CN109186451A - 一种多角度激光干涉测量用激光器夹持调整装置 - Google Patents

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杨鹏程
杨武
梁晨
肖渊
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Abstract

本发明公开了一种多角度激光干涉测量用激光器夹持调整装置，包括第一支座，所述第一支座的侧部设置有竖向分布的槽体，所述槽体内转动设置有第一螺杆，所述第一螺杆上螺纹装配有滑台，滑台上设置有第一基座，所述第一基座内转动设置有第二螺杆，所述第二螺杆上螺纹装配有第二基座，所述第二基座内转动设置有第三螺杆，所述第三螺杆上螺纹装配有第二支座，所述第二支座上可转动地安装有摆动臂，所述摆动臂的上端安装有机械手。该装置，可从六个自由度方向对激光器实施快速调整，从而帮助测试人员获取不同角度曲面的照射信息，实现复杂曲面形状误差的精准测量。

Description

一种多角度激光干涉测量用激光器夹持调整装置
技术领域
本发明属于光学精密测量仪器技术领域，特别是涉及一种多角度激光干涉测量用激光器夹持调整装置。
背景技术
随着我国由制造大国向制造强国转型，已经在机械设备的性能、寿命、可靠性等方面提出了越来越高的要求。作为机械设备中通用的关键部件-复杂曲面零件(如斜齿轮、锥齿轮齿面等)的形状误差不仅决定了整个设备性能的优劣，而且关乎其使用寿命的长短。因此，实现这些复杂曲面形状误差的高精度测量是提高其制造精度的前提和关键，具有极其重要的意义。
目前，机械触针法是复杂曲面形状误差测量的常见方法，具有原理简单、操作容易等特点，市场上已有不同商家不同型号的多种测量机面世，而且与其相关的深入研究及改进策略也正在进行中。但该方法主要存在测量头半径误差补偿困难、难以避免采样误差、容易损伤被测表面等不足，因此难以满足精密零件表面形状测量中高精度、高效率和无损伤的要求。
激光干涉法具有理论精度高、快速、非接触等优点，目前已越来越多地应用于多种零件表面形状的精密测量。对于齿轮齿面、动静压轴承内表面这类有遮挡的螺旋曲面，测量光不能从正面对其进行照射，必须以斜入的形式照射被测面获取干涉图像。近年来，国内外学者采用斜入式激光干涉测量法分别实现了对非球面透镜、气缸内表面、大型光学平板表面等多种精密零件表面的测量，该方法是测量精密曲面零件形状的有效手段和发展方向。但是，斜入式激光干涉法在测量斜齿轮、锥齿轮齿面这类复杂曲面时，由于高度扭曲的面形和邻齿的影响，测量光以平行于主光轴平面的方向对其照射后，无法得到整个被测面全域的形状信息，对激光干涉法可测量的面形范围提出了极限挑战。因此，需要多角度照射被测曲面以得到完整的被测面形貌信息，即需要一种能够方便准确实现激光器位姿调整的夹持装置。
发明内容
本发明的目的是提供一种多角度激光干涉测量用激光器夹持调整装置，解决激光干涉法从多角度照射被测曲面时，对激光器进行调节的问题。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是，一种多角度激光干涉测量用激光器夹持调整装置，包括第一支座，所述第一支座的侧部设置有竖向分布的槽体，所述槽体内转动设置有第一螺杆，所述第一螺杆上螺纹装配有滑台，滑台上设置有第一基座，所述第一基座内转动设置有第二螺杆，所述第二螺杆上螺纹装配有第二基座，所述第二基座内转动设置有第三螺杆，所述第三螺杆上螺纹装配有第二支座，所述第二支座上可转动地安装有摆动臂，所述摆动臂的上端安装有机械手；所述槽体的端部、所述第一基座的端部以及所述第二基座的端部均设置有一个电机，所述第一螺杆、第二螺杆和第三螺杆分别与对应的电机的转轴连接；所述滑台随第一螺杆转动时卡于槽体的内侧面，所述第二基座随第二螺杆转动时卡于第一基座的侧沿，所述第二支座随第三螺杆转动时卡于第二基座的侧沿，所述第一螺杆、所述第二螺杆和所述第三螺杆相互之间呈异面垂直分布。
本发明的技术方案，还具有以下特点：
所述槽体的上下端面上均设置有通孔，所述第一螺杆一端伸入一个通孔，另一端伸入另一个通孔。
所述第一基座内设置有一对轴承，所述第二螺杆的两端分别与对应轴承的内圈固定连接。
所述第二基座内设置有一对轴承，所述第三螺杆的两端分别与对应轴承的内圈固定连接。
所述第二螺杆上螺纹装配有第一螺母，所述第一螺母与所述第二基座的底部固定连接。
所述第三螺杆上螺纹装配有第二螺母，所述第二螺母与所述第二支座的底部固定连接。
所述第二支座内转动设置有第一转轴，所述第一转轴上装配有第一齿轮和摆动臂，第二支座的侧部插入有第一微调机构，第一微调机构的插入端设置有与第一齿轮啮合的第二齿轮。
所述摆动臂的上端转动设置有第二转轴，所述第二转轴上装配有第三齿轮和机械手，摆动臂的侧部插入有第二微调机构，第二微调机构的插入端设置有与第三齿轮啮合的第四齿轮。
本发明的有益效果是：本发明的一种多角度激光干涉测量用激光器夹持调整装置，其整体结构简单，易于操作，将激光器通过机械手夹持后，可从六个自由度方向对激光器实施快速调整，从而帮助测试人员获取不同角度曲面的照射信息，实现复杂曲面形状误差的精准测量。
附图说明
图1是本发明的一种多角度激光干涉测量用激光器夹持调整装置的结构示意图。
图中，1.第一支座，2.槽体，3.电机，4.第一微调机构，5.摆动臂，6.第二微调机构，7.机械手，8.第二支座，9.第二基座，10.第一基座，11.滑台，12.第一螺杆。
具体实施方式
以下结合附图说明和具体实施例对本发明的技术方案作进一步地详细说明。
如图1所示，一种多角度激光干涉测量用激光器夹持调整装置，包括第一支座1，第一支座1的侧部设置有竖向分布的槽体2，槽体2内转动设置有第一螺杆12，第一螺杆12上螺纹装配有滑台11，滑台11上设置有第一基座10，第一基座10内转动设置有第二螺杆，第二螺杆上螺纹装配有第二基座9，第二基座9内转动设置有第三螺杆，第三螺杆上螺纹装配有第二支座8，第二支座8上可转动地安装有摆动臂5，摆动臂5的上端安装有机械手7；槽体2的端部、第一基座10的端部以及第二基座9的端部均设置有一个电机3，第一螺杆12、第二螺杆和第三螺杆分别与对应的电机3的转轴连接；滑台11随第一螺杆12转动时卡于槽体2的内侧面，第二基座9随第二螺杆转动时卡于第一基座10的侧沿，第二支座8随第三螺杆转动时卡于第二基座9的侧沿，第一螺杆12、第二螺杆和第三螺杆相互之间呈异面垂直分布。
由于滑台11随第一螺杆12转动时卡于槽体2的内侧面，第二基座9随第二螺杆转动时卡于第一基座10的侧沿，第二支座8随第三螺杆转动时卡于第二基座9的侧沿，所以滑台11与第一螺杆12之间、第一基座10与第二螺杆之间、第二基座9与第三螺杆之间分别构成一个螺杆传动机构，可将电机3的旋转运动转化为往复的直线运动。即通过滑台11与第一螺杆12之间构成的螺杆传动机构实现夹持在机械臂7中激光器的上下移动，通过第一基座10与第二螺杆之间构成的螺杆传动机构实现激光器的前后运动，通过第二基座9与第三螺杆之间构成的螺杆传动机构实现激光器的左右运动。另外通过微调摆动臂5和机械手7的角度可以精确的调节激光器的激光射入角度。
如图1所示，作为第一螺杆12转动设置在槽体2内的一种优选方案，可先在槽体2的上下端面上分别开射一个通孔，然后再将第一螺杆12的一端伸入一个通孔，另一端则伸入另一个通孔中，从而确保第一螺杆12在电机3转轴的带动下能够稳定的转动。
如图1所示，作为第二螺杆转动设置在第一基座10内的一种优选方式，可在第一基座10内安装一对轴承，第二螺杆的两端分别与对应轴承的内圈固定即可。
如图1所示，作为第三螺杆转动设置在第二基座9内的一种优选方式，同理在第二基座9内也安装一对轴承，之后再将第三螺杆的两端分别与对应轴承的内圈固定连接即可。
如图1所示，第二基座9与第二螺杆之间实现往复运动可通过第一螺母来实现，具体来说在先将第一螺母螺纹装配在第二螺杆上，之后再将第一螺母与第二基座9的底部固定连接即可。
如图1所示，第二支座8与第三螺杆之间实现往复运动可通过第二螺母来实现，具体来说先将第二螺母螺纹装配在第三螺杆上，之后再将第二螺母与第二支座8的底部固定连接即可。
如图1所示，作为摆动臂5转动设置在第二支座8上的一种优选方式，其具体方案如下：第二支座8内转动设置有第一转轴，第一转轴上装配有第一齿轮和摆动臂5，第二支座8的侧部插入有第一微调机构4，第一微调机构4的插入端设置有与第一齿轮啮合的第二齿轮，工作人员通过旋转第一微调机构4来使第二齿轮带动第一齿轮转动实现摆动臂5的微调。
如图1所示，作为机械手7转动设置在摆动臂5上端的一种优选方式，其具体的方案如下：摆动臂5的上端转动设置有第二转轴，第二转轴上装配有第三齿轮和机械手7，摆动臂5的侧部插入有第二微调机构6，第二微调机构6的插入端设置有与第三齿轮啮合的第四齿轮，工作人员通过旋转第二微调机构6来使第四齿轮带动第三齿轮转动来实现机械手7的微调。
因此，本发明的一种多角度激光干涉测量用激光器夹持调整装置，其整体结构简单，易于操作，将激光器通过机械手夹持后，可从六个自由度方向对激光器实施快速调整，从而帮助测试人员获取不同角度曲面的照射信息，实现复杂曲面形状误差的精准测量。

Claims (8)

1.一种多角度激光干涉测量用激光器夹持调整装置，其特征在于，包括第一支座(1)，所述第一支座(1)的侧部设置有竖向分布的槽体(2)，所述槽体(2)内转动设置有第一螺杆(12)，所述第一螺杆(12)上螺纹装配有滑台(11)，滑台(11)上设置有第一基座(10)，所述第一基座(10)内转动设置有第二螺杆，所述第二螺杆上螺纹装配有第二基座(9)，所述第二基座(9)内转动设置有第三螺杆，所述第三螺杆上螺纹装配有第二支座(8)，所述第二支座(8)上可转动地安装有摆动臂(5)，所述摆动臂(5)的上端安装有机械手(7)；所述槽体(2)的端部、所述第一基座(10)的端部以及所述第二基座(9)的端部均设置有一个电机(3)，所述第一螺杆(12)、第二螺杆和第三螺杆分别与对应的电机(3)的转轴连接；所述滑台(11)随第一螺杆(12)转动时卡于槽体(2)的内侧面，所述第二基座(9)随第二螺杆转动时卡于第一基座(10)的侧沿，所述第二支座(8)随第三螺杆转动时卡于第二基座(9)的侧沿，所述第一螺杆(12)、所述第二螺杆和所述第三螺杆相互之间呈异面垂直分布。
2.根据权利要求1所述的多角度激光干涉测量用激光器夹持调整装置，其特征在于，所述槽体(2)的上下端面上均设置有通孔，所述第一螺杆(12)一端伸入一个通孔，另一端伸入另一个通孔。
3.根据权利要求1所述的多角度激光干涉测量用激光器夹持调整装置，其特征在于，所述第一基座(10)内设置有一对轴承，所述第二螺杆的两端分别与对应轴承的内圈固定连接。
4.根据权利要求1所述的多角度激光干涉测量用激光器夹持调整装置，其特征在于，所述第二基座(9)内设置有一对轴承，所述第三螺杆的两端分别与对应轴承的内圈固定连接。
5.根据权利要求1所述的多角度激光干涉测量用激光器夹持调整装置，其特征在于，所述第二螺杆上螺纹装配有第一螺母，所述第一螺母与所述第二基座(9)的底部固定连接。
6.根据权利要求1所述的多角度激光干涉测量用激光器夹持调整装置，其特征在于，所述第三螺杆上螺纹装配有第二螺母，所述第二螺母与所述第二支座(8)的底部固定连接。
7.根据权利要求1所述的多角度激光干涉测量用激光器夹持调整装置，其特征在于，所述第二支座(8)内转动设置有第一转轴，所述第一转轴上装配有第一齿轮和摆动臂(5)，第二支座(8)的侧部插入有第一微调机构(4)，第一微调机构(4)的插入端设置有与第一齿轮啮合的第二齿轮。
8.根据权利要求7所述的多角度激光干涉测量用激光器夹持调整装置，其特征在于，所述摆动臂(5)的上端转动设置有第二转轴，所述第二转轴上装配有第三齿轮和机械手(7)，摆动臂(5)的侧部插入有第二微调机构(6)，第二微调机构(6)的插入端设置有与第三齿轮啮合的第四齿轮。
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