CN105371763B - 一种大口径光学元件卧式电磁支撑装置 - Google Patents
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Abstract
一种大口径光学元件卧式电磁支撑装置,属于大口径光学元件面形检测技术领域,涉及一种大口径光学元件卧式电磁支撑装置。本发明支撑装置使光学元件沿圆周方向受力均匀,光学元件面型变化小,能够满足各种尺寸光学元件的支撑要求,特别适合大口径光学元件,且安装过程简单,并根据光学元件不同的面型要求,切换接触/非接触两种支撑模式。本发明包括支架底座、支架、若干个电磁支撑机构及若干个连接机构,所述支架固定在支架底座上,电磁支撑机构与支架之间为滑动连接,电磁支撑机构与连接机构之间为磁性连接。
Description
技术领域
本发明属于大口径光学元件面形检测技术领域,涉及一种大口径光学元件卧式电磁支撑装置。
背景技术
光学干涉检测技术是一种以光波干涉原理为基础的计量测试方法,是公认的检测光学元件、光学***最有效、最准确的手段之一。干涉仪是采用干涉检测技术的典型仪器,其具有非接触检测的特点,可以快速、高精度地获取被测光学元件信息,并具有比其它类型的检测仪器更高的灵敏度与更好的易用性,目前干涉仪的发展体现出更高的空间分辨率、更宽的波段和动态高速测量等特点。
利用干涉仪检测光学元件时,有时会遇到光学元件的直径大于干涉仪最大检测口径的情况,如大口径准直物镜、大口径透射平晶、大口径反射平晶等,以及不特定外形的大口径被测光学元件。遇到这种情况,一般会采用拼接检测的手段,这时就需要适合大口径光学元件的支撑设备,目前现有的适合大口径光学元件的支撑设备,如V型支撑、多点支撑、吊带支撑等,支撑力主要分布在镜片的下半部分,使镜片受力不均,镜面变形较大,不是理想的支撑方式,且安装前需要针对镜面受力及变形状况,对镜面反复进行光学加工,才能达到使用要求,安装过程繁琐。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足,本发明提供了一种大口径光学元件卧式电磁支撑装置,该支撑装置使光学元件沿圆周方向受力均匀,光学元件面型变化小,能够满足各种尺寸光学元件的支撑要求,特别适合大口径光学元件,且安装过程简单,并根据光学元件不同的面型要求,切换接触/非接触两种支撑模式。
为了实现上述目的,本发明所采用的技术方案是:一种大口径光学元件卧式电磁支撑装置,包括支架底座、支架、若干个电磁支撑机构及若干个连接机构,所述支架固定在支架底座上,电磁支撑机构与支架之间为滑动连接,电磁支撑机构与连接机构之间为磁性连接。
所述的支架底座的上部为半环型,并设置有半环型槽,所述支架为环形,支架的下半部通过嵌入半环型槽内、固定在支架底座上。
在所述的支架的内壁上设有环形槽,在环形槽的两侧壁上设置有若干个滑槽;所述的电磁支撑机构由滑动底座、球面轴承、压力传感器、电磁体外套、电磁线圈组、电磁芯、支撑体、若干个顶丝及若干个螺栓组成,在电磁体外套的顶面上设置有凹槽,电磁芯固定在凹槽内中心区域,电磁线圈组套在电磁芯上,支撑体的底部设置在凹槽内、位于电磁芯和电磁线圈组的上方,支撑体采用永磁体或导磁体,支撑体的底部的外壁与电磁体外套的凹槽内壁之间采用间隙配合,在支撑体的顶面上设置有弧型槽,在支撑体的侧壁上设置有楔形环槽,若干个顶丝设置在电磁体外套的侧壁上,顶丝与楔形环槽相对应;滑动底座设置在电磁体外套的下方,球面轴承的外圈固定在滑动底座上;压力传感器设置在电磁体外套与滑动底座之间,压力传感器的上端通过连接杆与电磁体外套固连,压力传感器的下端通过连接件与球面轴承的内圈固连;若干个螺栓固定在滑动底座的两侧壁上,滑动底座设置在支架的环形槽内,螺栓穿过支架的滑槽。
在所述支架的环形槽的每侧侧壁上沿圆周均匀分布若干个滑槽,且两侧侧壁上的滑槽对称设置。
所述的连接机构由若干个弧面体和若干个弧面体座组成,弧面体采用永磁体,弧面体固定在弧面体座上,弧面体的型面与电磁支撑机构的支撑体的弧型槽相对应,使用时,弧面体与支撑体的弧型槽一一对应、配合,弧面体座固定在待检测镜片沿周向的侧壁上。
所述电磁支撑机构的滑动底座上的螺栓采用精密螺栓。
所述的连接杆采用双头螺柱,双头螺柱与电磁体外套之间、双头螺柱与压力传感器之间均为螺纹连接。
所述连接件采用连接螺栓和锁紧螺母,连接螺栓的螺杆穿过球面轴承的内圈、锁紧螺母与压力传感器的下端通过螺纹连接。
所述电磁支撑机构的球面轴承、压力传感器、电磁芯、支撑体的弧型槽及连接机构的弧面体的中心均设置在同一中心线上。
本发明的有益效果:
本发明的大口径光学元件卧式电磁支撑装置,其中连接机构沿镜片圆周方向均匀分布,在镜片下半部分提供径向推力,在镜片上半部分提供径向拉力,通过调节电磁力的大小使镜片沿圆周方向受力均匀,达到理想的受力状况,镜片面型变化小,能够满足各种尺寸镜片的支撑要求,特别适合大口径镜片,且安装过程简单,并根据光学元件不同的面型要求,切换接触/非接触两种支撑模式。
附图说明
图1为本发明的大口径光学元件卧式电磁支撑装置的结构示意图;
图2为本发明的电磁支撑机构的结构示意图;
图3为本发明的连接机构的结构示意图;
图中,1—支架底座, 2—支架,21—环形槽,22—滑槽,3—电磁支撑机构,301—滑动底座,302—螺栓,303—连接螺栓,304—球面轴承,305—锁紧螺母,306—压力传感器,307—双头螺柱,308—电磁体外套,309—电磁线圈组,310—电磁芯,311—支撑体,312—顶丝,313—凹槽,314—弧型槽,315—楔形环槽,4—连接机构,41—弧面体,42—弧面体座,5—镜片。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。
如图1~图3所示,一种大口径光学元件卧式电磁支撑装置,包括支架底座1、支架2、八个电磁支撑机构3及八个连接机构4,所述支架2通过嵌入方式固定在支架底座1上,支架底座1底部可连接其它移动装置,在支架2的内壁上设有环形槽21,在环形槽21的每侧侧壁上沿圆周均匀分布十二个滑槽22,且两侧侧壁上的滑槽22对称设置;电磁支撑机构3能够沿着滑槽22在环形槽21内滑动,并能够在周向及轴向进行角度的调整;
所述的电磁支撑机构3由滑动底座301、球面轴承304、压力传感器306、电磁体外套308、电磁线圈组309、电磁芯310、支撑体311、两个顶丝312及四个螺栓302组成,在电磁体外套308的顶面上设置有凹槽313,电磁芯310固定在凹槽313内中心区域,电磁线圈组309套在电磁芯310上,电磁线圈组309通电后,可使支撑体311在电磁体外套308内上下滑动,支撑体311的底部设置在凹槽313内、位于电磁芯310和电磁线圈组309的上方,支撑体311采用永磁体或导磁体,支撑体311的底部的外壁与电磁体外套308的凹槽内壁之间采用间隙配合,电磁线圈组309通过励磁电流后,在电磁力的作用下,支撑体311能够在电磁体外套308的凹槽313内上下移动,从而产生推/拉力;在支撑体311的顶面中心设置有弧型槽314,用于与连接机构4的弧面体41相配合;在支撑体311的侧壁上设置有楔形环槽315,在电磁体外套308的侧壁上设置有顶丝312,顶丝312与楔形环槽315相对应;当顶丝312完全旋入后,支撑体311被锁死、不能任意滑动,以免给镜片5安装过程带来不便,当顶丝312慢慢旋出后,通过与楔形环槽315配合,使支撑体311慢慢从电磁体外套308内滑出,避免产生冲击力;
滑动底座301设置在电磁体外套308的下方,球面轴承304的外圈通过胶粘固定在滑动底座301的上部;球面轴承304保证支撑体311与电磁体外套308只承受轴向力,不会因为承受切向力导致变形损坏,四个螺栓302对称固定在滑动底座301的两侧壁上,电磁支撑机构3的上部设置在支架2的环形槽21内,滑动底座301两侧的螺栓302穿过支架2的环形槽21两侧的滑槽22;使用时,所述滑动底座301沿支架2轴向的长度小于支架2的环形槽21在同一方向上的长度,电磁支撑机构3的滑动底座301设置在支架2的环形槽21内,螺栓302穿过支架2的滑槽22,带动电磁支撑机构3沿着滑槽22滑动;
压力传感器306设置在电磁体外套308与滑动底座301之间,压力传感器306的上端通过连接杆与电磁体外套308固连,压力传感器306的下端通过连接件与球面轴承304的内圈固连,球面轴承304使压力传感器306的受力方向始终沿轴向方向,监测数值更准确;压力传感器306能够及时反馈支撑体311所受电磁力的大小;
所述的连接杆采用双头螺柱307,双头螺柱307与电磁体外套308之间、双头螺柱307与压力传感器306之间均为螺纹连接。
所述的连接件采用连接螺栓303和锁紧螺母305,连接螺栓303的螺杆穿过球面轴承304的内圈、锁紧螺母305与压力传感器306的下端通过螺纹连接,锁紧螺母305使连接螺栓303与球面轴承304固连。
所述的连接机构4由八个弧面体41和八个弧面体座42组成,弧面体41采用永磁体,弧面体41通过胶粘固定在弧面体座42上,弧面体41的型面与电磁支撑机构3的支撑体311的弧型槽314相对应,使用时,弧面体41与支撑体311的弧型槽314一一对应、配合,弧面体座42通过胶粘均匀固定在待检测镜片5沿周向的侧壁上。
所述的电磁支撑机构3与连接机构4的数目相同,并根据镜片5大小与厚度来调整电磁支撑机构3或连接机构4的数目;电磁支撑机构3可沿镜片5圆周和轴向方向移动,以调整镜片5的受力位置及倾斜角度。
在所述的支架底座1的上部为半环型,并设置有半环型槽,所述支架2为环形,所述支架2的下半部通过嵌入半环型槽内、固定在支架底座1上。
所述电磁支撑机构3的滑动底座301上的螺栓302采用精密螺栓。
当所述的电磁支撑机构3的支撑体311采用永磁体时,通过顶丝312固定支撑体311,同时使连接机构4的弧面体41与支撑体311之间紧密接触,此支撑装置为接触支撑方式,即靠电磁支撑机构3产生的电磁力支撑镜片5。
当所述的电磁支撑机构3的支撑体311采用导磁体时,通过顶丝312固定支撑体311,同时使连接机构4的弧面体41与支撑体311之间留有间隙,此支撑装置为非接触支撑方式,即靠电磁支撑机构3产生的电磁力将镜片5悬空支撑。
所述电磁支撑机构3的球面轴承304、压力传感器306、电磁芯310、支撑体311的弧型槽314及连接机构4的弧面体41的中心均设置在同一中心线上。
下面结合附图说明本实施例的具体使用过程。
如图1~图3所示,本实施例是以支撑待检测的镜片为例。
首先根据镜片5的尺寸确定本发明的连接机构4的个数,然后将连接机构4通过专用胶水沿圆周均匀粘结在镜片5上,将与连接机构4相同个数的电磁支撑机构3通过精密螺栓均布在支架2上,按照镜片5面形的要求选择接触支撑方式或者非接触支撑方式。
接触支撑方式:先将顶丝312旋入到支撑体311上的楔形环槽315内,此时支撑体311采用的是永磁体,使支撑体311锁紧在电磁体外套308内;将固定在镜片5上的弧面体41与支撑体311上的弧型槽314相配合,向电磁线圈组309通入电流(电流的大小由镜片5的重量决定),然后慢慢旋出顶丝312,支撑体311在(电磁线圈组309与电磁芯310产生的)电磁力的作用下慢慢从电磁体外套308内伸出,同时使连接机构4的弧面体41与支撑体311之间紧密接触,各组电磁支撑机构3通过连接机构4支撑并固定镜片5,镜片5的倾斜角度可通过改变电磁支撑机构3两侧的精密螺栓的旋入深度进行调节。
非接触支撑方式:先将顶丝312旋入到支撑体311上的楔形环槽315内,此时支撑体311采用的是导磁体,使支撑体311锁紧在电磁体外套308内;将固定在镜片5上的弧面体41与支撑体311上的弧型槽314相配合,向电磁线圈组309通入电流(电流的大小由镜片5的重量决定),(电磁线圈组309与电磁芯310产生的)电磁力通过支撑体311传导到连接机构4的弧面体41,使支撑体311与连接机构4的弧面体41之间产生间隙,镜片5在电磁力的作用下慢慢悬空,镜片5的倾斜角度可通过改变电磁支撑机构3两侧的精密螺栓的旋入深度进行调节。
Claims (8)
1.一种大口径光学元件卧式电磁支撑装置,其特征在于,包括支架底座、支架、若干个电磁支撑机构及若干个连接机构,所述支架固定在支架底座上,电磁支撑机构与支架之间为滑动连接,电磁支撑机构与连接机构之间为磁性连接;
在所述的支架的内壁上设有环形槽,在环形槽的两侧壁上设置有若干个滑槽;所述的电磁支撑机构由滑动底座、球面轴承、压力传感器、电磁体外套、电磁线圈组、电磁芯、支撑体、若干个顶丝及若干个螺栓组成,在电磁体外套的顶面上设置有凹槽,电磁芯固定在凹槽内中心区域,电磁线圈组套在电磁芯上,支撑体的底部设置在凹槽内、位于电磁芯和电磁线圈组的上方,支撑体采用永磁体或导磁体,支撑体的底部的外壁与电磁体外套的凹槽内壁之间采用间隙配合,在支撑体的顶面上设置有弧型槽,在支撑体的侧壁上设置有楔形环槽,若干个顶丝设置在电磁体外套的侧壁上,顶丝与楔形环槽相对应;滑动底座设置在电磁体外套的下方,球面轴承的外圈固定在滑动底座上;压力传感器设置在电磁体外套与滑动底座之间,压力传感器的上端通过连接杆与电磁体外套固连,压力传感器的下端通过连接件与球面轴承的内圈固连;若干个螺栓固定在滑动底座的两侧壁上,滑动底座设置在支架的环形槽内,螺栓穿过支架的滑槽。
2.根据权利要求1所述的大口径光学元件卧式电磁支撑装置,其特征在于,所述的支架底座的上部为半环型,并设置有半环型槽,所述支架为环形,支架的下半部通过嵌入半环型槽内、固定在支架底座上。
3.根据权利要求1所述的大口径光学元件卧式电磁支撑装置,其特征在于,在所述支架的环形槽的每侧侧壁上沿圆周均匀分布若干个滑槽,且两侧侧壁上的滑槽对称设置。
4.根据权利要求1所述的大口径光学元件卧式电磁支撑装置,其特征在于,所述的连接机构由若干个弧面体和若干个弧面体座组成,弧面体采用永磁体,弧面体固定在弧面体座上,弧面体的型面与电磁支撑机构的支撑体的弧型槽相对应,弧面体与支撑体的弧型槽一一对应、配合。
5.根据权利要求1所述的大口径光学元件卧式电磁支撑装置,其特征在于,所述电磁支撑机构的滑动底座上的螺栓采用精密螺栓。
6.根据权利要求1所述的大口径光学元件卧式电磁支撑装置,其特征在于,所述的连接杆采用双头螺柱,双头螺柱与电磁体外套之间、双头螺柱与压力传感器之间均为螺纹连接。
7.根据权利要求1所述的大口径光学元件卧式电磁支撑装置,其特征在于,所述的连接件采用连接螺栓和锁紧螺母,连接螺栓的螺杆穿过球面轴承的内圈、锁紧螺母与压力传感器的下端通过螺纹连接。
8.根据权利要求1所述的大口径光学元件卧式电磁支撑装置,其特征在于,所述电磁支撑机构的球面轴承、压力传感器、电磁芯、支撑体的弧型槽及连接机构的弧面体的中心均设置在同一中心线上。
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