專利名稱:光學球體零件全球面三維球度誤差的檢測方法與裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及光學元件測試技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及光學球體零件全球面三維球度誤差 的檢測方法與裝置。
背景技術(shù):
小型高精度球體零件存在于眾多精密裝備中,如軸承滾珠、計量標準球、核聚變靶 球、陀螺轉(zhuǎn)子等。特別是在高精度陀螺儀表中,敏感結(jié)構(gòu)大多采用球形部件,如靜電懸浮陀 螺的核心敏感部件就是一個球形轉(zhuǎn)子,并且球面的形狀和面形精度要求非常高,成為制約 陀螺儀性能的關(guān)鍵因素。靜電懸浮陀螺儀是目前公認的精度最高的陀螺儀,美國宇航局的“引力探測B” 衛(wèi)星用于驗證廣義相對論預測的時空漩渦,其核心部件就是球形轉(zhuǎn)子,其球度誤差達到了 25nm的偏差。2008年澳大利亞精確光學中心(ACPO)造出了兩個完美的計量標準球,球體 直徑為93. 75mm,球度誤差典型值50nm,是繼“引力探測B”上陀螺轉(zhuǎn)子球后新的世界上最接 近完美球體的物體。由此可見,納米精度的小型超半球面一方面在尖端科技發(fā)展中占有重 要地位,在一定意義上代表了世界科技的發(fā)展水平;另一方面,具有納米精度的小型超半球 面是高精度、長壽命慣性儀表中的核心部件,成為制約其性能的關(guān)鍵因素。如此高精度的球體零件加工是非常困難的,因為存在機床誤差復印,基于范成運 動原理的切削加工精度不夠高,因而常用研拋方法進行加工,通過逐步修拋誤差高點使得 球度誤差減小到公差范圍之內(nèi),其前提是要獲得球體零件上全球面的三維球度誤差分布。長期以來,傳統(tǒng)測量中的球度最常用截線圓度測量方法進行評價,即通過測量球 面上多條大圓截線的圓度間接評價球度。例如“引力探測B”的轉(zhuǎn)子球度測量采用泰勒-霍 普森(Taylor Hobson)的圓度儀測量16條經(jīng)線圓和1條赤道圓,早在1980年利帕(Lipa) 和西德爾(Siddal)就采用該方法測量精密陀螺轉(zhuǎn)子。萊斯特納(Leistner)在修拋完美標 準球時,也是根據(jù)圓度儀測得的結(jié)果,采用多條截線測量的方法。截線圓度測量方法反映的 表面形貌信息非常有限,因而對球體零件的評價也是不完全、不科學的。由于所采用的測量 方式的局限性,并且有關(guān)先進的測量手段研究較少,未能有效地解決高精度光學球體零件 測量中存在的技術(shù)難題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足,提供一種低成本、高精度、高效 率的光學球體零件全球面三維球度誤差的檢測方法,以及用于該方法中的光學球體零件全 球面三維球度誤差的檢測裝置。為解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明采用以下技術(shù)方案一種光學球體零件全球面三維球度誤差的檢測方法,它是采用波面干涉儀對球體 零件進行檢測,先根據(jù)所述球體零件的大小以及所述波面干涉儀的測量鏡頭的孔徑大小將 球體零件表面劃分成若干子孔徑區(qū)域,用波面干涉儀對所有子孔徑區(qū)域逐一進行測量,得到各子孔徑區(qū)域的面形誤差分布情況,再使用子孔徑拼接方法將各子孔徑區(qū)域的面形誤差 拼接起來,獲得球體零件的全局面形誤差分布情況。將球體零件表面劃分成若干子孔徑區(qū)域時,相鄰的子孔徑區(qū)域具有重合區(qū)域。波面干涉儀對一個子孔徑區(qū)域的測量完成后,通過可調(diào)節(jié)球體零件位姿的球體位 姿調(diào)節(jié)裝置來調(diào)整改變球體零件的位姿,使波面干涉儀可對下一個子孔徑區(qū)域進行測量。一種用于上述光學球體零件全球面三維球度誤差的檢測方法的檢測裝置,包括波 面干涉儀和與所述波面干涉儀連接的計算機,所述波面干涉儀前設有可將球體零件置于所 述波面干涉儀的測量鏡頭前方、并可對球體零件進行位姿調(diào)節(jié)的球體位姿調(diào)節(jié)裝置。所述球體位姿調(diào)節(jié)裝置包括水平分度旋轉(zhuǎn)臺、垂直分度旋轉(zhuǎn)臺、第一支撐臂、第二 支撐臂、主動裝卡軸、從動裝卡軸、支撐定位軸、對調(diào)平移臺和升降臺,所述第一支撐臂、第 二支撐臂和升降臺均裝設于所述對調(diào)平移臺上,所述升降臺位于第一支撐臂與第二支撐臂 之間,所述垂直分度旋轉(zhuǎn)臺裝設于升降臺上,所述支撐定位軸裝設于垂直分度旋轉(zhuǎn)臺上,所 述主動裝卡軸和水平分度旋轉(zhuǎn)臺均裝設于第一支撐臂上,且主動裝卡軸與水平分度旋轉(zhuǎn)臺 相連,所述從動裝卡軸裝設于第二支撐臂上。所述主動裝卡軸、從動裝卡軸和支撐定位軸用于定位球體零件的一端均設有錐形 卡持槽。所述球體位姿調(diào)節(jié)裝置的對調(diào)平移臺下端裝設有三維平移臺,所述三維平移臺包 括第一水平調(diào)節(jié)臺、第二水平調(diào)節(jié)臺和升降調(diào)節(jié)臺,所述第二水平調(diào)節(jié)臺裝設于第一水平 調(diào)節(jié)臺上,且第二水平調(diào)節(jié)臺與第一水平調(diào)節(jié)臺的調(diào)節(jié)方向垂直布置,所述升降調(diào)節(jié)臺裝 設于第二水平調(diào)節(jié)臺上,且升降調(diào)節(jié)臺與所述對調(diào)平移臺下端連接。還包括氣動隔振臺和波面干涉儀支撐臺,所述三維平移臺的第一水平調(diào)節(jié)臺固定 于所述氣動隔振臺,所述波面干涉儀通過所述波面干涉儀支撐臺支撐于所述氣動隔振臺 上。與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的優(yōu)點在于本發(fā)明的檢測方法采用波面干涉儀對球體零件進行檢測,具有成本低、檢測精度 高的優(yōu)點,同時將球體零件表面劃分成若干子孔徑區(qū)域,逐一測量后用子孔徑拼接方法獲 得球體零件的全局面形誤差分布情況,其操作方便,測量效率高,并能夠獲得精細三維球度 誤差分布,與以往的測量方法相比,本發(fā)明更適合于球度評價和確定性修形加工對球體面 形誤差分布測量的需求。本發(fā)明的光學球體零件全球面三維球度誤差的檢測裝置,結(jié)構(gòu)簡 單、制造成本低,便于對球體零件的位姿進行調(diào)整,操作簡單、效率高,且調(diào)節(jié)精度高,能夠 實現(xiàn)對全球面任意位置的子孔徑區(qū)域進行測量,完全能夠滿足上述檢測方法的需要。
圖1是環(huán)帶劃分示意圖;圖2是全球子孔徑劃分示意圖;圖3是光學球體零件全球面三維球度誤差的檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖;圖4是球體位姿調(diào)節(jié)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖;圖5是三維平移臺的結(jié)構(gòu)示意圖;圖6是第一條環(huán)帶測量示意圖7是調(diào)整球面位姿示意圖;圖8是第二條環(huán)帶測量示意圖;圖9是完成所有子孔徑測量示意圖;圖10是測量得到的子孔徑面形誤差干涉圖;圖11是拼接得到的高精度球體的三維誤差。圖中各標號表示1、球體零件;11、子孔徑區(qū)域;12、重合區(qū)域;2、球體位姿調(diào)節(jié)裝置;21、水平分度 旋轉(zhuǎn)臺;22、第一支撐臂;23、主動裝卡軸;24、支撐定位軸;25、從動裝卡軸;26、第二支撐 臂;27、對調(diào)平移臺;28、垂直分度旋轉(zhuǎn)臺;29、升降臺;3、三維平移臺;31、第一水平調(diào)節(jié)臺; 32、第二水平調(diào)節(jié)臺;33、升降調(diào)節(jié)臺;4、氣動隔振臺;5、波面干涉儀支撐臺;6、波面干涉 儀;7、測量鏡頭;8、計算機。
具體實施例方式以下將結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明做進一步詳細說明。本發(fā)明的一種光學球體零件全球面三維球度誤差的檢測方法實施例,它是采用波 面干涉儀6對球體零件1進行檢測,先根據(jù)球體零件1的大小以及波面干涉儀6的測量鏡 頭7的孔徑大小將球體零件1表面劃分成若干子孔徑區(qū)域11,用波面干涉儀6對所有子孔 徑區(qū)域11逐一進行測量,波面干涉儀6對一個子孔徑區(qū)域11的測量完成后,通過可調(diào)節(jié)球 體零件1位姿的球體位姿調(diào)節(jié)裝置2來調(diào)整改變球體零件1的位姿,使波面干涉儀6可對 下一個子孔徑區(qū)域11進行測量,從而得到各子孔徑區(qū)域11的面形誤差分布情況,再使用子 孔徑拼接方法將各子孔徑區(qū)域11的面形誤差拼接起來,獲得球體零件1的全局面形誤差分 布情況。本發(fā)明的檢測方法采用波面干涉儀6對球體零件1進行檢測,具有成本低、檢測精 度高的優(yōu)點,同時將球體零件1表面劃分成若干子孔徑區(qū)域11,逐一測量后用子孔徑拼接 方法獲得球體零件1的全局面形誤差分布情況,其操作方便,測量效率高,并能夠獲得精細 三維球度誤差分布,滿足球度評價和確定性修形加工對球體面形誤差分布測量的需求。本實施例中,球體零件1的直徑D = 38mm,波面干涉儀6所用測量鏡頭7的f數(shù) 為0. 75,那么每個子孔徑區(qū)域11的大小為d = 25. 3mm,將球體零件1表面劃分成若干子 孔徑區(qū)域11時,使相鄰子孔徑區(qū)域11兩兩相連,并使相鄰的子孔徑區(qū)域11具有重合區(qū)域 12,為使子孔徑區(qū)域11的劃分均勻合理,本實施例中,先用六個子孔徑區(qū)域11連成一條如 圖1所示的環(huán)帶,以該環(huán)帶為基礎(chǔ)再劃出兩條環(huán)帶,如圖2所示,共劃出三條環(huán)帶、十八個子 孔徑區(qū)域11,減去其中的兩條環(huán)帶中的兩個完全重合的子孔徑區(qū)域11,那么實際是劃出了 十四個子孔徑區(qū)域11,并且任意相鄰的兩個子孔徑區(qū)域11都具有重合區(qū)域12,這樣可保證 子孔徑拼接時的精確和效率。圖3至圖5示出了本發(fā)明的一種用于上述光學球體零件全球面三維球度誤差的檢 測方法的檢測裝置實施例,該裝置包括三維平移臺3、氣動隔振臺4、波面干涉儀支撐臺5、 波面干涉儀6和與波面干涉儀6連接的計算機8,波面干涉儀6前設有可將球體零件1置于 波面干涉儀6的測量鏡頭7前方、并可對球體零件1進行位姿調(diào)節(jié)的球體位姿調(diào)節(jié)裝置2, 三維平移臺3的第一水平調(diào)節(jié)臺31固定于氣動隔振臺4,波面干涉儀6通過波面干涉儀支 撐臺5支撐于氣動隔振臺4上。
本實施例中,球體位姿調(diào)節(jié)裝置2包括水平分度旋轉(zhuǎn)臺21、垂直分度旋轉(zhuǎn)臺28、第 一支撐臂22、第二支撐臂26、主動裝卡軸23、從動裝卡軸25、支撐定位軸24、對調(diào)平移臺27 和升降臺29,第一支撐臂22、第二支撐臂26和升降臺29均裝設于對調(diào)平移臺27上,升降臺 29位于第一支撐臂22與第二支撐臂26之間,垂直分度旋轉(zhuǎn)臺28裝設于升降臺29上,支撐 定位軸24裝設于垂直分度旋轉(zhuǎn)臺28上,主動裝卡軸23和水平分度旋轉(zhuǎn)臺21均裝設于第 一支撐臂22上,且主動裝卡軸23與水平分度旋轉(zhuǎn)臺21相連,從動裝卡軸25裝設于第二支 撐臂26上。主動裝卡軸23和從動裝卡軸25用于裝卡被測球體零件1,主動裝卡軸23、從 動裝卡軸25和支撐定位軸24用于定位球體零件1的一端均設有錐形卡持槽,該錐形卡持 槽旋轉(zhuǎn)時圓跳動在Iym以內(nèi)。水平分度旋轉(zhuǎn)臺21和垂直分度旋轉(zhuǎn)臺28用來調(diào)整球體零 件1的經(jīng)緯位置,以便于波面干涉儀6測量相應的子孔徑區(qū)域11 ;支撐定位軸24、對調(diào)平移 臺27以及升降臺29是每次調(diào)整經(jīng)度時的輔助裝置。本實施例中,三維平移臺3裝設于球體 位姿調(diào)節(jié)裝置2的對調(diào)平移臺27下端,該三維平移臺3包括第一水平調(diào)節(jié)臺31、第二水平 調(diào)節(jié)臺32和升降調(diào)節(jié)臺33,第二水平調(diào)節(jié)臺32裝設于第一水平調(diào)節(jié)臺31上,且第二水平 調(diào)節(jié)臺32與第一水平調(diào)節(jié)臺31的調(diào)節(jié)方向垂直布置,升降調(diào)節(jié)臺33裝設于第二水平調(diào)節(jié) 臺32上,且升降調(diào)節(jié)臺33與對調(diào)平移臺27下端連接,其中,第一水平調(diào)節(jié)臺31的調(diào)節(jié)方 向與測量鏡頭7的中心軸線方向一致,主要用于調(diào)節(jié)焦距,第二水平調(diào)節(jié)臺32用于調(diào)節(jié)偏 擺位置,升降調(diào)節(jié)臺33用于調(diào)節(jié)俯仰位置。綜上所述,本發(fā)明的光學球體零件全球面三維 球度誤差的檢測裝置,結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低,便于對球體零件1進行位姿調(diào)整,操作簡單、 效率高,且并調(diào)節(jié)精度很高,能夠?qū)崿F(xiàn)對全球面任意位置的子孔徑區(qū)域進行測量,完全能夠 滿足上述檢測方法的需要。以下將結(jié)合圖6至圖11對本發(fā)明的光學球體零件全球面三維球度誤差的檢測具 體步驟作詳細說明第一步,根據(jù)球體零件1的大小,以及波面干涉儀6配備的測量鏡頭7合理選擇在 球體零件1上劃分子孔徑區(qū)域11的大小,本實施例中,球體零件1的直徑D = 38mm,采用的 測量鏡頭7的f數(shù)為0. 75,子孔徑區(qū)域11的直徑d = D/f = 25. 3mm,所以將其劃分成14 個子孔徑區(qū)域11較為合適。第二步,調(diào)節(jié)對調(diào)平移臺27使得主動裝卡軸23和從動裝卡軸25將球體零件1裝 卡好,并且調(diào)整三維平移臺3,直到連接波面干涉儀6的計算機8上顯示的條紋為零條紋,并 且定義該位置為0點。第三步,調(diào)節(jié)水平分度旋轉(zhuǎn)臺21,使球體零件1繞主動裝卡軸23和從動裝卡軸25 旋轉(zhuǎn)30°,調(diào)整三維平移臺3,直到計算機8上顯示的條紋為零條紋為止,測量該子孔徑區(qū) 域11的面形誤差(測量結(jié)果如圖10所示),并且定義該子孔徑區(qū)域11為第一子孔徑區(qū)域。第四步,繼續(xù)調(diào)節(jié)水平分度旋轉(zhuǎn)臺21,使球體零件1繞主動裝卡軸23和從動裝卡 軸25旋轉(zhuǎn)60°,然后重復第三步的測量子孔徑區(qū)域11的過程,并且定義該子孔徑區(qū)域11 為第二子孔徑區(qū)域。第五步,重復第四步的測量過程,直到球體零件1繞主動裝卡軸23和從動裝卡軸 25旋轉(zhuǎn)330°,測量完該環(huán)帶的最后一個子孔徑區(qū)域11 (如圖6所示)。然后,繼續(xù)調(diào)節(jié)水 平分度旋轉(zhuǎn)臺21將球體零件1回到0點位置。第六步,調(diào)節(jié)升降臺29,使支撐定位軸24上升,支撐定位軸24的錐形卡持槽與球體零件1接觸。調(diào)節(jié)對調(diào)平移臺27往外平移,使主動裝卡軸23和從動裝卡軸25脫離球體 零件1,調(diào)節(jié)垂直分度旋轉(zhuǎn)臺28,使球體零件1繞支撐定位軸24旋轉(zhuǎn)60° (如圖7所示)。第七步,調(diào)節(jié)對調(diào)平移臺27往內(nèi)平移,使主動裝卡軸23和從動裝卡軸25夾緊球 體零件1,并且調(diào)節(jié)升降臺29使支撐定位軸24脫離小球(如圖8所示)。第八步,重復第三步至第七步的操作過程,由于劃分子孔徑區(qū)域11時,有的子孔 徑區(qū)域11是重合的,測量過程中球體零件1繞主動裝卡軸23和從動裝卡軸25旋轉(zhuǎn)到90° 和270°的位置不需要測量。這樣直到完成第三條環(huán)帶最后一個子孔徑區(qū)域11的測量(如 圖9所示),所有子孔徑區(qū)域11的測量結(jié)束。第九步,使用子孔徑拼接方法,獲得全球面的三維球度誤差(如圖11所示), 并對球度誤差進行評價。子孔徑拼接方法可參考陳善勇等“Iterative algorithm for subaperture stitching test with spherical interferometersJournal of the Optical Society of America A, 23 (5) ;1219 ~ 1226,2006 (“用球面干涉儀進行子孔徑拼 接測試的迭代算法”,美國光學學會會刊A,23 (5) 1219-1226,2006)。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式,本發(fā)明的保護范圍并不僅局限于上述實施 例,凡屬于本發(fā)明思路下的技術(shù)方案均屬于本發(fā)明的保護范圍。應該提出,對于本技術(shù)領(lǐng)域 的普通技術(shù)人員來說,在不脫離本發(fā)明原理前提下的改進和潤飾,這些改進和潤飾也應視 為本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
一種光學球體零件全球面三維球度誤差的檢測方法,其特征在于它是采用波面干涉儀(6)對球體零件(1)進行檢測,先根據(jù)所述球體零件(1)的大小以及所述波面干涉儀(6)的測量鏡頭(7)的孔徑大小將球體零件(1)表面劃分成若干子孔徑區(qū)域(11),用波面干涉儀(6)對所有子孔徑區(qū)域(11)逐一進行測量,得到各子孔徑區(qū)域(11)的面形誤差分布情況,再使用子孔徑拼接方法將各子孔徑區(qū)域(11)的面形誤差拼接起來,獲得球體零件(1)的全局面形誤差分布情況。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學球體零件全球面三維球度誤差的檢測方法,其特征在 于將球體零件(1)表面劃分成若干子孔徑區(qū)域(11)時,相鄰的子孔徑區(qū)域(11)具有重合 區(qū)域(12)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光學球體零件全球面三維球度誤差的檢測方法,其特征 在于波面干涉儀(6)對一個子孔徑區(qū)域(11)的測量完成后,通過可調(diào)節(jié)球體零件(1)位 姿的球體位姿調(diào)節(jié)裝置(2)來調(diào)整改變球體零件(1)的位姿,使波面干涉儀(6)可對下一 個子孔徑區(qū)域(11)進行測量。
4.一種用于如權(quán)利要求1至3所述光學球體零件全球面三維球度誤差的檢測方法的 檢測裝置,其特征在于包括波面干涉儀(6)和與所述波面干涉儀(6)連接的計算機(8), 所述波面干涉儀(6)前設有可將球體零件(1)置于所述波面干涉儀(6)的測量鏡頭(7)前 方、并可對球體零件(1)進行位姿調(diào)節(jié)的球體位姿調(diào)節(jié)裝置(2)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的檢測裝置,其特征在于所述球體位姿調(diào)節(jié)裝置(2)包括水 平分度旋轉(zhuǎn)臺(21)、垂直分度旋轉(zhuǎn)臺(28)、第一支撐臂(22)、第二支撐臂(26)、主動裝卡 軸(23)、從動裝卡軸(25)、支撐定位軸(24)、對調(diào)平移臺(27)和升降臺(29),所述第一支 撐臂(22)、第二支撐臂(26)和升降臺(29)均裝設于所述對調(diào)平移臺(27)上,所述升降臺 (29)位于第一支撐臂(22)與第二支撐臂(26)之間,所述垂直分度旋轉(zhuǎn)臺(28)裝設于升降 臺(29)上,所述支撐定位軸(24)裝設于垂直分度旋轉(zhuǎn)臺(28)上,所述主動裝卡軸(23)和 水平分度旋轉(zhuǎn)臺(21)均裝設于第一支撐臂(22)上,且主動裝卡軸(23)與水平分度旋轉(zhuǎn)臺 (21)相連,所述從動裝卡軸(25)裝設于第二支撐臂(26)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的檢測裝置,其特征在于所述主動裝卡軸(23)、從動裝卡軸 (25)和支撐定位軸(24)用于定位球體零件(1)的一端均設有錐形卡持槽。
7.根據(jù)權(quán)利要求4至6中任一項所述的檢測裝置,其特征在于所述球體位姿調(diào)節(jié)裝 置(2)的對調(diào)平移臺(27)下端裝設有三維平移臺(3),所述三維平移臺(3)包括第一水平 調(diào)節(jié)臺(31)、第二水平調(diào)節(jié)臺(32)和升降調(diào)節(jié)臺(33),所述第二水平調(diào)節(jié)臺(32)裝設于 第一水平調(diào)節(jié)臺(31)上,且第二水平調(diào)節(jié)臺(32)與第一水平調(diào)節(jié)臺(31)的調(diào)節(jié)方向垂直 布置,所述升降調(diào)節(jié)臺(33)裝設于第二水平調(diào)節(jié)臺(32)上,且升降調(diào)節(jié)臺(33)與所述對 調(diào)平移臺(27)下端連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的檢測裝置,其特征在于還包括氣動隔振臺(4)和波面干涉 儀支撐臺(5),所述三維平移臺(3)的第一水平調(diào)節(jié)臺(31)固定于所述氣動隔振臺(4),所 述波面干涉儀(6)通過所述波面干涉儀支撐臺(5)支撐于所述氣動隔振臺(4)上。
全文摘要
一種光學球體零件全球面三維球度誤差的檢測方法,它是采用波面干涉儀對球體零件進行檢測,先根據(jù)球體零件的大小以及波面干涉儀的測量鏡頭的孔徑大小將球體零件表面劃分成若干子孔徑區(qū)域,用波面干涉儀對所有子孔徑區(qū)域逐一進行測量,得到各子孔徑區(qū)域的面形誤差分布情況,再使用子孔徑拼接方法將各子孔徑區(qū)域的面形誤差拼接起來,獲得球體零件的全局面形誤差分布情況。該方法具有低成本、高精度、高效率的優(yōu)點。一種用于上述光學球體零件全球面三維球度誤差的檢測方法的檢測裝置,包括波面干涉儀和與波面干涉儀連接的計算機,波面干涉儀前設有可將球體零件置于波面干涉儀的測量鏡頭前方、并可對球體零件進行位姿調(diào)節(jié)的球體位姿調(diào)節(jié)裝置。
文檔編號G01B11/24GK101900537SQ201010245740
公開日2010年12月1日 申請日期2010年8月5日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月5日
發(fā)明者周林, 廖文林, 彭小強, 戴一帆, 王建敏, 陳善勇 申請人:中國人民解放軍國防科學技術(shù)大學