CN213600027U - 光学仪器镜面垂直度检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供光学仪器镜面垂直度检测装置，包括：自准直平行光管、旋转驱动装置、夹持装置；夹持装置轴线与自准直平行光管轴线重合；夹持装置固定待检测仪器，使待检测仪器镜面朝上且轴线与自准直平行光管轴线重合；自准直平行光管包括物镜和读数目镜，读数目镜观察物镜经待检测仪器镜面反射而成的像；旋转驱动装置与待检测仪器末端连接固定，并带动待检测仪器旋转。本实用新型采用非接触式测量，防止因接触式测量损坏光学镜面表面；本实用新型采用全镜面检测，相比三坐标测量仪的多点采样数据拟合检测，本实用新型提供的检测方法更接近实际工作状态，检测准确度更高。

Description

光学仪器镜面垂直度检测装置

技术领域

本实用新型涉及光学仪器检测领域，特别涉及光学仪器镜面垂直度检测装置。

背景技术

端面镜面垂直于基准轴的光学仪器在光学检测仪器与设备上有比较广泛的应用，如应用于有垂直度要求镜面的装调与检测、常见光学加工检测，还可以配合工装进行其他角度的精度检测。因此在光电仪器装调、光学仪器校准与检验，光学冷加工、光学元器件检验，以及其他领域有广泛的应用。所以端面镜面垂直于基准轴的光学仪器本身的精度的高低就决定了其应用领域的检测结果的精度，因此一种能够快速、高精度的检测、标定这种端面镜面垂直于基准轴的光学仪器的方法就十分重要。

端面镜面垂直于基准轴的光学仪器镜面垂直度的检测方法，通常用三坐标测量仪、夹具工装等工具完成，首先用夹具工装固定好待检测仪器，然后用三坐标测量仪来进行检测，检测结果显示在三坐标测量仪上。通过拟合计算，得到其几何模型，测量出相应的尺寸及其他几何形位关系。测量轴与平面的垂直关系，则需要在轴和平面上合理设置测量点，以便获得满意测量结果。其测量结果与测量点的选取，测量工装、待测物的放置姿态，测量环境的稳定性等因素都有较强的关联。原理上选择测量点会直接影响测量精度。

轴面垂直度的测量过程中待检测仪器的轴线既是几何轴线又是旋转轴线。三坐标测量仪测量垂直于轴线的端面时，由于测量的是尺寸差，所以直接受到夹具工装夹持精度的影响。

三坐标测量仪采用以采样点空间坐标测量为基础的位置测量方式，通过对多个采样点进行数据采集，测量精度与采样数量、采样分布等采样数据强相关，对于角度测量有其局限性，测量不同尺寸待测物相关角度几何关系时，会因尺寸不同导致角度测量精度不同。

三坐标测量仪进行接触式测量时，与光学镜面会产生物理接触，增加光学镜面表面损伤的风险，进行非接触式测量时，测量精度可能无法达到要求且检测费用高。

实用新型内容

本实用新型为解决以上现有三坐标测量仪测量光学仪器镜面垂直度时存在的问题，提供以下光学仪器镜面垂直度检测装置。

为实现上述目的，本实用新型采用以下具体技术方案：

光学仪器镜面垂直度检测装置，包括：自准直平行光管、旋转驱动装置、夹持装置；夹持装置轴线与自准直平行光管轴线重合；夹持装置固定待检测仪器，使待检测仪器镜面朝上且轴线与自准直平行光管轴线重合；自准直平行光管包括物镜和读数目镜，读数目镜观察物镜经待检测仪器镜面反射而成的像；旋转驱动装置与待检测仪器末端连接固定，并带动待检测仪器旋转。

优选地，夹持装置为与待检测仪器配合的开孔定位工装或可调节V形工装。

优选地，自准直平行光管连接成像传感器；成像传感器自动采集读数目镜观察到的物镜成像。

优选地，还包括平台，自准直平行光管、旋转驱动装置、夹持装置都通过支架固定于平台上。

优选地，固定自准直平行光管的支架上设置调节单元，用于调整自准直平行光管与待检测仪器镜面的距离。

本实用新型能够取得以下技术效果：

(1)采用非接触式测量，防止因接触式测量损坏光学镜面表面。

(2)采用常用器材进行检测，降低因使用三坐标测量仪产生的高昂的检测费用。

(3)采用全镜面检测，相比三坐标测量仪的多点采样数据拟合检测，本实用新型提供的检测方法更接近实际工作状态，检测准确度更高。

附图说明

图1是根据本实用新型实施例的三维结构示意图；

图2是根据本实用新型实施例的二维结构示意图。

其中的附图标记包括：平台1、自准直平行光管2、夹持装置3、旋转驱动装置4、待检测仪器镜面5。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，而不构成对本实用新型的限制。

如图1、2所示，本实用新型实施例提供的光学仪器镜面垂直度检测装置，包括：自准直平行光管2、旋转驱动装置4、夹持装置3；夹持装置3轴线与自准直平行光管2轴线重合；夹持装置3固定待检测仪器，使待检测仪器镜面5朝上且轴线与自准直平行光管2轴线重合；自准直平行光管2包括物镜和读数目镜，读数目镜观察物镜经待检测仪器镜面5反射而成的像；旋转驱动装置4与待检测仪器末端连接固定，并带动待检测仪器旋转。

在本实用新型的一个实施例中，夹持装置3是与待检测仪器配合的开孔定位工装，待检测仪器末端插入孔中，并通过轴承与孔内壁配合。

在本实用新型的一个实施例中，夹持装置3是可调节V形工装，待检测仪器放入V形槽内，通过盖板固定。

在本实用新型的一个实施例中，自准直平行光管2连接成像传感器，成像传感器自动采集读数目镜观察到的物镜成像，将采集到的图像进行计算处理。

在本实用新型的一个实施例中，还包括平台1，自准直平行光管2、旋转驱动装置4、夹持装置3都通过支架固定于平台1上，几个元件都固定于平台1可提高整个装置的稳定性。

在本实用新型的一个实施例中，固定自准直平行光管2的支架上设置调节单元，可通过调节单元调整自准直平行光管2与待检测仪器镜面5的距离。调节单元可以为自准直平行光管2与支架间的连接结构，通过调节松紧来实现可调整连接，改变自准直平行光管2与待检测仪器镜面5的距离。调节单元也可以是支架的一部分，自准直平行光管2与支架固定，通过调节单元来调整支架的高度，实现自准直平行光管2与待检测仪器镜面5间距离的调节。可根据不同的待检测仪器镜面5来调整自准直平行光管2，使待检测仪器镜面5位于自准直平行光管2物镜焦点处。

下面结合图1、2对本实用新型的具体工作方式进行详细说明：

S1、通过夹持装置3固定待检测仪器，使待检测仪器镜面5朝上且轴线与自准直平行光管2轴线重合；

S2、运行旋转驱动装置4，旋转驱动装置4带动待检测仪器在夹持装置3中旋转；

S3、调整自准直平行光管2与待检测仪器的距离，使读数目镜观察到的物镜经所述待检测仪器镜面5反射而成的像偏移量最小；

S4、待检测仪器回转一周后，读数目镜观察到的物镜经所述待检测仪器镜面5反射而成的像形成一个近似封闭图形，通过此近似封闭图形确定最大偏移量d；

S5、自准直平行光管2焦距为F，通过公式θ＝arctan(d/F)计算得出待测仪器镜面5与待测仪器轴线的垂直度θ。

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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，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以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制。本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

以上本实用新型的具体实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限定。任何根据本实用新型的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (5)

1.光学仪器镜面垂直度检测装置，其特征在于，包括：自准直平行光管、旋转驱动装置、夹持装置；所述夹持装置轴线与所述自准直平行光管轴线重合；所述夹持装置固定待检测仪器，使待检测仪器镜面朝上且轴线与所述自准直平行光管轴线重合；所述自准直平行光管包括物镜和读数目镜，所述读数目镜观察所述物镜经所述待检测仪器镜面反射而成的像；所述旋转驱动装置与所述待检测仪器末端连接固定，并带动所述待检测仪器旋转。

2.如权利要求1所述的光学仪器镜面垂直度检测装置，其特征在于，所述夹持装置为与待检测仪器配合的开孔定位工装或可调节V形工装。

3.如权利要求1所述的光学仪器镜面垂直度检测装置，其特征在于，所述自准直平行光管连接成像传感器；所述成像传感器自动采集所述读数目镜观察到的所述物镜成像。

4.如权利要求1所述的光学仪器镜面垂直度检测装置，其特征在于，还包括平台，所述自准直平行光管、所述旋转驱动装置、所述夹持装置都通过支架固定于所述平台上。

5.如权利要求4所述的光学仪器镜面垂直度检测装置，其特征在于，固定所述自准直平行光管的支架上设置调节单元，用于调整所述自准直平行光管与所述待检测仪器镜面的距离。

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