[实用新型]一种可变半径接触式椭球面的参数测量仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种测量设备，特别涉及一种可变半径接触式椭球面的参数测量仪。

背景技术

椭球面参数测量仪是一种适合各种中心对称球面参数的测量仪器。精密椭球元件是精密机械、仪器仪表、航空航天设备、光学制造等行业中的主要元件，因此研究和发明简便、精度高、功能强大的可测量中心对称曲面元件参数的测量具有十分重要的现实意义和实用价值。

目前，具有自由曲面的产品越来越多，在产品加工过程中需要方便的测量曲面曲率和曲率半径。此外，在光学仪器的制作过程中，对低端透镜的参数的获取，也需要简单、有效、快捷的方法进行。曲面的参数有很多，例如曲面的曲率半径，球面的光滑度，透镜的直径、曲率等，并且测量这些参数的方法有许多，并且主要方法有两种：一种是利用光学干涉的非接触式测量法，例如牛顿环干涉法，但是它主要用来测量标准球面的具有镜面反射性质的玻璃元件，并且操作比较复杂，对操作人员的专业要求较高，仪器的成本也随着精度的提高而翻倍提高。

另一种方法是接触式的，主要为弓高玄长法，它的测量原理主要为通过探测器测量出曲面的玄高，然后通过公式推算出曲面的曲率半径。但是这种方法的精度随着曲率的变化而变化。目前解决这种矛盾的主要方法是进行多次测量，并通过求平均值、方差等数学手段进行处理，以减小误差。传统仪器的做法是通过卸载下曲面，并重新安装，这种方法往往忽略了重新装载时造成的误差，并且增大了对器件造成伤害的可能。

发明内容

本实用新型是针对现在椭球面参数测量仪的问题，提出了一种可变半径接触式椭球面的参数测量仪，测量仪不需要对曲面进行反复测量，并且可以十分方便的获取曲面的轮廓及各种参数。如果多次测量，可以提高精度。

本实用新型的技术方案为：一种可变半径接触式椭球面的参数测量仪，包括圆环型基座、手柄、连动轴、钢爪、边缘固定活动爪、轮廓测量电容传感器，所述圆环型基座上活动连接三个钢爪，且三个钢爪以圆环型基座圆心为中心均匀分布，三个钢爪上端分别活动连接连杆，三个连杆的另一端与中心连接座活动连接，中心连接座通过连动轴与固定在圆环型基座侧面的手柄活动连接，三个钢爪下端分别活动连接边缘固定活动爪，圆环型基座内沿直径方向上设置有一排安装孔，轮廓测量电容传感器位于圆环基座的安装孔中，轮廓测量电容传感器输出接控制器。

所述控制器包括A/D采集电路、单片机和显示器，轮廓测量电容传感器数据通过A/D采集电路后，送入单片机进行数据处理，在显示器上显示数据。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型一种可变半径接触式椭球面的参数测量仪，操作简单，成本低。

附图说明

图1为本实用新型测试系统功能实现框图；

图2为本实用新型可变半径接触式椭球面的参数测量仪结构示意图；

图3为本实用新型弓高玄长法图解示意图。

具体实施方式

采用的测量方法为测曲率半径的对称法，对于一段圆弧，找到圆弧转折点，在圆弧的一端找到一点，然后在另一端找到一个对称点，这两点相对转折点对称，通过数学运算，进而求出曲率。如图1所示测量仪1测试数据通过A/D采集电路2后，送入单片机3进行数据处理，单片机3作为数据处理核心元件，并显示输出数据，也可通过串口发送到PC机4上，进行相应的处理。

可变半径接触式椭球面的参数测量仪基座部分的三个机械抓，为中心对称结构，如附图2所示，测量仪包括手柄5、连动轴6、钢爪7、边缘固定活动爪8、轮廓测量电容传感器9，活动连接连杆10，中心连接座11，圆环型基座12，当其抓住曲面圆外围时，可以证明基座的中心与曲面中心完全相对。中心连接座11通过连动轴6与固定在圆环型基座12侧面的手柄5活动连接，三个钢爪7下端分别活动连接边缘固定活动爪8，当通过右手的拇指推拉手柄5上侧连动轴6时，可以自由调节三个钢爪7的活动半径。当三个钢爪7抓住球面外围时，可以通过固定螺丝固定边缘固定活动爪8。当曲面被固定后，松动控制半径探头的螺丝，使其自由下落，最后接触在曲面表面。通过采集电容传感器9的输出变化的数据，经单片机数据处理得到轮廓曲线，通过LCD显示相应的参数。