專利名稱：雙管測角裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
雙管測角裝置
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及光電測量儀器，特別涉及一種雙管測角裝置。
背景技術(shù)：
目前常用的棱鏡角度的測量方法有兩種1、用自準直儀和標準塊比較法測量棱鏡的光學(xué)二面角，這種方法是基于一個棱鏡的光學(xué)面與基準平面的充分接觸，這種接觸的方法容易損壞光學(xué)面的光潔度，同時由于光學(xué)面與基準平面常常無法完全重合，大大影響了測量精度；2、采用自準直儀加配光柵尺或光學(xué)分度盤來實現(xiàn)，這種方法只能實現(xiàn)角度的絕對測量，且由于在測量時需要分別對待測角度的兩個光學(xué)面進行調(diào)像，調(diào)像過程常常需要反復(fù)調(diào)節(jié)，從而影響測量效率。2011年7月20日公開的發(fā)明專利《分光測角儀》，其包括準直儀和自準直儀，在測量二面角時，準直儀沒有用到，將自準直儀接入光源，轉(zhuǎn)動自準直儀分別得到待測樣品第一面的反射像和第二面的反射像，兩個反射像形成的角度值即待測樣品的二面角，該分光測角儀通過光學(xué)編碼器捕捉自準直儀轉(zhuǎn)過的角度值，從而獲得待測二面角，是一種絕對測角儀，其測量精度直接相關(guān)于光學(xué)編碼器精度，還會受到待測樣品的側(cè)面垂直度(以下簡稱側(cè)垂)和待測樣品放置精度的影響，所述側(cè)面垂直度是指放置面與被測量的第一面或第二面間的垂直度，且對于側(cè)面垂直度較差的待測樣品，可能出現(xiàn)獲取第一反射面的反射像后，要反復(fù)幾次才能得到第二面的反射像或無法得到第二面的反射像，所述放置精度是指待測樣品承座臺是否平整，如果有灰塵或沙粒等，就會影響到測量精度，因此，《分光測角儀》公開的測角儀對待測樣品的側(cè)垂精度和放置精度要求比較高。而本發(fā)明是利用兩自準直儀先分別得到標準塊的兩反射像，再分別得到待測樣品的兩反射像，然后比較所測得的標準塊的成像位置與待測樣品的成像位置之間的角度差值，是一種對比測角儀，兩個自準直儀分別獲得成像，不受側(cè)垂的影響，因而能夠降低甚至忽略待測樣品自身側(cè)垂精度以及放置精度對測角精度的影響。對于光束分離角的測量本發(fā)明的原理是測量待測樣品與標準塊角度的微小差別，與《分光測角儀》中測角儀的原理有本質(zhì)不同，而且本發(fā)明不需要昂貴的高精度光學(xué)編碼器，成本上具有很大優(yōu)勢。

實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題，在于提供一種雙管測角裝置，其為非接觸式測量，操作過程簡單高效，測量重復(fù)性好、精度高，重復(fù)精度可達I”。一種雙管測角裝置，包括兩臺自準直儀，包括第一自準直儀和第二自準直儀；兩自準直儀調(diào)整架，其上方分別設(shè)有一臺所述自準直儀；一轉(zhuǎn)臺，其通過一連接臂連接其中一自準直儀調(diào)整架，該自準直儀調(diào)整架上設(shè)有所述第一自準直儀，所述轉(zhuǎn)臺帶動所述第一自準直儀實現(xiàn)360度的測量，通過一緊固螺桿鎖死轉(zhuǎn)臺；[0009]一底座，其通過一立臂固定另一自準直儀調(diào)整架，該自準直儀調(diào)整架上設(shè)有所述第二自準直儀，所述立臂與所述底座相互垂直；一主軸，其設(shè)于所述轉(zhuǎn)臺的中心且貫穿所述轉(zhuǎn)臺，且與所述底座固定在一起，所述主軸、轉(zhuǎn)臺和底座通過軸承連接，所述主軸通過軸承帶動所述轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動；一多維調(diào)整架，其固定于所述主軸的正上方；一承座臺，其固定于所述多維調(diào)整架的正上方。進一步地，所述軸承為上圓錐滾子軸承和下圓錐滾子軸承，所述上圓錐滾子軸承設(shè)于所述主軸的上部，所述下圓錐滾子軸承設(shè)于所述主軸的下部。進一步地，將LED或鹵素燈泡作為外接光源直接安裝在光源連接口上。進一步地，所述自準直儀的C⑶讀取成像后，通過USB和1394接口與計算機相連，通過計算機處理成像數(shù)據(jù)，得到測量結(jié)果。進一步地，所述主軸與所述底座通過一緊固螺釘固定在一起，所述多維調(diào)整架通過一鎖緊螺桿固定于所述主軸的正上方，通過鎖緊螺桿調(diào)節(jié)鎖緊位置實現(xiàn)多維調(diào)整架的上下位置的調(diào)節(jié)。進一步地，所述自準直儀為光電自準直儀。本實用新型具有如下優(yōu)點本實用新型通過兩自準直儀可分別精確定位標準塊和待測試樣品，然后比較所測得的標準塊的成像位置與待測樣品的成像位置之間的角度差值，相加或相減后，獲得測試樣品的角度值，其為非接觸式測量，操作過程簡單高效，測量重復(fù)性好，精度高，重復(fù)精度可以達到1”，在測量過程降低放置面?zhèn)却购头胖镁鹊挠绊懀以O(shè)備成本低。若測量中也使用光學(xué)編碼器后，不需要標準角度塊，直接從光學(xué)編碼器上讀得所測量角度的角度值，也可以實現(xiàn)角度的絕對測量。

下面參照附圖結(jié)合實施例對本實用新型作進一步的說明。圖I為本實用新型雙管測試裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實用新型測試光面二面角的光路原理圖。圖3為本實用新型測試光束偏離角的光路原理圖。
具體實施方式請參閱圖1，一種雙管測角裝置，包括兩臺自準直儀10，包括第一自準直儀11和第二自準直儀12，在本實施例中，所述自準直儀10為光電自準直儀；外接冷光源通過所述自準直儀10上的光源連接口 13進入自準直儀10，或?qū)ED或鹵素燈泡作為外接光源直接安裝在光源連接口 13上。所述自準直儀10的CXD讀取成像后，通過USB和1394與計算機相連，通過計算機處理成像數(shù)據(jù)，得到
測量結(jié)果；兩自準直儀調(diào)整架20，其上方分別設(shè)有一臺所述自準直儀10，所述自準直儀調(diào)整架20是用于調(diào)節(jié)所述自準直儀20上下左右共軸；一轉(zhuǎn)臺30，其通過一連接臂40連接其中一自準直儀調(diào)整架20，該自準直儀調(diào)整架20上設(shè)有所述第一自準直儀11，所述轉(zhuǎn)臺30帶動該自準直儀調(diào)整架20上的自準直儀實現(xiàn)360度的測量，所述轉(zhuǎn)臺30轉(zhuǎn)動到成像位置后，通過一緊固螺桿31鎖死轉(zhuǎn)臺30 ；一底座50，其通過一立臂60固定另一自準直儀調(diào)整架20，該自準直儀調(diào)整架20上設(shè)有所述第二自準直儀12，所述立臂60與所述底座50相互垂直；一主軸70，其設(shè)于所述轉(zhuǎn)臺30的中心且貫穿所述轉(zhuǎn)臺30，且與所述底座50固定在一起，所述主軸70、轉(zhuǎn)臺30和底座50通過軸承連接，所述主軸70通過軸承帶動所述轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動；在本實施例中，所述軸承為上圓錐滾子軸承71和下圓錐滾子軸承72，所述上圓錐滾子軸承71設(shè)于所述主軸70的上部，所述下圓錐滾子軸承72設(shè)于所述主軸70的下部，所述主軸70通過上圓錐滾子軸承71和下圓錐滾子軸承72帶動所述轉(zhuǎn)臺30轉(zhuǎn)動；所述主軸70與所述底座50通過一緊固螺釘51固定在一起；一多維調(diào)整架80，其固定于所述主軸70的正上方；所述多維調(diào)整架80可通過一 鎖緊螺桿81固定于所述主軸70的正上方，通過鎖緊螺桿81調(diào)節(jié)鎖緊位置實現(xiàn)多維調(diào)整架80的上下位置的調(diào)節(jié)。一承座臺90，其固定于所述多維調(diào)整架80的正上方。本實用新型的測角方法如下本實用新型雙管測角裝置的工作原理是請參閱圖2，圖2中僅顯示標準塊的光路原理圖，而待測樣品的光路原理與標準塊的光路原理相同。通過本實用新型雙管測試裝置測試待測樣品的光學(xué)二面角，其操作步驟如下步驟I、將已知角度值a的標準塊置于所述承座臺90上，將兩自準直儀10都連接上光源，調(diào)節(jié)多維調(diào)整架80，并旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)臺30，通過轉(zhuǎn)臺30帶動所述第一自準直儀11轉(zhuǎn)動，當兩自準直儀10調(diào)整到成像位置時，通過所述緊固螺桿31鎖死轉(zhuǎn)臺30 ;在選擇標準塊時，讓標準塊與待測樣品的角度值盡可能相近，例如相差+/-0.5°以內(nèi)；步驟2、調(diào)節(jié)所述多維調(diào)整架80使兩自準直儀10分別采集到所述標準塊的第一反射面的發(fā)射像和第二發(fā)射面的反射像，且第一反射面的反射像和第二發(fā)射面的反射像分別位于成像屏幕的中心位置；步驟3、以標準塊的角度值為基準值進行初始化，即所述兩自準直儀10之間的夾角為所述標準塊的角度值a，以兩自準直儀10相交點為坐標原點0，建立極坐標，測得標準塊第一反射面的反射像的角度值為θ1(1，標準塊第二反射面的反射像的角度值為θ2(1;步驟4、取下所述標準塊，將待測樣品置于所述承座臺90上，通過兩自準直儀10分別采集到待測樣品的第一反射面的反射像和第二發(fā)射面的反射像；步驟5、捕捉待測樣品的第一反射面的反射像位置和第二發(fā)射面的反射像位置，測得待測樣品第一反射面的反射像的角度值θη，以及第二發(fā)射面的反射像的角度Θ21，從而計算得到待測樣品光學(xué)二面角的角度值為a+( θ 1(|- θ η) + ( θ 2(|- Θ 21)。請參閱圖3，圖3中僅顯示標準塊的光路原理圖，而待測樣品的光路原理與標準塊的光路原理相同。通過本實用新型雙管測試裝置測試待測樣品的光束偏離角，其操作步驟如下步驟10、將已知角度值a的標準塊置于所述承座臺上，只需將其中一自準直儀10接上光源，調(diào)節(jié)所述多維調(diào)整架80,并旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)臺30,通過轉(zhuǎn)臺30帶動所述第一自準直儀11轉(zhuǎn)動，當兩自準直儀10調(diào)整到成像位置時，通過所述緊固螺桿31鎖死轉(zhuǎn)臺30 ;此時所述第二自準直儀12接收到所述標準塊的反射像，所述第一自準直儀11接收到所述標準塊的透射像；在選擇標準塊時，讓標準塊與待測樣品的角度值盡可能相近，例如相差+/-0.5°以內(nèi)；所述不加入光源的自準直儀10直接當接收管用，用于接收經(jīng)過被測樣品后的透射光強；步驟20、調(diào)節(jié)多維調(diào)整架80使兩自準直儀10分別采集到標準塊的反射像和透射像，且分別位于成像屏幕的中心位置；步驟30、以標準塊的角度值a為基準值進行初始化，即所述兩自準直儀10之間的夾角為所述標準塊的角度值，以兩自準直儀10相交點為坐標原點，建立極坐標，測得標準塊反射像的角度為Θ 3(|，標準塊透射像的角度為θ4(ι;步驟40、取下所述標準塊，將待測樣品置于所述承座臺90上，通過兩自準直儀10 分別采集到待測樣品的反射像和投射像；步驟50、捕捉待測樣品的反射像位置和透射像位置，測得待測樣品反射像的角度值Θ31，以及待測樣品投射像的角度Θ41，從而計算得到待測樣品光束偏離角的精確角度值為 a+ ( θ 30- Θ 31) + ( Θ 4(|- Θ 41)。通過本實用新型雙管測試裝置測試待測樣品的絕對角度值，其操作步驟如下步驟100、將待測樣品置于所述承座臺90上，調(diào)節(jié)所述多維調(diào)整架80，并旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)臺30，通過轉(zhuǎn)臺30帶動其中一自準直儀10轉(zhuǎn)動，當兩自準直儀10轉(zhuǎn)動到成像位置時，通過所述緊固螺桿31鎖死轉(zhuǎn)臺30;步驟200、采用光學(xué)編碼器，通過所述光學(xué)編碼器測量出所述轉(zhuǎn)臺相對于所述第二自準直儀的角度值，該角度值即待測樣品的絕對角度值。所述光學(xué)編碼器為光柵尺或光學(xué)分度盤。本實用新型通過兩自準直儀分別精確定位標準塊和待測試樣品，然后比較所測得的標準塊的成像位置與待測樣品的成像位置之間的角度差值，相加或相減后，獲得測試樣品的角度值，其為非接觸式測量，操作過程簡單高效，測量重復(fù)性好，精度高，重復(fù)精度可以達到1”，在測量過程降低放置面?zhèn)却购头胖镁鹊挠绊?，且設(shè)備成本低。若測量中也使用光學(xué)編碼器，不需要標準角度塊，直接從光學(xué)編碼器上讀得所測量角度的角度值，也可以實現(xiàn)角度的絕對測量。雖然以上描述了本實用新型的具體實施方式
，但是熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當理解，我們所描述的具體的實施例只是說明性的，而不是用于對本實用新型的范圍的限定，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在依照本實用新型的精神所作的等效的修飾以及變化，都應(yīng)當涵蓋在本實用新型的權(quán)利要求所保護的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種雙管測角裝置，其特征在于包括 兩臺自準直儀，包括第一自準直儀和第二自準直儀； 兩自準直儀調(diào)整架，其上方分別設(shè)有一臺所述自準直儀； 一轉(zhuǎn)臺，其通過一連接臂連接其中一自準直儀調(diào)整架，該自準直儀調(diào)整架上設(shè)有所述第一自準直儀，所述轉(zhuǎn)臺帶動所述第一自準直儀實現(xiàn)360度的測量，通過一緊固螺桿鎖死轉(zhuǎn)臺； 一底座，其通過一立臂固定另一自準直儀調(diào)整架，該自準直儀調(diào)整架上設(shè)有所述第二自準直儀，所述立臂與所述底座相互垂直； 一主軸，其設(shè)于所述轉(zhuǎn)臺的中心且貫穿所述轉(zhuǎn)臺，且與所述底座固定在一起，所述主軸、轉(zhuǎn)臺和底座通過軸承連接，所述主軸通過軸承帶動所述轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動； 一多維調(diào)整架，其固定于所述主軸的正上方； 一承座臺，其固定于所述多維調(diào)整架的正上方。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所示的雙管測角裝置，其特征在于所述軸承為上圓錐滾子軸承和下圓錐滾子軸承，所述上圓錐滾子軸承設(shè)于所述主軸的上部，所述下圓錐滾子軸承設(shè)于所述主軸的下部。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所示的雙管測角裝置，其特征在于將LED或鹵素燈泡作為外接光源直接安裝在光源連接口上。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所示的雙管測角裝置，其特征在于所述自準直儀的CCD讀取成像后，通過USB和1394接口與計算機相連，通過計算機處理成像數(shù)據(jù)，得到測量結(jié)果。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所示的雙管測角裝置，其特征在于所述主軸與所述底座通過一緊固螺釘固定在一起，所述多維調(diào)整架通過一鎖緊螺桿固定于所述主軸的正上方，通過鎖緊螺桿調(diào)節(jié)鎖緊位置實現(xiàn)多維調(diào)整架的上下位置的調(diào)節(jié)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所示的雙管測角裝置，其特征在于所述自準直儀為光電自準直儀。
專利摘要本實用新型提供一種雙管測角裝置，包括兩臺自準直儀、兩自準直儀調(diào)整架、一轉(zhuǎn)臺，其通過一連接臂連接其中一自準直儀調(diào)整架、一底座，其通過一立臂固定另一自準直儀調(diào)整架，所述立臂與所述底座相互垂直；一主軸，其設(shè)于所述轉(zhuǎn)臺的中心且貫穿所述轉(zhuǎn)臺，且與所述底座固定在一起；一多維調(diào)整架，其固定于所述主軸的正上方；一承座臺，其固定于所述多維調(diào)整架的正上方。所述雙管測試裝置結(jié)合可測試光學(xué)二面角、光束偏離角以及角度絕對值。本實用新型其為非接觸式測量，操作過程簡單高效，測量重復(fù)性好、精度高，重復(fù)精度可達1”，在測量過程降低放置面?zhèn)却购头胖镁鹊挠绊懀以O(shè)備成本低。
文檔編號G01B11/26GK202757593SQ20122038276
公開日2013年2月27日 申請日期2012年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月3日
發(fā)明者李寶華, 王衛(wèi)華 申請人:福州華友光學(xué)儀器有限公司