一种用于光学多表面透明板夹持的可旋转夹具的制作方法

本发明涉及一种用于光学多表面透明板夹持的可旋转夹具，通过设置固定盘、转动盘和旋钮，能够实现只用一个旋钮进行被测件的旋转以及夹紧的动作，尤其适用于光学透镜的夹持。

背景技术：

光学平行平板在进行测量时，需要夹持在夹具上，进而对光学平行平板进行表面的分析或测量。夹具的作用在于对被测件进行夹紧操作，使之固定，方便测量或者加工。但是现有的夹具在高精度平行平板进行夹持时，无法满足被测件的旋转和夹紧的方便性需求。特别是在进行被测件的干涉测量时，需要将被测件夹持在夹具上，通过干涉仪对被测件进行干涉图的采集，如果不能实现被测件的可旋转夹持，则在干涉图的处理过程中，特别是矩形等形式的平板的测量中，需要通过数据旋转方法对采集到的干涉图进行旋转，会增加计算成本，不利于测量的便利性。由于目前测量方法的特性和不足，设计一种用于光学透镜夹持的可旋转夹具成为亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种用于光学多表面透明板夹持的可旋转夹具，对被测件进行可旋转地夹持，使用简单的操作便可以实现被测件的旋转和夹紧。本发明所针对的被测件是多表面透明平板被测件，传统的被测件夹具多不能一体化地实现被测件的旋转和夹紧，因此本发明提出的结构针对这一问题做出创新，通过结构的设计，使得操作人员只使用一个旋钮以及相关构件，便可以实现上述动作，方便、实用，能够降低测量难度和测量成本。特别是在进行干涉测量时，基于可旋转夹具的设计，能够对所夹持的被测件进行旋转，从而使得采集的到的干涉图能够根据测量人员的需求和主观意愿进行干涉图的旋转，节约测量成本，能够实现一次性的多表面非接触式测量。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

本发明公开了一种用于光学多表面透明板夹持的可旋转夹具，包括支撑架体、转动盘机构、齿轮传动机构、固定盘机构、压紧杆和旋钮；

所述转动盘机构包括转动盘，所述固定盘机构包括固定盘，通过所述转动盘和所述固定盘的中部光滑孔将两个盘体进行同轴安装，使所述转动盘和所述固定盘转动安装在固定轴上；

所述齿轮传动机构包括转动盘、压紧齿轮、协助齿轮；所述转动盘的边缘设置齿，分别与压紧齿轮、协助齿轮以及旋钮进行啮合，当所述转动盘竖直安装时，在转动盘周围的左上方、左下方、右上方和右下方分别设置压紧齿轮，使设置于转动盘的上方和下方各有一个压紧齿轮直接与转动盘的边缘齿直接进行啮合，设置于转动盘的上方和下方另外各有一个压紧齿轮通过协助齿轮进行传动，使设置于转动盘的上方和下方另外各有一个协助齿轮辅助进行传动，能够通过协助齿轮的设置改变压紧齿轮的转动方向，协助齿轮与转动盘的边缘齿和对应的压紧齿轮进行啮合，由转动盘的边缘齿通过驱动协助齿轮转动进而驱动对应的压紧齿轮进行转动；在固定盘上分别设置4个压紧齿轮匹配孔，使各压紧齿轮的齿轮轴在固定盘上进行对应安装，在固定盘的上侧和下侧分别各设置一个协助齿轮匹配孔，使协助齿轮的齿轮轴在固定盘上进行安装；

对应不同的压紧齿轮分别设置压紧杆，每个所述压紧杆的底部固定端固定安装在压紧齿轮的表面上，所述压紧杆的顶部自由端形成压紧头，使所述压紧杆与对应的压紧齿轮进行同步转动，所述压紧头靠近转动盘的盘面，其中位于转动盘的固定轴上方的两个压紧头形成被测件的上方夹持部，位于转动盘的固定轴下方的两个压紧头形成被测件的下方夹持部，能将被测件夹持固定于转动盘表面一侧；

支撑架体包括固定架、转动架和减振基架，固定架作为所述固定轴的支撑和约束部分，所述转动架作为所述旋钮的支撑和约束部分；固定架和转动架皆固定安装在减振基架上；

所述减振基架包括：支撑上平板、支撑下平板、支撑螺杆、支撑弹簧、支撑弹簧上、下支撑螺纹孔，起到的作用是支撑和减振。

所述转动盘和所述固定盘之间的相对运动形式包括相对转动和同步转动两种形式；当所述固定盘与固定架进行一体固定连接时，旋转所述旋钮，驱动所述转动盘相对所述固定盘进行转动，并驱动压紧齿轮进行转动，从而使各压紧杆进行同步动作，对转动盘一侧的被测件进行夹持固定或卸载松开；当所述固定盘与固定架进行转动连接时，并使所述转动盘和所述固定盘进行固定连接，使所述转动盘和所述固定盘进行同步转动，从而实现被夹持固定的被测件进行转动。

优选地，在工作时，所述可旋转夹具有两个作用：

第一个作用是，通过旋钮在固定销穿入的情况下，使得固定盘和固定架为一体，通过控制旋转旋钮转动来实现转动盘相对于固定盘的转动，从而带动相结合的压紧齿轮和协助齿轮进行转动，并且因为协助齿轮的存在，使四个压紧齿轮进行同步动作；在这种情况下，顺时针旋转旋钮，使得固定在压紧齿轮上的压紧杆同时向远离转动盘中心的方向转动，使各压紧杆张开，此时进行放置被测物，在被测物放置完成以后，逆时针转动旋钮，以实现压紧杆向转动盘中心动作，实现被测件的夹紧；

另外一个作用是，当固定销未穿入固定架和固定盘时，在固定盘和转动盘外侧的凹槽中放入凹槽连接片，使固定盘和转动盘一体动作，共同绕固定轴进行旋转，转动旋钮，因转动盘和固定盘之间保持无相对动作，使固定架和固定盘一体运动，从而实现被测件的转动。

优选地，凹槽连接片应具有磁性，与金属材料制成的固定盘和转动盘不仅可以形制相合，同时由于磁吸的作用，使得凹槽连接片更紧密的与凹槽进行贴合。此时固定盘和转动盘一体动作，均可绕固定轴进行旋转，在转动盘下方转动旋钮，因转动盘和固定盘之间并无相对动作，因此可一体运动，从而实现被测件的转动。

优选地，在转动盘上两侧开设有凹槽，形制为中部内凹的矩形部分，该凹槽同样设置在固定盘上的相应位置，通过凹槽连接片对两个盘体进行连接，凹槽连接片为具有与凹槽相当的宽度，形制为凹字型表面形状。

优选地，设置于转动盘的右上方和左下方各有一个压紧齿轮通过协助齿轮进行传动，该协助齿轮的作用是改变压紧齿轮的转动方向。

优选地，压紧杆由l形杆、压紧头和底部一个中空的矩形架体组成，分别通过焊接的形式进行固连；压紧头的部分外侧粘贴橡胶，以增加弹性以及摩擦；压紧杆的底部与压紧齿轮表面进行焊接；采用边缘的点焊的方法。

优选地，压紧齿轮中间开孔，通过螺杆与固定盘上相应位置上开设的压紧齿轮匹配孔进行螺纹连接；螺杆头部在压紧齿轮外突出，与压紧杆底部的矩形架体中部紧贴；在安装时，在静止位置保持4根压紧杆均为水平，4个压紧头对向转动盘中心位置。

优选地，固定盘上分别设置4个压紧齿轮匹配孔，以进行压紧齿轮在固定盘上的安装；在右上侧和左下侧分别各开一个协助齿轮匹配孔，以进行协助齿轮在固定盘上的安装；固定盘中部开孔，该孔与转动盘中部的孔相同，固定轴从中部穿过；固定盘的中下部开孔，以方便固定销穿过固定或拔出。

优选地，固定轴的形制为一端凸起、另一端开有螺纹、中部为光滑圆杆的轴组件；固定轴一端上开设螺纹，设置固定螺母与固定轴的螺纹部进行连接，起到支撑、固定和压紧的作用。

优选地，固定架在转动盘和固定盘外侧各设置一个，其形制为上部为一圆孔、圆孔下方也开一孔的支架，以方便固定销的穿入使得固定架和固定盘连接为一体；固定架两侧各设置一个螺纹孔，选取螺杆穿过该孔，并且与下方的支撑架体的支撑上层平板进行螺纹连接。

优选地，旋钮外伸端采用圆形凸起形状，外边设置细密纹路以增加摩擦；旋钮连接轴的中部设置齿，以便旋钮与转动盘下方的齿进行啮合；旋钮尾部设置螺纹，同时配备螺母与该处进行连接，以便对旋钮进行压紧。

优选地，旋钮下方放置在转动架上，转动架上方为一中空的半圆，旋钮架设在该处；另外采用形制相同转动架，利用螺栓的紧固连接作用，分别在转动盘和固定盘两侧设置另外的转动架。

优选地，转动架两侧开螺纹孔，设置螺栓与支撑上层平板进行螺纹连接；支撑上层平板形制为一扁方形体，四角开螺纹孔，配备支撑螺杆与下方的支撑下层平板进行螺纹连接；同时支撑上层平板上为方便两个固定架和两个转动架的连接，各分别设置螺纹孔；支撑下层平板形制也为一扁方形体，四角设置螺纹孔，通过支撑螺杆与支撑上层平板相连。

优选地，支撑上层平板与支撑下层平板之间设置支撑螺杆，该螺杆上部应当凸起，为六角形，以方便操作；支撑螺杆上开设支撑弹簧上槽，形制为一圈向内的凹槽；槽内安装支撑弹簧，形成振动吸能结构；同时在支撑上平板上的4个螺纹孔外侧设置支撑弹簧下槽，以方便支撑弹簧的安装和放置，在安装时，保证支撑螺杆的下部与支撑下层平板的对应下支撑螺纹孔相连接；或者，其上方部分对应的支撑上层平板的螺纹孔的位置可不与之连接，直接穿过，形成一个光孔；同时也在支撑上层平板与支撑下层平板之间，以支撑螺杆为中间轴，外罩另一个支撑弹簧，以形成辅助压紧与减振机构。

优选地，用于光学多表面透明板夹持的可旋转夹具尤其适合对光学透镜被测件的夹持。

本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著技术进步：

1.本发明所设计的可旋转夹具，可以实现对被测件的加紧以及旋转，以减少处理时的干涉图数据旋转的计算成本；

2.本发明通过所设计的旋钮以及固定销等构件，能够实现被测件只通过一个旋钮便可以实现旋转和夹紧的动作，进一步降低测量成本和测量难度；

3.通过本发明所设置的弹簧等组件，可以实现结构的减振，进一步减少在测量过程中纳入振动误差的可能。

附图说明

图1是转动盘和压紧杆示意图。

图2是固定盘和固定销示意图。

图3是固定架和固定轴示意图。

图4是支撑上层平板和支撑下层平板示意图。

图5是旋钮和转动架示意图。

图6是压紧杆安装示意图。

图7为凹槽连接片示意图。

图8是支撑弹簧和支撑螺杆示意图。

图9是干涉图旋转操作效果示意图。

其中，各图示代号的含义为：

1.压紧杆；2.压紧齿轮；3.协助齿轮；4.转动盘；5.凹槽；6.光滑孔；7.固定盘；8.压紧齿轮匹配孔；9.协助齿轮匹配孔；10.固定销；11.固定架；12.螺纹孔；13.固定轴；14.固定螺母；15.支撑上层平板；16.支撑下层平板；17.旋钮；18.螺栓；19.转动架；20.凹槽连接片；21.支撑螺杆；22.支撑弹簧；23.支撑弹簧上槽；24.下支撑螺纹孔。

具体实施方式

下面结合附图和优选实施例对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例一：

在本实施例中，参见图1-图6，一种用于光学多表面透明板夹持的可旋转夹具，包括支撑架体、转动盘机构、齿轮传动机构、固定盘机构、压紧杆1和旋钮17；

所述转动盘机构包括转动盘4，所述固定盘机构包括固定盘7，通过所述转动盘4和所述固定盘7的中部光滑孔6将两个盘体进行同轴安装，使所述转动盘4和所述固定盘7转动安装在固定轴13上；

所述齿轮传动机构包括转动盘4、压紧齿轮2、协助齿轮3；所述转动盘4的边缘设置齿，分别与压紧齿轮2、协助齿轮3以及旋钮17进行啮合，当所述转动盘4竖直安装时，在转动盘4周围的左上方、左下方、右上方和右下方分别设置压紧齿轮2，使设置于转动盘4的上方和下方各有一个压紧齿轮2直接与转动盘4的边缘齿直接进行啮合，设置于转动盘4的上方和下方另外各有一个压紧齿轮2通过协助齿轮3进行传动，协助齿轮3与转动盘4的边缘齿和对应的压紧齿轮2进行啮合，由转动盘4的边缘齿通过驱动协助齿轮3转动进而驱动对应的压紧齿轮2进行转动；在固定盘7上分别设置4个压紧齿轮匹配孔8，使各压紧齿轮2的齿轮轴在固定盘7上进行对应安装，在固定盘7的上侧和下侧分别各设置一个协助齿轮匹配孔9，使协助齿轮3的齿轮轴在固定盘7上进行安装；

对应不同的压紧齿轮2分别设置压紧杆1，每个所述压紧杆1的底部固定端固定安装在压紧齿轮2的表面上，所述压紧杆1的顶部自由端形成压紧头，使所述压紧杆1与对应的压紧齿轮2进行同步转动，所述压紧头靠近转动盘4的盘面，其中位于转动盘4的固定轴13上方的两个压紧头形成被测件的上方夹持部，位于转动盘4的固定轴13下方的两个压紧头形成被测件的下方夹持部，能将被测件夹持固定于转动盘4表面一侧；

支撑架体包括固定架11、转动架19和减振基架，固定架11作为所述固定轴13的支撑和约束部分，所述转动架19作为所述旋钮17的支撑和约束部分；固定架11和转动架19皆固定安装在减振基架上；

所述减振基架包括：支撑上平板15、支撑下平板16、支撑螺杆21、支撑弹簧22、支撑弹簧上23、下支撑螺纹孔24，起到的作用是支撑和减振。

所述转动盘4和所述固定盘7之间的相对运动形式包括相对转动和同步转动两种形式；当所述固定盘7与固定架11进行一体固定连接时，旋转所述旋钮17，驱动所述转动盘4相对所述固定盘7进行转动，并驱动压紧齿轮2进行转动，从而使各压紧杆1进行同步动作，对转动盘4一侧的被测件进行夹持固定或卸载松开；当所述固定盘7与固定架11进行转动连接时，并使所述转动盘4和所述固定盘7进行固定连接，使所述转动盘4和所述固定盘7进行同步转动，从而实现被夹持固定的被测件进行转动。

实施例二：

本实施例与实施例一基本相同，特别之处在于：

在本实施例中，参见图1-图8，在转动盘4上两侧开设有凹槽5，形制为中部内凹的矩形部分，该凹槽5同样设置在固定盘7上的相应位置，通过凹槽连接片20对两个盘体进行连接，凹槽连接片20为具有与凹槽5相当的宽度，形制为凹字型表面形状。

在本实施例中，通过图1和图2能看出，转动盘4周围设置齿，分别与压紧齿轮2、协助齿轮3以及旋钮17啮合。转动盘4中部开设光滑孔6，该孔形制与固定盘7上的孔相同。其中，设置于转动盘4的右上方和左下方各有一个压紧齿轮2通过协助齿轮3进行传动，该协助齿轮3的作用是改变压紧齿轮2的转动方向。转动盘4上面开光滑孔6，以便固定轴13穿入，同时在固定盘7上也开设与此形制相同的孔。

在本实施例中，参加图1，压紧杆1由l形杆、压紧头和底部一个中空的矩形架体组成，分别通过焊接的形式进行固连；压紧头的部分外侧粘贴橡胶，以增加弹性以及摩擦；压紧杆1的底部与压紧齿轮2表面进行焊接；参加图1和图6，压紧齿轮2中间开孔，通过螺杆与固定盘7上相应位置上开设的压紧齿轮匹配孔8进行螺纹连接；螺杆头部在压紧齿轮2外突出，与压紧杆1底部的矩形架体中部紧贴；在安装时，在静止位置保持4根压紧杆1均为水平，4个压紧头对向转动盘4中心位置。

在本实施例中，参见图2，固定盘7上分别设置4个压紧齿轮匹配孔8，以进行压紧齿轮2在固定盘7上的安装；在右上侧和左下侧分别各开一个协助齿轮匹配孔9，以进行协助齿轮3在固定盘7上的安装；固定盘7中部开孔，该孔与转动盘4中部的孔相同，固定轴13从中部穿过；固定盘7的中下部开孔，以方便固定销10穿过固定或拔出。

在本实施例中，参见图3，固定轴13的形制为一端凸起、另一端开有螺纹、中部为光滑圆杆的轴组件；固定轴13一端上开设螺纹，设置固定螺母14与固定轴13的螺纹部进行连接，起到支撑、固定和压紧的作用；固定架11在转动盘4和固定盘7外侧各设置一个，其形制为上部为一圆孔、圆孔下方也开一孔的支架，以方便固定销10的穿入使得固定架11和固定盘7连接为一体；固定架11两侧各设置一个螺纹孔12，选取螺杆穿过该孔，并且与下方的支撑架体的支撑上层平板15进行螺纹连接。

在本实施例中，参见图5，旋钮17外伸端采用圆形凸起形状，外边设置细密纹路以增加摩擦；旋钮17连接轴的中部设置齿，以便旋钮17与转动盘4下方的齿进行啮合；旋钮17尾部设置螺纹，同时配备螺母与该处进行连接，以便对旋钮17进行压紧；旋钮17下方放置在转动架19上，转动架19上方为一中空的半圆，旋钮17架设在该处；另外采用形制相同转动架19，利用螺栓18的紧固连接作用，分别在转动盘4和固定盘7两侧设置另外的转动架19。在本实施例中，转动架19两侧开螺纹孔，设置螺栓与支撑上层平板15进行螺纹连接。

在本实施例中，参见图4，支撑上层平板15形制为一扁方形体，四角开螺纹孔，配备支撑螺杆21与下方的支撑下层平板16进行螺纹连接；同时支撑上层平板15上为方便两个固定架11和两个转动架19的连接，各分别设置螺纹孔；支撑下层平板16形制也为一扁方形体，四角设置螺纹孔，通过支撑螺杆21与支撑上层平板15相连。

在本实施例中，支撑上层平板15与支撑下层平板16之间设置支撑螺杆21，该螺杆上部应当凸起，为六角形，以方便操作；支撑螺杆21上开设支撑弹簧上槽23，形制为一圈向内的凹槽；槽内安装支撑弹簧22，形成振动吸能结构；同时在支撑下平板16上设置下支撑螺纹孔24，以方便支撑弹簧22和支撑螺杆21的安装和放置。在安装时，保证支撑螺杆21的下部与支撑下层平板16的对应下支撑螺纹孔24相连接；或者，其上方部分对应的支撑上层平板15的螺纹孔的位置可不与之连接，直接穿过，形成一个光孔；同时也在支撑上层平板15与支撑下层平板16之间，以支撑螺杆21为中间轴，外罩另一个支撑弹簧22，以形成辅助压紧与减振机构，来实现辅助压紧与减振作用。

在本实施例中，参见图1-图8，一种用于光学多表面透明板夹持的可旋转夹具，包括支撑架体、转动盘机构、齿轮传动机构、固定盘机构、压紧杆1和旋钮17。在工作时，所述可旋转夹具有两个作用：

第一个作用是，通过旋钮17在固定销10穿入的情况下，使得固定盘7和固定架11为一体，通过控制旋转旋钮17转动来实现转动盘4相对于固定盘7的转动，从而带动相结合的压紧齿轮2和协助齿轮3进行转动，使四个压紧齿轮2进行同步动作；在这种情况下，顺时针旋转旋钮17，使得固定在压紧齿轮2上的压紧杆1同时向远离转动盘4中心的方向转动，使各压紧杆1张开，此时进行放置被测物，在被测物放置完成以后，逆时针转动旋钮17，以实现压紧杆1向转动盘4中心动作，实现被测件的夹紧；

另外一个作用是，当固定销10未穿入固定架11和固定盘7时，在固定盘7和转动盘4外侧的凹槽5中放入凹槽连接片20，使固定盘7和转动盘4一体动作，共同绕固定轴13进行旋转，转动旋钮17，因转动盘4和固定盘7之间保持无相对动作，使固定架11和固定盘7一体运动，从而实现被测件的转动。图9是本发明所设计的夹具在进行干涉图旋转以前和旋转以后的示意图。

本实施例可旋转夹具能实现对被测件的加紧以及旋转，以减少处理时的干涉图数据旋转的计算成本。通过所设计的旋钮以及固定销等构件，能够实现被测件只通过一个旋钮便可以实现旋转和夹紧的动作，进一步降低测量成本和测量难度。对不同腔长系数下的算法关键参数-相移系数进行可视化地误差分析，并且得到不同的相移系数下的可用腔长系数的数值化分布范围，减少应用和计算成本。本实施例通过所设计的最优移相系数判定方法，可以得到在当前腔长系数下的最优移相系数的选取结果，最大程度减少必须采集帧数，简化测量过程，并且尽可能避免纳入误差。

实施例三：

本实施例与实施例一基本相同，特别之处在于：

在本实施例中，当固定销10未穿入固定销10和固定盘7时，在固定盘7和转动盘4外侧的凹槽5中放入凹槽连接片20，此凹槽连接片20应具有磁性，与金属材料制成的固定盘7和转动盘4不仅可以形制相合，同时由于磁吸的作用，使得凹槽连接片20更紧密的与凹槽5进行贴合。此时固定盘7和转动盘4一体动作，均可绕固定轴13进行旋转，在转动盘4下方转动旋钮17，因转动盘4和固定盘7之间并无相对动作，因此可一体运动，从而实现被测件的转动。

综上实施例可知，用于光学多表面透明板夹持的可旋转夹具主要组成部分有：压紧杆、压紧齿轮、协助齿轮、转动盘、固定盘、固定销、固定架、固定轴、支撑上层平板、支撑下层平板、旋钮、转动架组成。转动盘上两侧开设有凹槽，形制为中部内凹的矩形部分，该凹槽同样设置在固定盘上的相应位置对两个盘体进行连接，凹槽连接片为一具有与凹槽相当的宽度，形制为一凹字型。转动盘周围设置齿，分别与压紧齿轮、协助齿轮以及旋钮啮合。转动盘中部开设光滑孔，该孔形制与固定盘上的孔相同。在右上侧及左下测分别设置一个协助齿轮，该协助齿轮的作用是改变压紧齿轮的转动方向。转动盘中下部开设孔，以方便固定销穿过。该夹具能够通过一个旋钮的设置实现被测件的旋转和夹紧。

上面对本发明实施例结合附图进行了说明，但本发明不限于上述实施例，还可以根据本发明的发明创造的目的做出多种变化，凡依据本发明技术方案的精神实质和原理下做的改变、修饰、替代、组合或简化，均应为等效的置换方式，只要符合本发明的发明目的，只要不背离本发明的技术原理和发明构思，都属于本发明的保护范围。