CN112880575A - 一种用于光学元器件检测的高精度测厚仪 - Google Patents

一种用于光学元器件检测的高精度测厚仪 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种用于光学元器件检测的高精度测厚仪，其包括机台、居中固定组件以及位移测定组件，其中，所述居中固定组件固定安装在机台上端面的右侧，用于对待检测光学元器件进行居中夹持固定，所述位移测定组件设置在居中固定组件的正上方，以便对待测量光学元器件进行厚度检测，所述机台上还设置有辅助照明灯，所述位移测定组件滑动设置在气动滑轨上，以实现位移测定组件的上下精确位移；所述位移测定组件与居中固定组件的竖直方向上的中心轴线相互共线，以便实现对待检测光学元器件的中心厚度进行精确的测量。

Description

一种用于光学元器件检测的高精度测厚仪
技术领域
本发明属于测厚装置技术领域，具体是一种用于光学元器件检测的高精度测厚仪。
背景技术
光学元器件又称光学元件，是光学系统的基本组成单位，其包括透镜、棱镜、反射镜等，其中，最常用的即为透镜；透镜中心厚度作为决定透镜光学性能的重要参数，对其进行检测应保证达到足够的精度；然而据调查发现，目前现有的光学透镜测厚仪往往存在以下问题：
1.夹持组件的结构和方式单一，仅能对凹透镜或凸透镜中的一种进行夹持固定，局限性较大，无法满足对多种透镜厚度进行检测的需求；
2.采用千分尺或千分表的测量方式对透镜的中心厚度进行人工读数测量，无法保证测量精度；
3.接触式测量装置中通过移动触点确定透镜的中心点，使得测量触头与透镜之间反复摩擦，可能会导致透镜表面被刮花，甚至无法使用。
因此，本领域技术人员提供了一种用于光学元器件检测的高精度测厚仪，以解决上述背景技术中提出的问题。
发明内容
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于光学元器件检测的高精度测厚仪，其包括机台、居中固定组件以及位移测定组件，其中，所述居中固定组件固定安装在机台上端面的右侧，用于对待检测光学元器件进行居中夹持固定，所述位移测定组件设置在居中固定组件的正上方，以便对待测量光学元器件进行厚度检测，所述机台上还设置有辅助照明灯，所述位移测定组件滑动设置在气动滑轨上，以实现位移测定组件的上下精确位移；
所述位移测定组件与居中固定组件的竖直方向上的中心轴线相互共线，以便实现对待检测光学元器件的中心厚度进行精确的测量。
进一步，作为优选，所述位移测定组件包括顶板、调节杆、限位板以及承接座，所述顶板的下端面上对称安装有两个调节杆，两个所述调节杆的伸缩端固定在承接座的上端面；
所述承接座的横截面为T形结构，且，所述承接座竖直部分外部滑动套设有限位板，所述限位板的最大直径大于支撑壳体顶端开口的直径；
所述调节杆的伸缩轴外部套设有弹簧一；
所述承接座的下端设置有顶部压感触头，且，所述顶部压感触头为弧面锥形结构。
进一步，作为优选，所述顶板的下端面内均匀圆周嵌入有多个激光接收器。
进一步，作为优选，所述承接座的上端面内圆周均匀嵌入有若干激光发射器，且，若干所述激光发射器的位置与数量均与顶板内的多个激光接收器相匹配，以便测得承接座各方位的位移变化量。
进一步，作为优选，所述居中固定组件包括支撑壳体、夹紧组件以及调节装置，所支撑壳体的内壁上圆周滑动设置有多个调节装置，且，每个所述调节装置远离支撑壳体内壁的一端固定安装有夹紧组件；
每个所述调节装置的下端均通过电动伸缩杆一与支撑壳体的底壁固定连接。
进一步，作为优选，所述支撑壳体的底壁中部固定安装有底部压感触头，且，所述底部压感触头与顶部压感触头在竖直方向上的中心轴线相共线；
在未放入待测量透镜的情况下，所述位移测定组件下移至最大位移处时，顶部压感触头的底端恰好与底部压感触头的顶端相接触。
进一步，作为优选，所述夹紧组件包括支撑托座、感压滑块、上夹板、限位套壳以及中枢滑块，所述感压滑块滑动设置在支撑托座的底部，且，其右端通过多个弹簧二与支撑托座的侧壁相固定连接，所述限位套壳固定设置在支撑托座的顶壁上，所述中枢滑块的上端通过若干弹簧三滑动设置在限位套壳的内部，所述中枢滑块的左端固定连接有上夹板；
所述感压滑块的右上部为斜面结构，且，所述斜面结构与中枢滑块下端的斜面相匹配。
进一步，作为优选，所述上夹板的左侧面和下侧面、感压滑块的左侧面以及支撑托座下端的左侧面和上侧面上均包裹有柔性棉，其中，所述支撑托座上侧面包裹柔性棉的区域与上夹板下侧面包裹柔性棉的区域相匹配。
进一步，作为优选，所述上夹板的左侧面与支撑托座的左侧面所在圆周的半径相等，所述感压滑块的左侧面所在圆周的半径小于上夹板左侧面所在圆周的半径。
进一步，作为优选，所述调节装置包括电动调节杆二以及稳固套杆，所述电动调节杆二的上下两侧对称设置有多个稳固套杆，所述电动调节杆二以及多个稳固套杆的伸缩端均固定在支撑托座上。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.在居中固定组件，通过上夹板与支撑托座可对凹透镜或厚度较厚的透镜进行夹持稳固，通过上夹板与支撑托座之间的间隙可对厚度较薄的透镜进行稳固加持，同时，通过环形设置的多个居中固定组件可对不同形状的透镜进行夹持，不仅限于圆形透镜，大大提高了本装置的适应性；
2.在位移测定组件中，通过在顶板以及限位板中嵌入有多组激光发射以及接收器，用于对顶部压感触头的位移变化量进行精确测量，采用激光测量的精度远高于传统千分尺、千分表的测量方式，提高了测量结果的精确性；
3.本设备中居中固定组件与位移测定组件在竖直方向上的中心轴线相互共线，顶部压感触头与底部压感触头在竖直方向上的中心线也相互共线，也就是说，本装置中预先对相应组件之间的中心度进行设定，同时通过居中固定组件将待检测透镜自动居中夹持固定，减小了压感触头与透镜之间的接触时长以及摩擦力，从而保证了透镜表面的完整性。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中位移测定组件的结构示意图；
图3为本发明中居中固定组件的结构示意图；
图4为图3的A处放大结构示意图；
图5为本发明中居中固定组件的俯视图；
图6为本发明居中固定组件夹持凸透镜时的状态示意图；
图中：1、机台；2、居中固定组件；21、支撑壳体；22、夹紧组件；221、支撑托座；222、感压滑块；223、上夹板；224、限位套壳；225、中枢滑块；23、调节装置；231、电动伸缩杆二；232、稳固套杆；24、底部压感触头；25、电动伸缩杆一；3、位移测定组件；31、顶板；32、调节杆；321、弹簧一；33、限位板；331、激光接收器；34、承接座；341、激光发射器；35、顶部压感触头；4、气动滑轨；5、辅助照明灯。
具体实施方式
请参阅图1、图6,，本发明实施例中，一种用于光学元器件检测的高精度测厚仪，其包括机台1、居中固定组件2以及位移测定组件3，其中，所述居中固定组件2固定安装在机台1上端面的右侧，用于对待检测光学元器件进行居中夹持固定，所述位移测定组件3设置在居中固定组件2的正上方，以便对待测量光学元器件进行厚度检测，所述机台1上还设置有辅助照明灯5，所述位移测定组件3滑动设置在气动滑轨4上，以实现位移测定组件3的上下精确位移；
所述位移测定组件3与居中固定组件2的竖直方向上的中心轴线相互共线，以便实现对待检测光学元器件的中心厚度进行精确的测量。
参阅图2，本实施例中，所述位移测定组件3包括顶板31、调节杆32、限位板33以及承接座34，所述顶板31的下端面所有对称安装有两个调节杆32，两个所述调节杆32的伸缩端固定在承接座34的上端面，两个所述调节杆32主要用于对承接座34的固定限位，防止承接座34在检测过程中发生摇晃摆动，影响测量结果，从而提高了本装置测量的精确性；
所述承接座34的横截面为T形结构，且，所述承接座34竖直部分外部滑动套设有限位板33，所述限位板33的最大直径大于支撑托座221顶端开口的直径，用于在测量时对居中固定组件2进行封闭，使得待测量透镜处于密闭的空间内，防止测量过程中有异物落入居中固定组件2内，从而影响测量结果的准确性，进而提高了测量的精度；
所述调节杆32的伸缩轴外部套设有弹簧一321，所述弹簧一321用于克服调节杆32的阻尼，以使得非检测状态下的承接座34自然下垂至最低端；
所述承接座的下端设置有顶部压感触头35，且，所述顶部压感触头35为弧面锥形结构。
作为较佳的实施例，所述顶板31的下端面内均匀圆周嵌入有多个激光接收器331。
本实施例中，所述承接座34的上端面内圆周均匀嵌入有若干激光发射器341，且，若干所述激光发射器341的位置与数量均与顶板31内的多个激光接收器331相匹配，以便测得承接座34各方位的位移变化量，由于在对透镜中心厚度测量过程中，承接座34上移时不同方位上会产生不同的位移差值，通过多组激光发射器341与激光接收器331测得不同方位上的位移数据，并以多组数据的平均值作为最终测量结果，使得测量数据更加准确，从而大大提高了测量的精度。
参阅图3、图5，本实施例中，所述居中固定组件2包括支撑壳体21、夹紧组件22以及调节装置23，所支撑壳体21的内壁上圆周滑动设置有多个调节装置23，且，每个所述调节装置23远离支撑壳体21内壁的一端固定安装有夹紧组件22；
每个所述调节装置23的下端均通过电动伸缩杆一25与支撑壳体21的底壁固定连接，所述电动伸缩杆一25用于调节调节装置23的高度，从而使得不同规格透镜的底端均能与底部压感触头24的顶端相接触，进而提高了本装置的适用性。
本实施例中，所述支撑壳体21的底壁中部固定安装有底部压感触头24，且，所述底部压感触头24与顶部压感触头35在竖直方向上的中心轴线相共线，使得在对透镜进行厚度检测时，直接测得的数据即为透镜的中心厚度，无需在进行对透镜中心点进行定位的工作，简化了操作步骤，从而使得本装置使用更为便捷；
在未放入待测量透镜的情况下，所述位移测定组件3下移至最大位移处时，顶部压感触头35的底端恰好与底部压感触头24的顶端相接触，也就是说，在居中固定组件2中不放入透镜的情况下，将位移测定组件3下移至最大位移处，此时，顶部压感触头35的底端与底部压感触头24的顶端恰好相接触，通过激光发射器341和激光接收器331测得的位移数据为零，因此，当加入检测透镜后，顶部压感触头35向上的位移量即为该透镜的中心厚度。
参阅图4，作为较佳的实施例，所述夹紧组件22包括支撑托座221、感压滑块222、上夹板223、限位套壳224以及中枢滑块225，所述感压滑块222滑动设置在支撑托座221的底部，且，其右端通过多个弹簧二与支撑托座221的侧壁相固定连接，所述限位套壳224固定设置在支撑托座221的顶壁上，所述中枢滑块225的上端通过若干弹簧三滑动设置在限位套壳224的内部，所述中枢滑块225的左端固定连接有上夹板223；
所述感压滑块222的右上部为斜面结构，且，所述斜面结构与中枢滑块225下端的斜面相匹配，当对一般凸透镜以及边缘厚度较薄的透镜进行厚度检测时，通过将透镜塞入上夹板223与支撑托座221的间隙中，在电动伸缩杆二231不断伸出的过程中，使得感压滑块222向远离透镜的一侧移动，通过斜面配合使得中枢滑块225上移，进而带动上夹板223上移，并最终使得较薄透镜被夹紧固定。
本实施例中，所述上夹板223的左侧面和下侧面、感压滑块222的左侧面以及支撑托座221下端的左侧面和上侧面上均包裹有柔性棉，其中，所述支撑托座221上侧面包裹柔性棉的区域与上夹板223下侧面包裹柔性棉的区域相匹配，所述柔性棉防止在对透镜进行夹持过程中对其表面造成损伤，影响其后期使用，从而保证了透镜的完整性。
本实施例中，所述上夹板223的左侧面与支撑托座221的左侧面所在圆周的半径相等，所述感压滑块222的左侧面所在圆周的半径小于上夹板223左侧面所在圆周的半径，也就是说，当对一般凹透镜或边缘较厚的透镜进行夹持固定时，仅有上夹板223以及支撑托座221的左侧面与透镜侧边相接触，而对一般凸透镜或边缘较薄的透镜进行夹持固定时，通过感压滑块222的左侧面与透镜边缘相接触并对其进行夹紧，同时上夹板223的下侧面以及支撑托座221的上侧面分别与透镜的上下面相接触，对其进行竖直方向上的限位夹紧，从而可有效避免传统仅有边缘夹紧固定方式对边缘厚度较薄透镜进行夹紧时容易产生晃动的情况发生，进而在提高本装置适应性的同时，也提高了对不同规格透镜夹持的稳定性。
本实施例中，所述调节装置23包括电动调节杆二231以及稳固套杆232，所述电动调节杆二231的上下两侧对称设置有多个稳固套杆232，所述电动调节杆二231以及多个稳固套杆232的伸缩端均固定在支撑托座221上，通过电动伸缩杆二231可实现对透镜的夹紧固定与取卸，多个稳固套杆232则是为了增加夹紧组件22的稳定性，防止在伸缩过程中产生晃动，进而提高了对透镜夹持的稳定性。
具体地，首先，根据所处环境的光线条件自适应调节辅助照明灯的开关，由工作人员将待检测透镜放置到居中固定组件中间，并通过控制电动调节杆二将透镜夹紧，此中，需要注意的是，在对透镜进行夹紧时，根据待检测透镜的边缘厚度选择夹紧方式，一般情况下，当待检测透镜为凸透镜时，需将凸透镜塞入其中一个居中固定组件中上夹板与支撑托座之间，在控制电动调节杆二进行夹紧，凹透镜则直接置于多个居中固定组件的中部，控制电动伸缩杆二夹紧即可，此过程中，均通过人工手持透镜直至透镜完全夹紧，然后，通过控制电动伸缩杆一使得透镜底端与底部压感触头相接触，紧接着，控制气动滑轨，使得位移测定组件下移至最大位移处，通过激光发射器与激光接收器的协同作用下，测得顶部压感触头的位移量，并将多个方位测得数据的平均值作为最终厚度检测结果显示在机台的显示屏上，此中，需要注意的是，每次测量位移测定组件均需下移至最大位移处，从而保证在放入透镜后顶部压感触头向上的位移量即为其中心厚度，测量完成后，将位移测定组件上移恢复原位，并先由工作人员手持透镜，然后在控制电动调节杆二将透镜取出，各个组件均恢复至原位即可。
上所述的，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于光学元器件检测的高精度测厚仪，其包括：机台(1)、居中固定组件(2)以及位移测定组件(3)，其中，所述居中固定组件(2)固定安装在机台(1)上端面的右侧，用于对待检测光学元器件进行居中夹持固定，所述位移测定组件(3)设置在居中固定组件(2)的正上方，以便对待测量光学元器件进行厚度检测，所述机台(1)上还设置有辅助照明灯(5)，其特征在于：所述位移测定组件(3)滑动设置在气动滑轨(4)上，以实现位移测定组件(3)的上下精确位移；
所述位移测定组件(3)与居中固定组件(2)的竖直方向上的中心轴线相互共线，以便实现对待检测光学元器件的中心厚度进行精确的测量。
2.根据权利要求1所述的一种用于光学元器件检测的高精度测厚仪，其特征在于：所述位移测定组件(3)包括顶板(31)、调节杆(32)、限位板(33)以及承接座(34)，所述顶板(31)的下端面上对称安装有两个调节杆(32)，两个所述调节杆(32)的伸缩端固定在承接座(34)的上端面；
所述承接座(34)的横截面为T形结构，且，所述承接座(34)竖直部分外部滑动套设有限位板(33)，所述限位板(33)的最大直径大于支撑壳体(21)顶端开口的直径；
所述调节杆(32)的伸缩轴外部套设有弹簧一(321)；
所述承接座的下端设置有顶部压感触头(35)，且，所述顶部压感触头(35)为弧面锥形结构。
3.根据权利要求2所述的一种用于光学元器件检测的高精度测厚仪，其特征在于：所述顶板(31)的下端面内均匀圆周嵌入有多个激光接收器(331)。
4.根据权利要求2所述的一种用于光学元器件检测的高精度测厚仪，其特征在于：所述承接座(34)的上端面内圆周均匀嵌入有若干激光发射器(341)，且，若干所述激光发射器(341)的位置与数量均与顶板(31)内的多个激光接收器(331)相匹配，以便测得承接座(34)各方位的位移变化量。
5.根据权利要求1所述的一种用于光学元器件检测的高精度测厚仪，其特征在于：所述居中固定组件(2)包括支撑壳体(21)、夹紧组件(22)以及调节装置(23)，所支撑壳体(21)的内壁上圆周滑动设置有多个调节装置(23)，且，每个所述调节装置(23)远离支撑壳体(21)内壁的一端固定安装有夹紧组件(22)；
每个所述调节装置(23)的下端均通过电动伸缩杆一(25)与支撑壳体(21)的底壁固定连接。
6.根据权利要求5所述的一种用于光学元器件检测的高精度测厚仪，其特征在于：所述支撑壳体(21)的底壁中部固定安装有底部压感触头(24)，且，所述底部压感触头(24)与顶部压感触头(35)在竖直方向上的中心轴线相共线；
在未放入待测量透镜的情况下，所述位移测定组件(3)下移至最大位移处时，顶部压感触头(35)的底端恰好与底部压感触头(24)的顶端相接触。
7.根据权利要求5所述的一种用于光学元器件检测的高精度测厚仪，其特征在于：所述夹紧组件(22)包括支撑托座(221)、感压滑块(222)、上夹板(223)、限位套壳(224)以及中枢滑块(225)，所述感压滑块(222)滑动设置在支撑托座(221)的底部，且，其右端通过多个弹簧二与支撑托座(221)的侧壁相固定连接，所述限位套壳(224)固定设置在支撑托座(221)的顶壁上，所述中枢滑块(225)的上端通过若干弹簧三滑动设置在限位套壳(224)的内部，所述中枢滑块(225)的左端固定连接有上夹板(223)；
所述感压滑块(222)的右上部为斜面结构，且，所述斜面结构与中枢滑块(225)下端的斜面相匹配。
8.根据权利要求7所述的一种用于光学元器件检测的高精度测厚仪，其特征在于：所述上夹板(223)的左侧面和下侧面、感压滑块(222)的左侧面以及支撑托座(221)下端的左侧面和上侧面上均包裹有柔性棉，其中，所述支撑托座(221)上侧面包裹柔性棉的区域与上夹板(223)下侧面包裹柔性棉的区域相匹配。
9.根据权利要求7所述的一种用于光学元器件检测的高精度测厚仪，其特征在于：所述上夹板(223)的左侧面与支撑托座(221)的左侧面所在圆周的半径相等，所述感压滑块(222)的左侧面所在圆周的半径小于上夹板(223)左侧面所在圆周的半径。
10.根据权利要求5所述的一种用于光学元器件检测的高精度测厚仪，其特征在于：所述调节装置(23)包括电动调节杆二(231)以及稳固套杆(232)，所述电动调节杆二(231)的上下两侧对称设置有多个稳固套杆(232)，所述电动调节杆二(231)以及多个稳固套杆(232)的伸缩端均固定在支撑托座(221)上。
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