CN209623643U - 一种基于最接近圆理论的非球面面形检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了球面监测设备技术领域的一种基于最接近圆理论的非球面面形检测装置，包括转台、光栅尺、直线量仪和检测台，检测台顶部固定连接有支板，支板侧壁固定连接有转台，支板顶部滑动连接有光栅尺，光栅尺侧壁转动连接有微调丝杠，微调丝杠与支板螺纹连接，转台前壁固定连接有电动滑轨，电动滑轨内滑动连接有固定板，固定板顶部固定连接有工件安装台，工件安装台内滑动连接有夹紧爪，夹紧爪外壁螺纹连接有紧固圈，工件安装台内固定设有一组软铁，软铁之间固定设有铜块，软铁中间转动连接有永久磁铁，永久磁铁侧壁固定连接有转轴，本实用新型测量准确简单，仪器结构简单，降低检测成本，提高了通用度。

Description

一种基于最接近圆理论的非球面面形检测装置

技术领域

本实用新型涉及球面监测设备技术领域，具体为一种基于最接近圆理论的非球面面形检测装置。

背景技术

由于非球面光学零件的优越性能，在多种高精度光学系统中对非球面光学零件的需求越来越迫切，但非球面加工和检测的难度，使非球面光学零件的应用受到很大的限制。纵观现今为止所探索和研究出的非球面检测技术，有的检测方法简单容易，但检测精度不高；有的检测精度高，但检测方法很复杂、检测效率低、检测成本高、没有通用性，且目前光学非球面检测仪器昂贵、检测效率低和通用性差。

基于此，本实用新型设计了一种基于最接近圆理论的非球面面形检测装置，以解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于最接近圆理论的非球面面形检测装置，以解决上述背景技术中提出的光学非球面检测仪器昂贵、检测效率低和通用性差的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种基于最接近圆理论的非球面面形检测装置，包括转台、光栅尺、直线量仪和检测台，光栅尺前壁固定连接有直线量仪，所述检测台顶部固定连接有支板，所述支板侧壁固定连接有转台，所述支板顶部滑动连接有光栅尺，所述光栅尺侧壁转动连接有微调丝杠，所述微调丝杠与支板螺纹连接，所述转台前壁固定连接有电动滑轨，所述电动滑轨内滑动连接有固定板，所述固定板顶部固定连接有工件安装台，所述工件安装台内滑动连接有夹紧爪，所述夹紧爪外壁螺纹连接有紧固圈，所述工件安装台内固定设有一组软铁，所述软铁之间固定设有铜块，所述软铁中间转动连接有永久磁铁，所述永久磁铁侧壁固定连接有转轴。

优选的，所述支板侧壁固定连接有延伸抱轨，所述延伸抱轨内滑动连接有光栅尺，所述微调丝杠穿过延伸抱轨并与之螺纹连接。

优选的，所述工件安装台顶部开设有滑道，所述滑道内滑动连接有底块，所述底块顶部固定连接有夹紧爪，所述夹紧爪侧壁固定连接有外扩片，所述外扩片外壁螺纹连接有紧固圈。

优选的，所述转轴穿过工件安装台端部固定连接有旋钮，所述转轴与工件安装台转动连接。

优选的，所述电动滑轨内滑动连接有移动块，所述移动块侧壁固定连接有固定板。

优选的，所述夹紧爪与外扩片为一体件，所述微调丝杠端部固定连接有手轮。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型基于最接近圆法的原理，测量工件曲面，通过将需要测量的工件安装在工件安装台上，可直接将铁质工件放置于工件安装台上，然后正向旋转旋钮吸住工件，使工件固定在所需位置，工件安装快捷灵活。若为较大的工件或不为铁质的工件，可以通过将工件放置于工件安装台，然后向上旋转紧固圈，紧固圈带动外扩片沿滑道向中间聚拢，从而夹紧工件，两种夹紧方式可适应不同种类和大小的工件测量，工件安装快捷简便。

2.固定好工件后，通过接通电动滑轨和正向或反向旋转手轮，调节测量探头位于合适位置，然后接通转台，使其旋转带动固定板和工件摆动从而测得所需数值，完成测量，粗调结合微调丝杠，便于快速准确的找准位置，装置测量准确简单，仪器结构简单，降低检测成本，提高了通用度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述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实用新型的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型前视角结构示意图；

图2为本实用新型左视角结构示意图；

图3为本实用新型前视角局部剖结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1-转台，2-光栅尺，3-直线量仪，4-检测台，5-支板，6-微调丝杠，7-电动滑轨，8-固定板，9-工件安装台，10-夹紧爪，11-紧固圈，12-软铁，13-铜块，14-永久磁铁，15-转轴，16-延伸抱轨，17-滑道，18-底块，19-外扩片，20-旋钮，21-手轮。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-3，本实用新型提供一种技术方案：

一种基于最接近圆理论的非球面面形检测装置，包括转台1、光栅尺2、直线量仪3和检测台4，光栅尺2前壁固定连接有直线量仪3，检测台4顶部固定连接有支板5，支板5侧壁固定连接有转台1，支板5顶部滑动连接有光栅尺2，光栅尺2侧壁转动连接有微调丝杠6，微调丝杠6与支板5螺纹连接，转台1前壁固定连接有电动滑轨7，电动滑轨7内滑动连接有固定板8，固定板8顶部固定连接有工件安装台9，工件安装台9内滑动连接有夹紧爪10，夹紧爪10外壁螺纹连接有紧固圈11，工件安装台9内固定设有一组软铁12，软铁12之间固定设有铜块13，软铁12中间转动连接有永久磁铁14，永久磁铁14侧壁固定连接有转轴15。

其中，支板5侧壁固定连接有延伸抱轨16，延伸抱轨16内滑动连接有光栅尺2，微调丝杠6穿过延伸抱轨16并与之螺纹连接。

工件安装台9顶部开设有滑道17，滑道17内滑动连接有底块18，底块18顶部固定连接有夹紧爪10，夹紧爪10侧壁固定连接有外扩片19，外扩片19外壁螺纹连接有紧固圈11。

转轴15穿过工件安装台9端部固定连接有旋钮20，转轴15与工件安装台9转动连接。电动滑轨7内滑动连接有移动块，移动块侧壁固定连接有固定板8。夹紧爪10与外扩片19为一体件，微调丝杠6端部固定连接有手轮21。

本实施例的一个具体应用为：本实用新型构成非球面的曲线方程式和零件口径值是在光学设计中给定，这样该非球面曲线的最接近圆半径R从非球面的子午剖面上容易计算得到，即其中y_max和x_max为口径处的坐标值y_max＝D/2、由y_max可求得x_max的值。如果根据光学设计给定的方程式，给定其中一个变量的等分值，如x₁、x₂、x₃、...、x_i的值，那么另一个变量的值，可根据方程式求得，如y₁、y₂、y₃、...、y_i的值。那么曲线上的相应点P₁、P₂、P₃、...、P_i的坐标值可知。把点延长至与最接近圆弧相交，相交点为P_i′。那么，

P_i′P_i＝R-O′P_i (1)

由ΔP_ix_iO′可得式(2)

由(1)式和(2)式可得(3)式

又由可得(4)式

由(3)式和(4)式可求得每一个角度θ_i相对应的长度。所求得的和θ_i值就可以作为最接近圆法检测非球面面形的理论依据，即把工件曲面顶点置于最接近圆半径R的端点上，直线量仪的探针与曲面顶点接触，之后使工件向左或向右摆动，就可以检测到实际非球面曲线与最接近圆的差值，那么得到的差值与理论差值之间相减，即可知道非球面曲线的真实误差值，这种真实的误差值的获得是由控制系统的数据处理来输出的，此种方法为最接近圆法。

根据以上最接近圆法，设计出基于最接近圆理论的非球面面形检测装置，该装置使用时先将需要测量的工件安装在工件安装台9上，若为较小的铁质工件，则直接将工件放置于工件安装台9上，然后正向旋转旋钮20带动永久磁铁14使其两端正对软铁12中部，永久磁铁14磁化软铁12，并形成完整的磁力线进而吸住工件，使工件固定在所需位置，需要挪动位置时，将旋钮20回转90度，使永久磁铁14的磁极正对铜块13的竖向位置，永久磁铁14不会磁化软铁12，进而轻松地将工件取下，工件安装快捷灵活。若为较大的工件或不为铁质的工件，可以通过将工件放置于工件安装台9，然后向上旋转紧固圈11，紧固圈11带动外扩片19沿滑道17向中间聚拢，从而夹紧工件，两种夹紧方式可适应不同种类和大小的工件测量，工件安装快捷简便。

固定好工件后，通过接通电动滑轨7，使固定板8上升或下降到合适位置，然后通过正向或反向旋转手轮21，带动微调丝杠6正向或反向转动，从而使光栅尺2沿延伸抱轨16向上或向下移动，从而使测量探头位于合适位置，然后接通转台1，使其旋转带动固定板8和工件摆动从而测得所需数值，完成测量，测量准确，仪器结构简单，粗调结合微调丝杠，便于快速准确的找准位置。

本实用新型基于最接近圆法的原理，测量工件曲面，通过将需要测量的工件安装在工件安装台9上，可直接将铁质工件放置于工件安装台9上，然后正向旋转旋钮20吸住工件，使工件固定在所需位置，工件安装快捷灵活。若为较大的工件或不为铁质的工件，可以通过将工件放置于工件安装台9，然后向上旋转紧固圈11，紧固圈11带动外扩片19沿滑道17向中间聚拢，从而夹紧工件，两种夹紧方式可适应不同种类和大小的工件测量，工件安装快捷简便。固定好工件后，通过接通电动滑轨7和正向或反向旋转手轮21，调节测量探头位于合适位置，然后接通转台1，使其旋转带动固定板8和工件摆动从而测得所需数值，完成测量，粗调结合微调丝杠，便于快速准确的找准位置，装置测量准确简单，仪器结构简单，降低检测成本，提高了通用度。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”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实用新型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一定指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。

以上公开的本实用新型优选实施例只是用于帮助阐述本实用新型。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本实用新型。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (6)

1.一种基于最接近圆理论的非球面面形检测装置，包括转台(1)、光栅尺(2)、直线量仪(3)和检测台(4)，光栅尺(2)前壁固定连接有直线量仪(3)，其特征在于：所述检测台(4)顶部固定连接有支板(5)，所述支板(5)侧壁固定连接有转台(1)，所述支板(5)顶部滑动连接有光栅尺(2)，所述光栅尺(2)侧壁转动连接有微调丝杠(6)，所述微调丝杠(6)与支板(5)螺纹连接，所述转台(1)前壁固定连接有电动滑轨(7)，所述电动滑轨(7)内滑动连接有固定板(8)，所述固定板(8)顶部固定连接有工件安装台(9)，所述工件安装台(9)内滑动连接有夹紧爪(10)，所述夹紧爪(10)外壁螺纹连接有紧固圈(11)，所述工件安装台(9)内固定设有一组软铁(12)，所述软铁(12)之间固定设有铜块(13)，所述软铁(12)中间转动连接有永久磁铁(14)，所述永久磁铁(14)侧壁固定连接有转轴(15)。

2.根据权利要求1所述的一种基于最接近圆理论的非球面面形检测装置，其特征在于：所述支板(5)侧壁固定连接有延伸抱轨(16)，所述延伸抱轨(16)内滑动连接有光栅尺(2)，所述微调丝杠(6)穿过延伸抱轨(16)并与之螺纹连接。

3.根据权利要求1所述的一种基于最接近圆理论的非球面面形检测装置，其特征在于：所述工件安装台(9)顶部开设有滑道(17)，所述滑道(17)内滑动连接有底块(18)，所述底块(18)顶部固定连接有夹紧爪(10)，所述夹紧爪(10)侧壁固定连接有外扩片(19)，所述外扩片(19)外壁螺纹连接有紧固圈(11)。

4.根据权利要求1所述的一种基于最接近圆理论的非球面面形检测装置，其特征在于：所述转轴(15)穿过工件安装台(9)端部固定连接有旋钮(20)，所述转轴(15)与工件安装台(9)转动连接。

5.根据权利要求1所述的一种基于最接近圆理论的非球面面形检测装置，其特征在于：所述电动滑轨(7)内滑动连接有移动块，所述移动块侧壁固定连接有固定板(8)。

6.根据权利要求1所述的一种基于最接近圆理论的非球面面形检测装置，其特征在于：所述夹紧爪(10)与外扩片(19)为一体件，所述微调丝杠(6)端部固定连接有手轮(21)。