CN212843359U - 一种智能接触式球面曲率半径测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种智能接触式球面曲率半径测量装置，包括移动终端、数字千分表、蓝牙数据交换器、支架和红宝石球探针，红宝石球探针和数字千分表安装在支架上；所述红宝石球探针与待测球面透镜样品接触，以确定球面位置；所述数字千分表用于测量待测球面透镜样品给定弦长处矢高数据，并通过蓝牙数据交换器发送至移动终端；所述移动终端通过微信小程序或者APP接收数据并计算球面曲率半径，并显示在屏幕上。本实用新型具有低成本、高精度及智能化的测量优势，并且适用于粗磨、精磨、抛光等全加工阶段透镜曲率半径的测量，结构简单，操作方便，实用性强，推广前景广阔。

Description

一种智能接触式球面曲率半径测量装置

技术领域：

本实用新型属于测试计量技术领域，具体涉及一种智能接触式球面曲率半径测量装置。

背景技术：

曲率半径是透镜最基本及最重要的参数之一，其加工精度直接影响了透镜光焦度及像差等参数，并影响了最终集成光学系统的性能，比如卫星相机镜头、光刻机镜头、大数值孔径显微物镜等光学系统必须对曲率半径进行高精度测量。

目前曲率半径的测量一般有非接触式和接触式两种。非接触式一般使用光学方法进行测量，如牛顿环、共焦成像、自准直法等，这些方法测量精度较高，但由于对透镜表面光洁度要求较高，因此一般应用于抛光阶段测量。接触式一般基于球矢法，通过测环在给定弧面位置处测量球面矢高并计算球面曲率半径，其测量原理及装置简单，是目前唯一可满足各加工阶段曲率半径测量需求的测量技术，目前主要有电脑型及简易型两种球径仪，其中电脑型球径仪可对测环半径进行标定，测量精度高，简易型球径仪一般假设测环半径一定，通过千分表测量矢高进行计算，由于缺少标定环节，精度较差，且需手动计算或查表决定曲率半径，效率较低，因此亟需结合电脑型及简易型球径仪特点，开发一种新型低成本智能接触式球径仪。基于此，本实用新型设计一种智能接触式球面曲率半径测量装置来解决上述问题。

发明内容：

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供一种智能接触式球面曲率半径测量装置。

本实用新型采用以下技术方案：

一种智能接触式球面曲率半径测量装置，其特征在于，包括移动终端、数字千分表、蓝牙数据交换器、支架和红宝石球探针，红宝石球探针和数字千分表安装在支架上；所述红宝石球探针与待测球面透镜样品接触，以确定球面位置；所述数字千分表用于测量待测球面透镜样品给定弦长处矢高数据，并通过蓝牙数据交换器发送至移动终端；所述移动终端通过微信小程序或者APP接收数据并计算球面曲率半径，并显示在屏幕上。

进一步的，所述数字千分表分辨率为1μm，精度高于5μm。

进一步的，所述蓝牙数据交换器与数字千分表通过串口连接。

进一步的，所述数字千分表安装在支架的中心位置，数字千分表与支架通过螺栓固定连接。

进一步的，所述支架包括圆形平台，所述圆形平台上设置有若干个螺栓孔，所述螺栓孔分为三列，每列螺栓孔沿着半径方向呈一条直线；所述红宝石球探针尾部为螺纹结构，头部为红宝石球；所述红宝石球探针尾部可拆卸安装在螺栓孔内。

进一步的，每列螺栓孔数量相同；同列螺栓孔中，相邻螺栓孔的间隙大小一致。

进一步的，所述红宝石球探针的设置数量为3个，分别固定在三列螺栓孔内。

进一步的，所述移动终端为智能手机。

进一步的，所述待测球面透镜样品具有球面形状，为凸面或者凹面，不限制表面质量。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供一种智能接触式低成本球面曲面半径测量仪，具有低成本、高精度及智能化的测量优势，并且适用于粗磨、精磨、抛光等全加工阶段透镜曲率半径的测量；本实用新型设计合理，结构简单，操作方便，测量精度高，实用性强，推广前景广阔。

附图说明：

图1为本实用新型实施例结构示意图；

图2为本实用新型实施例支架俯视图；

图3为本实用新型实施例测量原理示意图；

附图中的标号为：1、移动终端；2、数字千分表；3、蓝牙数据交换器；4、支架；4-1、圆形平台；4-2、螺栓孔；5、红宝石球探针；6、待测球面透镜样品。

具体实施方式：

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，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做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参照图1-3，本实用新型提供一种智能接触式球面曲率半径测量装置，其特征在于，包括移动终端1、数字千分表2、蓝牙数据交换器3、支架4和红宝石球探针5，红宝石球探针5和数字千分表2安装在支架4上；所述红宝石球探针5与待测球面透镜样品6接触，以确定球面位置；所述数字千分表2用于测量待测球面透镜样品6给定弦长处矢高数据，并通过蓝牙数据交换器3发送至移动终端1；所述移动终端1通过微信小程序或者APP接收数据并计算球面曲率半径，并显示在屏幕上。

本实用新型实施例中，所述数字千分表2分辨率为1μm，精度高于5μm，设计为能够手动调零并切换数值符号，使用纽扣电池供电，使用时间超过1个月；数字千分表2测量数据按照一定数据格式传输至蓝牙数据交换器3；所述蓝牙数据交换器3与数字千分表2通过串口连接；蓝牙数据交换器3设计为可手动或自动发送数据，由智能手机发送命令进行切换，使用纽扣电池供电。本实用新型实施例中，所述数字千分表2安装在支架4的中心位置，数字千分表2与支架4通过螺栓固定连接。

本实用新型实施例中，所述支架4包括圆形平台4-1，所述圆形平台4-1上设置有若干个螺栓孔4-2，所述螺栓孔4-2分为三列，每列螺栓孔4-2沿着半径方向呈一条直线；所述红宝石球探针5尾部为螺纹结构，头部为红宝石球；所述红宝石球探针5尾部可拆卸安装在螺栓孔4-2内。需要说明的是，每列螺栓孔4-2数量相同；同列螺栓孔4-2中，相邻螺栓孔4-2的间隙大小一致；所述红宝石球探针5的设置数量为3个，分别固定在三列螺栓孔4-2内。

本实用新型实施例中，所述移动终端1为智能手机，应用Android或ios操作系统，提供蓝牙BLE通信功能，与数字千分表2交互命令及数据；所述待测球面透镜样品6具有球面形状，为凸面或者凹面，不限制表面质量。

本实用新型实施例中，智能手机通过自行开发原生App或微信小程序，提供标定及测量两种工作模式，两种工作模式中标定及测量结果均显示在屏幕上，球面曲率半径的计算原理如下：

测量及标定模式中均使用球面矢高法测量原理，如图2所示，通过几何关系计算可得球面曲率半径，公式为：

式中r为弦长，h为矢高；ρ为红宝石球半径，当待测球面透镜样品6为凹面时符号为正，凸面时符号为负。

使用标定模式时，待测球面透镜样品为已知曲率半径的标准透镜样品，千分表测量矢高，假设球面为凹面，则弦长为：

将此数据保存至智能手机1内即可完成标定。

使用测量模式时，智能手机App自动读取标定弦长值，并根据测量原理计算球面曲率半径值。

本实用新型具有低成本、高精度及智能化的测量优势，并且适用于粗磨、精磨、抛光等全加工阶段透镜曲率半径的测量，结构简单，操作方便，实用性强，推广前景广阔。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，应视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种智能接触式球面曲率半径测量装置，其特征在于，包括移动终端(1)、数字千分表(2)、蓝牙数据交换器(3)、支架(4)和红宝石球探针(5)，红宝石球探针(5)和数字千分表(2)安装在支架(4)上；所述红宝石球探针(5)与待测球面透镜样品(6)接触，以确定球面位置；所述数字千分表(2)用于测量待测球面透镜样品(6)给定弦长处矢高数据，并通过蓝牙数据交换器(3)发送至移动终端(1)；所述移动终端(1)通过微信小程序或者APP接收数据并计算球面曲率半径，并显示在屏幕上。

2.根据权利要求1所述的智能接触式球面曲率半径测量装置，其特征在于，所述数字千分表(2)分辨率为1μm，精度高于5μm。

3.根据权利要求1所述的智能接触式球面曲率半径测量装置，其特征在于，所述蓝牙数据交换器(3)与数字千分表(2)通过串口连接。

4.根据权利要求1所述的智能接触式球面曲率半径测量装置，其特征在于，所述数字千分表(2)安装在支架(4)的中心位置，数字千分表(2)与支架(4)通过螺栓固定连接。

5.根据权利要求1所述的智能接触式球面曲率半径测量装置，其特征在于，所述支架(4)包括圆形平台(4-1)，所述圆形平台(4-1)上设置有若干个螺栓孔(4-2)，所述螺栓孔(4-2)分为三列，每列螺栓孔(4-2)沿着半径方向呈一条直线；所述红宝石球探针(5)尾部为螺纹结构，头部为红宝石球；所述红宝石球探针(5)尾部可拆卸安装在螺栓孔(4-2)内。

6.根据权利要求5所述的智能接触式球面曲率半径测量装置，其特征在于，每列螺栓孔(4-2)数量相同；同列螺栓孔(4-2)中，相邻螺栓孔(4-2)的间隙大小一致。

7.根据权利要求5所述的智能接触式球面曲率半径测量装置，其特征在于，所述红宝石球探针(5)的设置数量为3个，分别固定在三列螺栓孔(4-2)内。

8.根据权利要求1所述的智能接触式球面曲率半径测量装置，其特征在于，所述移动终端(1)为智能手机。

9.根据权利要求1所述的智能接触式球面曲率半径测量装置，其特征在于，所述待测球面透镜样品(6)具有球面形状，为凸面或者凹面。

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