CN219200628U - 一种用于光学干涉测量设备的多轴驱动机构 - Google Patents

Abstract

本申请涉及光学干涉精密测量仪器领域，公开了一种用于光学干涉测量设备的多轴驱动机构，包括支撑架，支撑架上设置有用于放置干涉仪并带动干涉仪沿水平面方向进行滑动的滑移组件，支撑架内沿竖直方向滑动设置有升降板，升降板上以水平方向为轴线转动设置有摆动座，摆动座上以竖直方向为轴线转动设置有用于安放检测样品的样品台。本申请具有能够通过采用样品台和摆动座，样品台可带动检测样品在摆动座上相对于干涉仪进行旋转动，摆动座可通过样品台带动检测样品相对于干涉仪进行摆动，从而增加了检测样品与干涉仪之间可调角度，使得检测样品的调节更加方便快捷。

Description

一种用于光学干涉测量设备的多轴驱动机构

技术领域

本申请涉及光学干涉精密测量仪器的领域，尤其是涉及一种用于光学干涉测量设备的多轴驱动机构。

背景技术

光学干涉仪是利用干涉原理测量光程差，从而确定相关物理量的光学仪器。

目前，立式大口径干涉仪产品在测量成像的过程，需要对检测样品与干涉仪之间的相对位置进行调节。干涉仪放置在底座上，底座上安装有调节部件，检测样品放置在调节部件上并位于干涉仪上方，检测样品与干涉仪之间的相对位置采用滑动方向进行调节，调节部件可带动检测样品沿水平面进行X-Y方向的滑动，同时，调节部件还可带动检测样品沿竖直的Z方向进行滑动，从而完成检测样品的位置调节。

当检测样品为曲面时，且需要对曲面检测样品不同位置处进行测量时，往往需要依靠操作人员的经验进度多次调节，例如X-Z,Y-Z,X-Y-Z轴联动的调节方式。如此调节，操作人员需要有较高的技能熟练程度，且调节过程费时费力。

实用新型内容

为了改善曲面检测样品调节过程费时费力的问题，本申请提供一种用于光学干涉测量设备的多轴驱动机构。

本申请提供的一种用于光学干涉测量设备的多轴驱动机构采用如下的技术方案：

一种用于光学干涉测量设备的多轴驱动机构，包括支撑架，所述支撑架上设置有用于放置干涉仪并带动干涉仪沿水平面方向进行滑动的滑移组件，所述支撑架内沿竖直方向滑动设置有升降板，所述升降板上以水平方向为轴线转动设置有摆动座，所述摆动座上以竖直方向为轴线转动设置有用于安放检测样品的样品台。

通过采用上述技术方案，将曲面检测样品固定安放在样品台上，滑移组件驱动干涉仪在水平面上移动，升降板用过摆动轴带动样品台在竖直方向进行移动，从而实现曲面检测样品与干涉仪之间的X-Y-Z轴联动调节。同时，样品台可带动检测样品在摆动座上相对于干涉仪进行旋转动，摆动座可通过样品台带动检测样品相对于干涉仪进行摆动，从而增加了检测样品与干涉仪之间可调角度，使得检测样品的调节更加方便快捷。

优选的，所述升降板上设置有第一转动件，所述第一转动件的驱动端与摆动座传动连接。

通过采用上述技术方案，第一转动件驱动摆动座进行转动，采用机械驱动方式使得摆动座的转动调节更加精准快速。

优选的，所述摆动座内设置有第二转动件，所述第二转动件的驱动端与样品台传动连接。

通过采用上述技术方案，第二转动件驱动样品台进行转动，采用机械驱动方式使得样品台的转动调节更加精准快速。

优选的，所述滑移组件包括X轴平移部和Y轴平移部，所述Y轴平移部滑动设置在支撑架上，所述X轴平移部滑动设置在Y轴平移部上，所述X轴平移部的滑动方向垂直于Y轴平移部的滑动方向，且干涉仪设置在所述X轴平移部上。

通过采用上述技术方案，Y轴平移部通过X轴平移部驱动干涉仪在支撑架上进行滑动，X轴平移部驱动干涉仪在Y轴平移部上沿垂直Y轴平移部滑动方向进行滑动，从而使得干涉仪能够在水平面上自由调节。

优选的，所述Y轴平移部包括第一驱动件、第一丝杠、第一滑框和第一滑轨，所述第一滑轨设置在支撑架上，所述第一滑框滑动设置在第一滑轨上，所述X轴平移部设置在第一滑框上，所述第一驱动件设置在支撑架上，所述第一丝杠转动设置在支撑架上并与第一滑框螺纹配合，且所述第一丝杠与第一驱动件传动连接。

通过采用上述技术方案，第一驱动件驱动第一丝杠进行转动，第一丝杠转动并带动第一滑框在第一滑轨上进行滑动，第一滑轨对第一滑框的滑动进行限位，使得第一滑框滑动更加稳定，且第一滑框通过X轴平移部带动干涉仪在支撑架上进行滑动。

优选的，所述X轴平移部包括第二驱动件、第二丝杠、第二滑框和第二滑轨，所述第二滑轨设置在第一滑框上，且所述第二滑轨垂直于第一滑轨，所述第二滑框滑动设置在第二滑轨上，干涉仪设置在所述第二滑框上，所述第二驱动件设置在第一滑框上，所述第二丝杠转动设置在第一滑框并与第二滑框螺纹配合，且所述第二丝杠与第二驱动件传动连接。

通过采用上述技术方案，第二驱动件驱动第二丝杠进行转动，第二丝杠转动并带动第二滑框在第二滑轨上进行滑动，第二滑轨对第二滑框的滑动进行限位，使得第二滑框滑动更加稳定，且第二滑框带动干涉仪在支撑架上进行滑动。

优选的，所述支撑架包括顶板、底板、多个立柱和横梁，多个所述立柱沿竖直方向设置，多个所述横梁沿水平方向设置，所述横梁的端部与立柱的端部固定连接，且多个所述横梁与立柱组成立方体框架，所述顶板设置在立方体框架的顶部，所述底板设置在立方体框架的底部，且所述滑移组件设置在顶板上。

通过采用上述技术方案，干涉仪通过滑移组件安装在顶板上，多个立柱与横梁组成的立方体框架对顶板进行支撑，从而使得干涉仪在支撑架上安装得更加稳定。

优选的，所述底板上固定设置有固定座，所述固定座的顶部与顶板固定连接，所述固定座上设置有升降组件，所述升降组件包括第三驱动件、第三丝杠和第三滑轨，所述第三滑轨沿竖直方向设置在固定座上，所述升降板滑动设置在第三滑轨上，所述第三驱动件设置在固定座上，所述第三丝杠转动设置在固定座上并与升降板螺纹配合，且所述第三丝杠与第三驱动件传动连接。

通过采用上述技术方案，第三驱动件驱动第三丝杠进行转动，第三丝杠转动并带动升降板在第三滑轨上进行升降滑动，第三滑轨对升降板的滑动进行限位，使得升降板滑动更加稳定，升降板带动检测样品在支撑架内进行升降。同时，升降组件安装在固定座上，固定座的上下两端分别与顶板以及底板固定连接，从而使得检测样品在升降滑动过程中更加稳定。

优选的，所述顶板内位于干涉仪下方处开设有通光口。

通过采用上述技术方案，顶板内开设有通光口使得干涉仪光路通畅，顶板不易对干涉仪发出的光束造成干扰。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过采用样品台和摆动座，样品台可带动检测样品在摆动座上相对于干涉仪进行旋转动，摆动座可通过样品台带动检测样品相对于干涉仪进行摆动，从而增加了检测样品与干涉仪之间可调角度，使得检测样品的调节更加方便快捷；

2.通过采用固定座，固定座的上下两端分别与顶板以及底板固定连接，从而使得检测样品在升降滑动过程中更加稳定；

3.通过采用多个立柱与横梁组成的立方体框架对顶板进行支撑，从而使得干涉仪在支撑架上安装得更加稳定。

附图说明

图1是本申请用于光学干涉测量设备的多轴驱动机构的整体结构示意图；

图2是本申请用于光学干涉测量设备的多轴驱动机构的上半部分结构示意图；

图3是本申请用于光学干涉测量设备的多轴驱动机构的下半部分结构。

附图标记说明：1、支撑架；11、顶板；12、底板；13、立柱；14、横梁；2、滑移组件；21、Y轴平移部；211、第一驱动件；212、第一丝杠；213、第一滑框；214、第一滑轨；22、X轴平移部；221、第二驱动件；222、第二丝杠；223、第二滑框；224、第二滑轨；3、升降板；4、摆动座；5、样品台；6、通光口；7、避让条口；8、固定座；9、升降组件；91、第三驱动件；92、第三丝杠；93、第三滑轨。

具体实施方式

以下结合附图1-3对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种用于光学干涉测量设备的多轴驱动机构。

参照图1和2，一种用于光学干涉测量设备的多轴驱动机构包括放置在地面上的支撑架1，支撑架1的顶部安装有滑移组件2，干涉仪安装在滑移组件2的顶部，且滑移组件2驱动干涉仪沿水平面（X-Y轴）进行移动。

参照图1和3，支撑架1内固定安装有固定座8，固定座8上沿竖直方向（Z轴）滑动安装有升降板3，固定座8上安装有升降组件9，且升降组件9驱动升降板3在固定座8上进行升降。

参照图3，升降板3远离固定座8的侧壁上转动安装有摆动座4，升降板3靠近固定座8的侧壁上固定安装有第一转动件，第一转动件与摆动座4传动连接。本申请中，第一转动件可选用为伺服电机，第一转动件通过蜗轮蜗杆的方式驱动固定座8进行转动，且摆动座4以垂直于升降板3的水平方向为轴线（A轴）进行转动。

摆动座4的顶部转动安装有样品台5，且曲面检测样品固定安装在样品台5上，摆动座4内部固定安装有第二转动件，第二转动件与样品台5传动连接。本申请中，第二转动件可选用为伺服电机，第二转动件通过蜗轮蜗杆的方式驱动样品台5进行转动，且样品台5以垂直于摆动座4的竖直方向为轴线（B轴）进行转动。

参照图2和3，干涉仪在支撑架1上可沿X-Y轴方向进行滑移，升降板3通过摆动座4与样品台5带动检测样品沿Z轴方向进行滑移，同时摆动座4通过样品台5带动检测样品沿A轴相对于干涉仪进行摆动，样品台5带动检测样品沿B轴相对于干涉仪进行旋转。如此使得检测样品与干涉仪之间可进行五轴调节，增加了检测样品与干涉仪之间可调角度，从而使得检测样品的调节更加方便快捷。

具体的，支撑架1包括顶板11、底板12、四个立柱13和八个横梁14，每四个横梁14沿水平方向固定组成一个矩形框，四个立柱13均沿竖直方向固定安装在两个矩形框之间，立柱13的上下两端分别与横梁14固定连接，且四个立柱13与八个横梁14组成长方体框架。顶板11固定安装在位于立柱13顶部的矩形框上，底板12固定安装在位于立柱13底部的矩形框上，且滑移组件2安装在顶板11上，固定座8安装在底板12上。四个立柱13与八个横梁14组成的长方体框架对顶板11与底板12进行支撑，从而使得多轴驱动机构的结构强度更高。

参照图2，具体的，滑移组件2包括X轴平移部22和Y轴平移部21，Y轴平移部21包括第一驱动件211、第一丝杠212、第一滑框213和两个第一滑轨214，第一驱动件211固定安装在顶板11上，顶板11上固定安装有两个第一安装座，第一丝杠212的两端均通过轴承转动安装在第一安装座内，且第一丝杠212的端部与第一驱动件211驱动轴固定连接。本申请中，第一驱动件211可选用为伺服电机，且第一驱动件211驱动第一丝杠212进行转动。

两个第一滑轨214均沿第一丝杠212的长度方向固定安装在顶板11上，第一滑框213通过四个滑块滑动安装在两个第一滑轨214上，第一丝杠212上螺纹安装有第一螺母，且第一螺母与第一滑框213固定连接。X轴平移部22安装在第一滑框213上，干涉仪安装在X轴平移部22上。第一丝杠212转动带动第一螺母进行移动，第一螺母再带动第一滑框213进行移动，从而带动干涉仪沿Y轴方向进行滑动调节。

X轴平移部22包括第二驱动件221、第二丝杠222、第二滑框223和两个第二滑轨224，第二驱动件221固定安装在第一滑框213上，第一滑框213上固定安装有两个第二安装座，第二丝杠222的两端均通过轴承转动安装在第二安装座内，第二丝杠222的端部与第二驱动件221驱动轴固定连接，且第二丝杠222垂直于第一丝杠212。本申请中，第二驱动件221可选用为伺服电机，且第二驱动件221驱动第二丝杠222进行转动。

两个第二滑轨224均沿第二丝杠222的长度方向固定安装在第一滑框213上，且第二滑轨224垂直于第一滑轨214，第二滑框223通过四个滑块滑动安装在两个第二滑轨224上，第二丝杠222上螺纹安装有第二螺母，且第二螺母与第二滑框223固定连接，干涉仪固定安装在第二滑框223上。第二丝杠222转动带动第二螺母进行移动，第二螺母再带动第二滑框223进行移动，从而带动干涉仪沿X轴方向进行滑动调节。

第一滑框213和第二滑框223的中部均为中空设置，顶板11上位于两个第一滑轨214之间处开设有通光口6，且通光口6与第一滑框213和第二滑框223的中空处连通。通光口6和中空设置的第一滑框213以及第二滑框223使得干涉仪光路通畅，从而使第一滑框213、第二滑框223和顶板11不易对干涉仪发出的光束造成干扰。

参照图1和3，具体的升降组件9包括第三驱动件91、第三丝杠92和两个第三滑轨93，第三驱动件91固定安装在固定座8的侧壁上，固定座8的侧壁上沿竖直方向固定安装有两个第三安装座，第三丝杠92的两端均通过轴承转动安装在第三安装座内，第三丝杠92的端部与第三驱动件91驱动轴固定连接，且第三丝杠92沿竖直方向安装。本申请中，第三驱动件91可选用为伺服电机，且第三驱动件91驱动第三丝杠92进行转动。

两个第三滑轨93均沿第三丝杠92的长度方向固定安装在固定座8的侧壁上，升降板3通过四个滑块滑动安装在两个第三滑轨93上，第三丝杠92上螺纹安装有第三螺母，且第三螺母与升降板3固定连接。第三丝杠92转动带动第三螺母进行移动，第三螺母再带动升降板3沿竖直方向进行升降移动，从而通过带动检测样品沿Z轴进行滑动调节。

固定座8沿水平方向的截面为C型，C型固定座8的开口端朝远离升降板3方向，且固定座8的顶端与顶板11固定连接，底端与底板12固定连接，如此使得检测样品在升降滑动过程中更加稳定。同时，固定座8的中部沿竖直方向开设有避让条口7，升降板3在升降时带动第一转动件在避让条口7内进行升降移动，从而使得第一转动件与固定座8之间不易发生干涉。

本申请实施例的实施原理为：干涉仪在支撑架1上可沿X-Y轴方向进行滑移，升降板3通过摆动座4与样品台5带动检测样品沿Z轴方向进行滑移，同时摆动座4通过样品台5带动检测样品沿A轴相对于干涉仪进行摆动，样品台5带动检测样品沿B轴相对于干涉仪进行旋转。如此使得检测样品与干涉仪之间可进行五轴调节，增加了检测样品与干涉仪之间可调角度，从而使得检测样品的调节更加方便快捷。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于光学干涉测量设备的多轴驱动机构，其特征在于：包括支撑架(1)，所述支撑架(1)上设置有用于放置干涉仪并带动干涉仪沿水平面方向进行滑动的滑移组件(2)，所述支撑架(1)内沿竖直方向滑动设置有升降板(3)，所述升降板(3)上以水平方向为轴线转动设置有摆动座(4)，所述摆动座(4)上以竖直方向为轴线转动设置有用于安放检测样品的样品台(5)。

2.根据权利要求1所述的一种用于光学干涉测量设备的多轴驱动机构，其特征在于：所述升降板(3)上设置有第一转动件，所述第一转动件的驱动端与摆动座(4)传动连接。

3.根据权利要求1所述的一种用于光学干涉测量设备的多轴驱动机构，其特征在于：所述摆动座(4)内设置有第二转动件，所述第二转动件的驱动端与样品台(5)传动连接。

4.根据权利要求1所述的一种用于光学干涉测量设备的多轴驱动机构，其特征在于：所述滑移组件(2)包括X轴平移部(22)和Y轴平移部(21)，所述Y轴平移部(21)滑动设置在支撑架(1)上，所述X轴平移部(22)滑动设置在Y轴平移部(21)上，所述X轴平移部(22)的滑动方向垂直于Y轴平移部(21)的滑动方向，且干涉仪设置在所述X轴平移部(22)上。

5.根据权利要求4所述的一种用于光学干涉测量设备的多轴驱动机构，其特征在于：所述Y轴平移部(21)包括第一驱动件(211)、第一丝杠(212)、第一滑框(213)和第一滑轨(214)，所述第一滑轨(214)设置在支撑架(1)上，所述第一滑框(213)滑动设置在第一滑轨(214)上，所述X轴平移部(22)设置在第一滑框(213)上，所述第一驱动件(211)设置在支撑架(1)上，所述第一丝杠(212)转动设置在支撑架(1)上并与第一滑框(213)螺纹配合，且所述第一丝杠(212)与第一驱动件(211)传动连接。

6.根据权利要求5所述的一种用于光学干涉测量设备的多轴驱动机构，其特征在于：所述X轴平移部(22)包括第二驱动件(221)、第二丝杠(222)、第二滑框(223)和第二滑轨(224)，所述第二滑轨(224)设置在第一滑框(213)上，且所述第二滑轨(224)垂直于第一滑轨(214)，所述第二滑框(223)滑动设置在第二滑轨(224)上，干涉仪设置在所述第二滑框(223)上，所述第二驱动件(221)设置在第一滑框(213)上，所述第二丝杠(222)转动设置在第一滑框(213)并与第二滑框(223)螺纹配合，且所述第二丝杠(222)与第二驱动件(221)传动连接。

7.根据权利要求1所述的一种用于光学干涉测量设备的多轴驱动机构，其特征在于：所述支撑架(1)包括顶板(11)、底板(12)、多个立柱(13)和横梁(14)，多个所述立柱(13)沿竖直方向设置，多个所述横梁(14)沿水平方向设置，所述横梁(14)的端部与立柱(13)的端部固定连接，且多个所述横梁(14)与立柱(13)组成立方体框架，所述顶板(11)设置在立方体框架的顶部，所述底板(12)设置在立方体框架的底部，且所述滑移组件(2)设置在顶板(11)上。

8.根据权利要求7所述的一种用于光学干涉测量设备的多轴驱动机构，其特征在于：所述底板(12)上固定设置有固定座(8)，所述固定座(8)的顶部与顶板(11)固定连接，所述固定座(8)上设置有升降组件(9)，所述升降组件(9)包括第三驱动件(91)、第三丝杠(92)和第三滑轨(93)，所述第三滑轨(93)沿竖直方向设置在固定座(8)上，所述升降板(3)滑动设置在第三滑轨(93)上，所述第三驱动件(91)设置在固定座(8)上，所述第三丝杠(92)转动设置在固定座(8)上并与升降板(3)螺纹配合，且所述第三丝杠(92)与第三驱动件(91)传动连接。

9.根据权利要求7所述的一种用于光学干涉测量设备的多轴驱动机构，其特征在于：所述顶板(11)内位于干涉仪下方处开设有通光口(6)。

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