【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于光学测量的双状态抗扰动一体式夹持装置，本装置可以通过液压驱动模块实现对被测镜的移动。其中，所设计的保护帘模块能够对干涉测量光路进行全方位遮光，从而有效地将外部杂散光线与干涉测量光路相互隔绝，消除外部杂散光线对干涉测量光路的影响。同时，本专利技术可以适用于卧式和立式两种干涉测量状态。
技术介绍
1、高端元件的制造对元件表面加工精度有极为严苛的要求，因此，在完成制造流程后，对元件面型的精确测量就尤为关键，这一步骤直接决定了元件加工质量的量化评价的准确性。
2、移相干涉测量技术是光学干涉测量法中的一种高精度检测技术，这种非接触式的检测技术的测量精度可达纳米级，是当前检测领域内精度最高的测量方法之一。
3、干涉仪是一种高度精密的光学仪器，是实现移相干涉测量的必要设备，在科学研究和工程技术等众多领域中应用广泛。移相干涉测量技术的测量本质上是对采集得到的干涉强度图进行光强信号的分析，并以此来精确获取初始相位，进而实现对被测件的高精度面型重建。
4、移相干涉测量的过程大致可描述为：将被测镜安置于干涉仪中的参考镜前方，使两者在干涉系统中产生干涉现象；随后利用干涉仪配备的图像采集装置，连续采集多幅干涉强度图，此时干涉强度图中的初始相位值包含了被测元件表面的详细形貌信息；最后采用相位解调技术(也称作信号重建方法)，对初始相位数据进行解析处理，实现对被测元件表面形貌的高精度重建。
5、干涉仪类型众多，主要有斐索干涉仪、迈克尔逊干涉仪、法布里-珀罗干涉仪以及马赫-曾德尔干涉仪等。在上
6、从结构形式上划分，斐索干涉仪主要有卧式与立式两种结构。其中，卧式斐索干涉仪具有稳定性高、便于操作与维护、适应性强等优点，但卧式斐索干涉仪占用空间大且抗振性能较差；立式斐索干涉仪具有空间利用率高等优点，但立式斐索干涉仪由于重心较高其稳定性较差；同时目前基于斐索干涉仪搭建的经典干涉测量设备多缺少隔离杂散光线的结构设计，这使得测量过程极易受到外界扰动，因此在实际车间测量环境中难以保证测量精度。
7、综合上述分析，传统的干涉测量系统往往存在以下几个问题：
8、(1)对被测镜进行光干涉测量时，斐索干涉仪的卧式与立式两种结构在不同测量环境和需求下各有其优缺点，因此若频繁切换使用不同的干涉仪结构(状态)，将导致测量成本高且测量过程繁琐；
9、(2)由于干涉测量的精度很高(可达纳米级测量)，在进行干涉强度图采集时，整个干涉测量系统(也即干涉仪和被测件组成的系统)对扰动和杂散光线等外部环境因素非常敏感，但传统干涉测量系统对干涉腔并没有设置专用的保护装置；
10、(3)对被测镜进行光干涉测量时，需要对被测件进行夹持，但传统夹具与干涉仪是分离的，不能使得被测件、夹具和干涉仪之间刚性连接实现一体振动，此时地面传递的振动(如地铁)对测量过程的影响较大，不利于高精度测量的实现。
11、在目前已存在的技术和装置中，本专利专利技术人常林等人在专利技术专利《可实现任意测量位置下多表面被测件的测量和算法选择的方法-zl202010502586.7》、《一种基于相移特征多项式高精度拟合的多表面测量方法-zl202010595133.3》以及论文《lin chang,jiehua gao,fangxiang zhuang,et al.superimposed multi-harmonic interferencefrequency and phase measurements based on non-synchronous samplingquantization and all-phase spectrum correction[j].measurement,2024,115114》(sci检索)中所设计的新型装置和创新算法实现了高效且精确的移相干涉测量算法设计、干涉系统中测量距离的准确重建、干涉谐波频率的准确估计等目标，具有腔长适应性强、测量精度高等特点。但是，上述专利和论文中的创新结构和算法依然无法解决上面所指出的几个问题，第一：传统基于斐索干涉仪的干涉测量系统无法自适应进行状态切换以适应不同测量环境的问题；第二：传统干涉测量系统对干涉腔没有设置专用的保护装置的问题；第三：传统被测件夹具不能使得被测件、夹具和干涉仪之间刚性连接实现一体振动，进而导致地面振动对测量过程的影响较大的问题。
12、因此，为解决上述问题，本专利技术创新性地提出了一种用于光学测量的双状态抗扰动一体式夹持装置。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服已有技术存在的不足，提出一种用于光学测量的双状态抗扰动一体式夹持装置，目的在于解决现有测量方法中的缺陷。
2、本专利技术的原理在于：本专利技术所设计的夹持装置将干涉仪与被测镜夹具通过连接架模块的刚性固连使整个干涉测量系统实现一体化连接；所设置的保护帘模块与被测镜夹具模块能够保护干涉腔，其中保护帘模块中的伸缩管与被测镜夹具中的遮光帘的组合设置能够将干涉腔与外部环境隔离，防止杂散光线对干涉测量系统的扰动；同时，所设计的装置能够通过液压驱动模块中的基座可实现干涉仪水平和竖直(也即卧式和立式)两种形态放置和切换，可以通过姿态转换进行卧式干涉测量和立式干涉测量。
3、本专利技术所设计的一种用于光学测量的双状态抗扰动一体式夹持装置，其主要模块包括：连接架模块、保护帘模块、被测镜夹具模块、伸缩线控制模块、液压驱动模块。
4、优选地，所述连接架模块具体包括：连接架主体、干涉仪、干涉仪固定孔、干涉仪限位板、收缩电机固定孔、干涉仪连接螺栓、伸缩管限位槽、被测镜夹具导轨槽、滚珠、刻度尺、基座固定孔、基座固定螺栓、放置架固定孔；连接架模块各部分连接方式为：干涉仪放置于连接架主体上方，连接架主体上设置有干涉仪固定孔，干涉仪连接螺栓穿过连接架主体上的干涉仪固定孔将干涉仪固定在连接架主体上，干涉仪侧面设置有干涉仪限位板，干涉仪限位板与连接架主体加工为一整体，干涉仪两侧面均设置有收缩电机固定孔用于固定伸缩线控制模块中的收缩电机，干涉仪前方设置有伸缩管限位槽用于固定保护帘模块中的伸缩管，放置架固定孔设置在干涉仪顶部，连接架主体中心上方设置有被测镜夹具导轨槽，被测镜夹具导轨槽内设置有滚珠，刻度尺设置在连接架主体侧面，刻度尺与连接架主体加工为一整体，基座固定孔设置在连接架主体上方，基座固定螺栓穿过连接架主体上的基座固定孔后将连接架主体与液压驱动模块中的基座连接固定。
5、优选地，所述保护帘模块具体包括：伸缩管、电磁铁、一级伸长杆、二级伸长杆、电磁旋钮开关固定台、拉伸电机钢丝线紧固台、一级伸长杆观察槽、电磁旋钮开关、收缩电机钢丝线紧固台；保护帘模块各部分连接方式为：一级伸长杆中间镂空，一级伸长杆一端通过过盈配合固连在连接架模块中的伸缩管限位槽中，一级伸长本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.本专利技术所设计的一种用于光学测量的双状态抗扰动一体式夹持装置的主要模块包括：连接架模块(1)、保护帘模块(2)、被测镜夹具模块(3)、伸缩线控制模块(4)、液压驱动模块(5)；
2.根据权利要求1所述的用于光学透镜的自动吸附与移动的装置中的保护帘模块(2)的特征为：一级伸长杆(203)中间镂空，一级伸长杆(203)一端通过过盈配合固连在连接架模块(1)中的伸缩管限位槽(107)中，一级伸长杆(203)侧面设置有一级伸长杆观察槽(207)，二级伸长杆(204)通过间隙配合插入一级伸长杆(203)，伸缩管(201)底部固定在连接架模块(1)中的伸缩管限位槽(107)内，伸缩管(201)整体放置于一级伸长杆(203)上，伸缩管(201)末端内部嵌入电磁铁(202)，伸缩管(201)顶部两侧面均设置有收缩电机钢丝线紧固台(209)，拉伸电机钢丝线紧固台(206)与伸缩管(201)加工为一整体，拉伸电机钢丝线紧固台(206)设置在伸缩管(201)顶部，电磁旋钮开关固定台(205)与伸缩管(201)加工为一整体，电磁旋钮开关固定台(205)设置在伸缩管(201)顶部侧面，电
3.根据权利要求1所述的用于光学透镜的自动吸附与移动的装置中的被测镜夹具模块(3)的特征为：抗倒滑块(302)与被测镜夹具主体(301)加工为一整体，设置于被测镜夹具主体(301)底部，被测镜夹具主体滑块(318)放置于连接架模块(1)中的被测镜夹具导轨槽(108)中，被测镜固定支架(307)放置在被测镜夹具主体(301)内部，被测镜固定支架(307)侧边设置有滑柱滑孔(303)，滑柱固定孔(306)设置在被测镜夹具主体(301)内部，被测镜固定支架(307)上设置有四个被测镜夹持头(314)用于固定被测镜，长滑柱(304)与短滑柱(305)均与滑柱固定孔(306)通过过盈配合固连，长滑柱(304)与短滑柱(305)穿过滑柱滑孔(303)使被测镜固定支架(307)能够在被测镜夹具主体(301)上左右移动，卷帘杆固定台(310)设置在被测镜夹具主体(301)上，卷帘杆固定台(310)与被测镜夹具主体(301)加工为一整体，卷帘杆固定台(310)内部设置有卷帘杆固定台通孔(311)，卷帘杆固定台通孔(311)穿过通过过盈配合固连，卷帘(308)绕在卷帘杆(309)上，卷帘(308)顶部设置有卷帘磁铁(312)，被测镜夹具主体(301)正面设置有二级伸长杆固定槽(313)，被测镜夹具主体(301)背面设置有四个被测镜夹具主体伸缩杆(507)固定孔(317)，限位滑轮架(315)设置在被测镜夹具主体(301)顶部，限位滑轮架(315)内部设置有限位滑轮(316)。
4.根据权利要求1所述的用于光学透镜的自动吸附与移动的装置中的伸缩线控制模块(4)的特征为：收缩电机固定螺栓(403)穿过连接架模块(1)中的收缩电机固定孔(105)使得收缩电机(401)通过螺纹连接固定在连接架模块(1)中的连接架主体(101)的侧面上，收缩电机绕线轮(402)设置在收缩电机(401)上，收缩电机绕线轮(402)上缠绕收缩电机钢丝线(405)，收缩电机固定螺栓(403)穿过液压驱动模块(5)中的拉伸电机固定孔(508)使得拉伸电机(404)通过螺纹连接固定在液压驱动模块(5)中基座(509)的顶部，拉伸电机绕线轮(409)设置在拉伸电机(404)上，拉伸电机绕线轮(409)上缠绕拉伸电机钢丝线(406)，导线放置架(408)通过焊接固定在连接架模块(1)中干涉仪(102)的顶部，导线(407)缠绕在导线放置架(408)上，导线(407)末端设置有插头(410)。
5.根据权利要求1所述的用于光学透镜的自动吸附与移动的装置中的液压驱动模块(5)的特征为：液压缸固定底座(505)与液压缸(501)为统一整体，液压缸固定底座(505)焊接在基座(509)上的液压缸固定孔(506)上，液压缸进油口(502)与液压缸出油口(503)均设置在液压缸(501)侧面，液压缸伸缩杆(504)主体设置在液压缸(501)内部，液压缸伸缩杆(504)末端焊接在待测镜夹具主体上，被测镜夹具主体伸缩杆(507)底部与基座(509)焊接在一起，被测镜夹具主体伸缩杆(507)顶部与待测镜夹具模块中的被测镜夹具主体伸缩杆固定孔(317)通过过盈配合固连，基座(509)顶部设置有拉伸电机固定孔(508)，四个立式固定块(510)设置在基座(509)底部起到支撑作用。
...【技术特征摘要】
1.本发明所设计的一种用于光学测量的双状态抗扰动一体式夹持装置的主要模块包括：连接架模块(1)、保护帘模块(2)、被测镜夹具模块(3)、伸缩线控制模块(4)、液压驱动模块(5)；
2.根据权利要求1所述的用于光学透镜的自动吸附与移动的装置中的保护帘模块(2)的特征为：一级伸长杆(203)中间镂空，一级伸长杆(203)一端通过过盈配合固连在连接架模块(1)中的伸缩管限位槽(107)中，一级伸长杆(203)侧面设置有一级伸长杆观察槽(207)，二级伸长杆(204)通过间隙配合插入一级伸长杆(203)，伸缩管(201)底部固定在连接架模块(1)中的伸缩管限位槽(107)内，伸缩管(201)整体放置于一级伸长杆(203)上，伸缩管(201)末端内部嵌入电磁铁(202)，伸缩管(201)顶部两侧面均设置有收缩电机钢丝线紧固台(209)，拉伸电机钢丝线紧固台(206)与伸缩管(201)加工为一整体，拉伸电机钢丝线紧固台(206)设置在伸缩管(201)顶部，电磁旋钮开关固定台(205)与伸缩管(201)加工为一整体，电磁旋钮开关固定台(205)设置在伸缩管(201)顶部侧面，电磁旋钮开关(208)通过焊接固定在电磁旋钮开关固定台(205)上。
3.根据权利要求1所述的用于光学透镜的自动吸附与移动的装置中的被测镜夹具模块(3)的特征为：抗倒滑块(302)与被测镜夹具主体(301)加工为一整体，设置于被测镜夹具主体(301)底部，被测镜夹具主体滑块(318)放置于连接架模块(1)中的被测镜夹具导轨槽(108)中，被测镜固定支架(307)放置在被测镜夹具主体(301)内部，被测镜固定支架(307)侧边设置有滑柱滑孔(303)，滑柱固定孔(306)设置在被测镜夹具主体(301)内部，被测镜固定支架(307)上设置有四个被测镜夹持头(314)用于固定被测镜，长滑柱(304)与短滑柱(305)均与滑柱固定孔(306)通过过盈配合固连，长滑柱(304)与短滑柱(305)穿过滑柱滑孔(303)使被测镜固定支架(307)能够在被测镜夹具主体(301)上左右移动，卷帘杆固定台(310)设置在被测镜夹具主体(301)上，卷帘杆固定台(310)与被测镜夹具主体(301)加工为一整体，卷帘杆固定台(310...
【专利技术属性】
技术研发人员：常林，高杰华，缪佳炳，张清珠，李兵，魏玉兰，沈奇超，陈浩，
申请(专利权)人：湖州师范学院，
类型：发明
国别省市：
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