所述的圆柱杆(6.1)焊接在一起。
6.根据权利要求1所述的一种用于白光干涉仪的可拆卸球形测量仪，其特征在于，在靠近球形托盘的导轨的上导轨上还设有CCD相机(11)。
7.根据权利要求1所述的一种用于白光干涉仪的可拆卸球形测量仪，其特征在于，所述的底座(1)的侧壁上端设有螺栓(14)，所述的螺栓(14)位于所述的托盘(2)的上侧。
8.根据权利要求1所述的一种用于白光干涉仪的可拆卸球形测量仪，其特征在于，所述的微分头(5)、导轨(4.1)和旋转钮(8)上分别设有刻度值。
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