CN110954016A - 一种高精度光学元件干涉检测中的装夹装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高精度光学元件干涉检测中的装夹装置，包括底座；底座两侧各设置一组支撑柱；每一组连接推动部一侧均与支撑柱连接；每一组连接推动部另一侧均对应连接一组夹持部，且使两组夹持部沿相对方向做夹紧或放松运动；每一组夹持部上均具有与光学元件侧面抵接的弹性件；力传感器固定于连接推动部上用于测量夹持部对光学元件夹持力的反作用力。光学元件通过底座、两侧的夹持部三点夹持，保证了光学元件装夹的稳定，弹性件有利于改善夹持部对光学元件的夹持力的均匀性，从而减小光学元件变形及其对检测精度的影响；力传感器用于测量夹持部对光学元件夹持力的反作用力，为夹持过程中调节夹持力的大小提供参照。
Description
技术领域
本发明涉及光学元件检测辅助装置技术领域，更具体的说是涉及一种高精度光学元件干涉检测中的装夹装置。
背景技术
光学干涉仪是基于光的干涉原理测量光学元件面形误差的精密测量仪器。光学干涉仪中，激光器发出的单色光在光路中通过准直物镜后成为平行光，然后分束投射到参考反射镜和被测光学元件，根据参考光束和测试光束的干涉条纹求解得到光学元件的面形误差。而采用光学干涉仪检测高精度光学元件的面形误差时，光学元件由检测夹具进行装夹和把持，检测夹具放在调节平台上，通过调节平台调整检测夹具和光学元件的位姿，以使光学元件的待检测表面与光学干涉仪的干涉光路垂直。
但是，采用检测夹具装夹和把持光学元件时，光学元件放在检测夹具的垫块上，且其侧边受到检测夹具夹持块的夹持。垫块和夹持块通常采用塑料材料制作而成，以免它们在与光学元件接触和碰撞时损坏光学元件。塑料垫块的制作精度通常不高，其平面度约为毫米和亚毫米量级，因此光学元件放在塑料垫块上容易产生局部应力集中效应，从而引起光学元件变形和影响检测精度。同时，检测夹具通过调节旋钮控制夹持块对元件侧边的夹持力，夹持力较小时光学元件容易产生抖动，从而影响获得正常的干涉条纹图，并且由于夹持块与元件的接触面同样具有一定的平面度误差，夹持力较大时夹持块容易引起光学元件变形和影响检测精度。因此，如何提供一种装夹装置是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。
为此，本发明的一个目的在于提出一种高精度光学元件干涉检测中的装夹装置，解决了现有技术中光学检测元件检测中装夹力不均匀，影响检测精度的技术问题。
本发明提供了一种高精度光学元件干涉检测中的装夹装置，包括：
底座；
两组支撑柱，底座两侧各设置一组支撑柱；
两组连接推动部，每一组连接推动部一侧均与支撑柱连接；
两组夹持部，每一组连接推动部另一侧均对应连接一组夹持部，且使两组夹持部沿相对方向做夹紧或放松运动；
弹性件，每一组夹持部上均具有与光学元件G侧面抵接的弹性件；
及力传感器，力传感器固定于连接推动部上用于测量夹持部对光学元件G夹持力的反作用力。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种高精度光学元件干涉检测中的装夹装置，光学元件通过底座、两侧的夹持部三点夹持，保证了光学元件定位的稳定，同时每一组夹持部上均具有与光学元件侧面抵接的弹性件，有利于改善夹持部对光学元件的夹持力的均匀性，从而减小光学元件变形及其对检测精度的影响；同时力传感器固定于连接推动部上用于测量夹持部对光学元件夹持力的反作用力，为夹持过程中调节夹持力的大小提供参照。
优选地，底座截面为U字形，其内固定有垫块，U字形截面提高底座的刚度，减小底座和垫块的变形。
优选地，垫块上设置有缓冲件，缓冲件顶部与光学元件底部抵接，其厚度大于5mm，进一步改善了夹持过程中对光学元件的夹持力的均匀性。
优选地，缓冲件为泡沫制成，其粘结于底座上。
优选地，夹持部为夹持块，其上开设有夹持凹槽，弹性件厚度值小于凹槽槽深值。由此保证夹持块固定光学元件稳定性，同时也适用于不同结构形状的光学元件的装夹。
优选地，弹性件为泡沫制成，弹性件粘结于夹持凹槽槽底，其厚度为8mm-10mm。
优选地，支撑柱上设置有螺纹孔和连接凸耳，螺纹孔垂直于支撑柱轴线方向布置，连接凸耳固定于螺纹孔两侧，连接凸耳两侧均设置有一个导向孔一。
优选地，支撑柱上设置有多组螺纹孔和多组连接凸耳，每一组螺纹孔均垂直于支撑柱轴线方向布置，每一组连接凸耳均固定于对应螺纹孔两侧，每一组连接凸耳两侧均设置有一个导向孔一，由此能够根据光学元件的高度尺寸调节夹持部在支撑柱上的位置，保证装夹稳定性，同时增加了装夹的通用性。
优选地，连接推动部包括螺杆、推板、两组连接导向杆及两组弹簧；螺杆与螺纹孔适配，其一端为操作端，另一端连接推板；推板上开设两组导向孔二，每一组连接导向杆一端均经导向孔二后与夹持部固定，另一端延伸出导向孔一；每一组弹簧均套接于夹持部和推板之间；力传感器固定于螺杆另一端靠近推板。其中螺杆一端上可以设置有手柄，方便旋转螺杆，使用时转动螺杆，螺杆与螺纹孔配合使螺杆带动推板向前进方向运动，通过连接导向杆带动夹持部向前进方向运动靠近光学元件，力传感器检测夹持部与光学元件抵接产生的反作用于螺杆上的力，用于作为调整夹持力的参照；弹簧在前进过程中起到缓冲作用，在后退过程中起到回位作用。
优选地，力传感器具有显示屏，显示夹持力的反作用力，方便调节过程中直接查看，降低了装夹的难度，简化了装夹过程。力传感器型号为欧路达AD2015E测力传感器。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1附图为本发明提供的一种高精度光学元件干涉检测中的装夹装置应用于装夹光学元件的工作状态示意图；
图2附图为本发明提供的一种高精度光学元件干涉检测中的装夹装置的结构示意图；
图3附图为本发明提供的一种高精度光学元件干涉检测中的装夹装置的局部放大示意图；
图中：100-底座，101-垫块，200-支撑柱，201-连接凸耳，300-连接推动部，301-螺杆，302-推板，303-连接导向杆，304-弹簧，400-夹持部，500-弹性件，600-力传感器，700-缓冲件，G-光学元件。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
本发明实施例公开了一种高精度光学元件干涉检测中的装夹装置，解决了现有技术中光学检测元件检测中装夹力不均匀，影响检测精度的技术问题。
参见附图1-3，本发明提供了一种高精度光学元件干涉检测中的装夹装置，包括：
底座100；
两组支撑柱200，底座100两侧各设置一组支撑柱200；
两组连接推动部300，每一组连接推动部300一侧均与支撑柱200连接；
两组夹持部400，每一组连接推动部300另一侧均对应连接一组夹持部400，且使两组夹持部400沿相对方向做夹紧或放松运动；
弹性件500，每一组夹持部400上均具有与光学元件G侧面抵接的弹性件500；
及力传感器600，力传感器600固定于连接推动部300上用于测量夹持部400对光学元件G的夹持力的反作用力。
本发明公开提供了一种高精度光学元件干涉检测中的装夹装置，光学元件通过底座、两侧的夹持部三点夹持，保证了光学元件装夹的稳定，同时每一组夹持部上均具有与光学元件侧面抵接的弹性件，有利于改善夹持部对光学元件的夹持力的均匀性，从而减小光学元件变形及其对检测精度的影响；同时力传感器固定于连接推动部上用于测量夹持部对光学元件夹持力的反作用力，为夹持过程中调节夹持力的大小提供参照。
有利的是，底座100截面为U字形，其内固定有垫块101，U字形截面提高底座的刚度，减小底座和垫块的变形。
更有利的是，垫块101上设置有缓冲件700，缓冲件700顶部与光学元件G底部抵接，其厚度大于5mm，进一步改善了夹持过程中对光学元件的夹持力的均匀性。
具体而言，缓冲件700为泡沫制成，其粘结于底座100上。
在本发明的一个实施例中，夹持部400为夹持块，其上开设有夹持凹槽，弹性件500厚度值小于凹槽槽深值。由此保证夹持块固定光学元件稳定性，同时也适用于不同结构形状的光学元件的装夹。
其中，弹性件500为泡沫制成，弹性件500粘结于夹持凹槽槽底，其厚度为8mm-10mm。
在本发明提供的另一个实施例中，参见附图1，支撑柱200上设置有螺纹孔和连接凸耳201，螺纹孔垂直于支撑柱200轴线方向布置，连接凸耳201固定于螺纹孔两侧，连接凸耳201两侧均设置有一个导向孔一。
在本发明提供的另一些实施例中，参见附图2，支撑柱200上设置有多组螺纹孔和多组连接凸耳201，每一组螺纹孔均垂直于支撑柱200轴线方向布置，每一组连接凸耳201均固定于对应螺纹孔两侧，每一组连接凸耳201两侧均设置有一个导向孔一；由此能够根据光学元件的高度尺寸调节夹持部在支撑柱上的位置，保证装夹稳定性，同时增加了装夹的通用性。
具体而言，参见附图3连接推动部300包括螺杆301、推板302、两组连接导向杆303及两组弹簧304；螺杆301与螺纹孔适配，其一端为操作端，另一端连接推板302；推板302上开设两组导向孔二，每一组连接导向杆303一端均经导向孔二后与夹持部400固定，另一端延伸出导向孔一；每一组弹簧304均套接于夹持部400和推板302之间；力传感器600固定于螺杆301另一端靠近推板302。其中螺杆一端上可以设置有手柄，方便旋转螺杆，使用时转动螺杆，螺杆与螺纹孔配合使螺杆带动推板向前进方向运动，通过连接导向杆带动夹持部向前进方向运动靠近光学元件，力传感器检测夹持部与光学元件抵接产生的反作用于螺杆上的力，用于作为调整夹持力的参照；弹簧在前进过程中起到缓冲作用，在后退过程中起到回位作用。
有利的是，力传感器600具有显示屏，显示夹持力的反作用力，方便调节过程中直接查看，降低了装夹的难度，简化了装夹过程。力传感器型号为欧路达AD2015E测力传感器。
采用了本发明提供的一种高精度光学元件干涉检测中的装夹装置，改善了夹持力的均匀性，实现了夹持力可调节，光学元件夹持时，将光学元件放在垫块的泡沫上，设定光学元件的侧向夹持力，摆正光学元件的位姿后，手动旋转螺杆从而控制夹持块作用于光学元件的夹持力达到设定值，手动旋转螺杆时可以通过力传感器实时查看夹持块作用于光学元件的夹持力。装夹完成后即可将上述装置放在光学干涉仪的光路中检测光学元件的面形误差。
具体的应用示例，采用上述装夹装置装夹600mm×400mm×80mm K9材质的光学元件，将光学元件放在垫块的泡沫上，设定光学元件的侧向夹持力为20N，摆正光学元件的位姿后，手动旋转螺杆控制夹持块作用于光学元件的夹持力达到20N，手动旋转螺杆时通过力传感器实时查看夹持块作用于光学元件的夹持力。装夹完成后即可将上述装置放在光学干涉仪的光路中检测光学元件的面形误差。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种高精度光学元件干涉检测中的装夹装置，其特征在于，包括：
底座(100)；
两组支撑柱(200)，所述底座(100)两侧各设置一组所述支撑柱(200)；
两组连接推动部(300)，每一组所述连接推动部(300)一侧均与所述支撑柱(200)连接；
两组夹持部(400)，每一组所述连接推动部(300)另一侧均对应连接一组所述夹持部(400)，且使两组所述夹持部(400)沿相对方向做夹紧或放松运动；
弹性件(500)，每一组所述夹持部(400)上均具有与光学元件(G)侧面抵接的所述弹性件(500)；
及力传感器(600)，所述力传感器(600)固定于所述连接推动部(300)上用于测量所述夹持部(400)对所述光学元件(G)夹持力的反作用力。
2.根据权利要求1所述的一种高精度光学元件干涉检测中的装夹装置，其特征在于，所述底座(100)截面为U字形，其内固定有垫块(101)。
3.根据权利要求2所述的一种高精度光学元件干涉检测中的装夹装置，其特征在于，所述垫块(101)上设置有缓冲件(700)，所述缓冲件(700)顶部与所述光学元件(G)底部抵接。
4.根据权利要求3所述的一种高精度光学元件干涉检测中的装夹装置，其特征在于，所述缓冲件(700)为泡沫制成，其粘结于所述底座(100)上。
5.根据权利要求1所述的一种高精度光学元件干涉检测中的装夹装置，其特征在于，所述夹持部(400)为夹持块，其上开设有夹持凹槽，所述弹性件(500)厚度值小于凹槽槽深值。
6.根据权利要求5所述的一种高精度光学元件干涉检测中的装夹装置，其特征在于，所述弹性件(500)为泡沫制成，所述弹性件(500)粘结于所述夹持凹槽槽底，其厚度为8mm-10mm。
7.根据权利要求6所述的一种高精度光学元件干涉检测中的装夹装置，其特征在于，所述支撑柱(200)上设置有螺纹孔和连接凸耳(201)，所述螺纹孔垂直于所述支撑柱(200)轴线方向布置，所述连接凸耳(201)固定于所述螺纹孔两侧，所述连接凸耳(201)两侧均设置有一个导向孔一。
8.根据权利要求6所述的一种高精度光学元件干涉检测中的装夹装置，其特征在于，所述支撑柱(200)上设置有多组螺纹孔和多组连接凸耳(201)，每一组所述螺纹孔均垂直于所述支撑柱(200)轴线方向布置，每一组所述连接凸耳(201)均固定于对应所述螺纹孔两侧，每一组所述连接凸耳(201)两侧均设置有一个导向孔一。
9.根据权利要求7或8所述的一种高精度光学元件干涉检测中的装夹装置，其特征在于，所述连接推动部(300)包括螺杆(301)、推板(302)、两组连接导向杆(303)及两组弹簧(304)；所述螺杆(301)与所述螺纹孔适配，其一端为操作端，另一端连接所述推板(302)；所述推板(302)上开设两组导向孔二，每一组所述连接导向杆(303)一端均经所述导向孔二后与所述夹持部(400)固定，另一端延伸出所述导向孔一；每一组所述弹簧(304)均套接于所述夹持部(400)和所述推板(302)之间；所述力传感器(600)固定于所述螺杆(301)另一端靠近所述推板(302)。
10.根据权利要求1-8任一项所述的一种高精度光学元件干涉检测中的装夹装置，其特征在于，所述力传感器(600)具有显示屏。
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