基于三维形貌测量系统的自动化夹持装置

1.本发明涉及三维形貌测量技术领域，尤其是涉及基于三维形貌测量系统的自动化夹持装置。


背景技术：

2.三维表面形貌测量系统，由bruker nano lnc生产，主要用于测试各种试样（透明，不透，镀膜，非镀膜，反射，弱反射等）的表面三维形貌，表面粗糙度和台阶高度。测量软件可直接显示测量区域内的粗糙度数值。现有的三维表面形貌测量主要有垂直扫描（vsi）和相位偏移扫描（psi），垂直扫描利用光的干涉原理即光程差相等时即产生干涉条纹，通过马达驱动从而改 变镜头与待测样品之间的距离带动干涉条纹的移动，达到对样品扫描的目的。最终得到样品的三维形貌，表面粗糙度等特征。一般用于测量高低差值180nm 以上样品。相位偏移扫描利用光的干涉原理即光程差相等时即产生干涉条纹，通过马达驱动从而改 变镜头与待测样品之间的距离，从而产生相位偏移，带动干涉条纹的移动，达到对样品扫描的目的。最终得到样品的三维形貌，表面粗糙度等特征。一般用于测量高低差值130nm以下样品，测量超光滑平面等，对环境的要求高，包括震动，噪声等。
3.现有的夹具通常由两块夹持块构成，夹持块的上端面上开设有容纳测样物的开槽，测样物的两端放置于夹持块上并使其两端水平，但是现有的夹具不能实现使被测试样旋转的功能，通过手动旋转，很容易丢失已找到的三维形貌，大大增加了实验时间。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供基于三维形貌测量系统的自动化夹持装置，以解决现有的夹具不能实现试样旋转的功能的问题。为了解决上述问题，本实用新型所涉及的基于三维形貌测量系统的自动化夹持装置采用以下技术方案：
5.本实用新型提供的基于三维形貌测量系统的自动化夹持装置，包括机架、从动夹具、主动夹具，从动夹具固定于机架上，主动夹具滑动设置于机架上，主动夹具能够沿机架直线滑动以靠近或远离从动夹具，从动夹具和主动夹具之间构成了试样的放置空间，锁定件分别与主动夹具和机架配合设置以锁定和解锁主动夹具与机架的相对位置，从动夹具包括设置于机架上的固定部、与固定部转动配合的第一传动盘、安设于第一传动盘上的第一夹持部，第一夹持部的中线与第一传动盘的旋转中线重合，主动夹具包括与机架滑动配合的支座、与支座转动配合的第二传动盘、安设于第二传动盘上的第二夹持部、与第二传动盘相连的传动机构，第一夹持部的中线、第二夹持部的中线、第二传动盘的转动中线重合，传动机构用以带动第二传动盘沿支座转动。
6.优选地，支座上开设有第一圆形通道、与第一圆形通道相连通的第二圆形通道，第一圆形通道的中线与第二圆形通道的中线重叠，第二传动盘滑动套装于第一圆形通道内，能够沿着第一圆形通道的内壁周向滑动，第二圆形通道的内壁上开设有沿其内壁周向设置的内齿，传动机构包括齿轮和曲柄，齿轮位于第二圆形通道内，并与第二圆形通道啮合，齿
轮与第二传动盘相连，曲柄与齿轮铰接，齿轮的中线和曲柄与齿轮的铰接轴重叠。
7.优选地，第一圆形通道的内壁上开设有沿其内壁周向延伸并首尾相连的环形沟道，环形沟道内设置有滚珠，滚珠与第二传动盘相抵。
8.优选地，还包括电机，电机与曲柄相连，曲柄与电机的连接点位于第二圆形通道的中线上。
9.优选地，机架上开设有沿其长度方向延伸的滑道，支座的底部设置有匹配滑道形状的滑块，支座能够沿着滑道往返滑动，锁定件设置为螺杆，螺杆穿过滑块并与滑块螺连，螺杆与机架转动配合，使用者旋钮螺杆能够使滑块在其与滑道的配合下沿滑道移动。
10.优选地，第二夹持部包括与第二传动盘相连的的限位杆、设置于限位杆顶端的夹紧头，限位杆的中线与第二传动盘的旋转中线重叠。
11.本实用新型的有益效果如下：
12.本实用新型提供的基于三维形貌测量系统的自动化夹持装置，与现有技术的区别在于，本夹具通过间隔设置的主动夹具和从动夹具分别抵接试样的两端以约束试样的径向移动，同时通过将从动夹具和主动夹具放置于同一机架上，并使主动夹具的第二夹持部和从动夹具的第一夹持部共轴线以以使试样能够水平放置，主动夹具能够沿机架水平移动，以根据试样的长度调节主动夹具和从动夹具之间的距离，并通过锁定件锁定当前位置以约束试样，传动机构用以带动第二传动盘沿支座转动。本夹具能够保证试样与载物台平行，保证被测试样形貌的完整性，且在对试样表面不造成损伤的情况下，能够使得试样旋转。
附图说明
13.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍：
14.图1为基于三维形貌测量系统的自动化夹持装置的具体实施例结构示意图；
15.图2为主动夹具的轴侧图；
16.图3为图2的另一方向轴侧图；
17.图4为从动夹具的轴侧图；
18.图5为支座与第二传动盘的配合关系截面图。
19.附图标记说明：1、机架；11、滑道；2、从动夹具；21、固定部；22、第一传动盘；23、第一夹持部；3、主动夹具；31、支座；32、第二传动盘；33、第二夹持部；34、传动机构；341、齿轮；342、曲柄；4、锁定件；6、滚珠；7、穿孔；8、电机。
具体实施方式
20.为了使本实用新型的技术目的、技术方案和有益效果更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本实用新型的技术方案作出进一步的说明。
21.本实用新型提供的基于三维形貌测量系统的自动化夹持装置，如图所示，基于三维形貌测量系统的自动化夹持装置包括机架1、从动夹具2、主动夹具3，从动夹具2固定于机架1上，主动夹具3滑动设置于机架1上，从动夹具2和主动夹具3之间构成了试样的放置空间，主动夹具3能够沿机架1的长度方向直线滑动以靠近或远离从动夹具2，以根据试样的长度调节两者距离以约束试样移动。锁定件4分别与主动夹具3和机架1配合设置以锁定和解
锁主动夹具3与机架1的相对位置。
22.从动夹具2包括设置于机架1上的固定部21、第一传动盘22、安设于第一传动盘22上的第一夹持部23，第一传动盘22与固定部21转动配合，第一夹持部23的中线与第一传动盘22的转动中线重合，第一传动盘22能够以其中线为转动中线转动。主动夹具3包括与机架1滑动配合的支座31、与支座31转动配合的第二传动盘32、安设于第二传动盘32上的第二夹持部33、与第二传动盘32相连的传动机构34，第一夹持部23的中线、第二夹持部33的中线、第二传动盘32的转动中线、第一传动盘22的转动中线重叠，第二传动盘32能够以其中线为转动中线转动，传动机构34用以带动第二传动盘32沿支座31转动。当试样通过第一夹持部23和第二夹持部33配合夹紧于夹具上时，主动夹具3工作以带动试样自转，试样自转以带动与其相抵的从动夹具2的第一夹持部23转动，第一夹持部23转动以带动第一传动盘22转动。
23.具体而言，传动机构34包括齿轮341和曲柄342，支座31上开设有贯通支座31相对两侧的圆形通道，圆形通道包括相连通的第一圆形通道和第二圆形通道，第一圆形通道的中线与第二圆形通道的中线共线，第二传动盘32滑动套装于第一圆形通道内，能够沿着第一圆形通道的内壁转动，第一圆形通道的中线与第二传动盘32的中线共线，第二圆形通道的内壁上开设有沿其内壁周向设置的内齿，齿轮341位于第二圆形通道内，并与第二圆形通道啮合，齿轮341的中线与第二圆形通道的中线平行且间隔设置，齿轮341与第二传动盘32相连，曲柄342与齿轮341铰接，曲柄342与齿轮341的铰接轴与齿轮341的转动中线重叠。进一步的，第一圆形通道向外凸出有用以约束第二传动盘32从第一圆形通道内沿轴向滑出的挡止板。
24.第一圆形通道的内壁上开设有沿其内壁周向延伸并首尾相连的环形沟道，环形沟道内设置有多个滚珠6，滚珠6与第二传动盘32相抵。
25.机架1上开设有沿其长度方向延伸的滑道11，支座31的底部设置有匹配滑道11形状的滑块，支座31配合安设于滑道11内且能够沿着滑道11往返滑动，锁定件4设置为螺杆，螺杆依次与滑块配合相连、机架1配合相连，使用者旋钮螺杆能够使滑块在滑块与滑道11的配合下沿滑道11的长度方向移动。进一步的，滑道11设置为燕尾槽、t型槽等能够限制滑块从滑道11的宽度方向移出的结构。进一步的，滑块上开设有匹配螺杆穿过的穿孔，螺杆穿过穿孔并与滑块配合相连，具体而言，螺杆与滑块和机架1中的其中一个螺纹连接、另一个转动配合（空转），进一步的，螺杆穿过滑块并与滑块转动配合，螺杆与机架1螺纹连接。
26.第二夹持部33包括与第二传动盘32相连的的限位杆、设置于限位杆顶端的夹紧头，限位杆的中线与第二传动盘32的旋转中线重叠。进一步的，夹紧头通过螺连、插拔连接等方式与限位杆可拆连接，以方便夹紧头的更换。
27.固定部21上开设有贯通固定部21的第三圆形通道，第三圆形通道的中线与第一圆形通道的中线共线，第一传动盘22滑动套装于第三圆形通道内，能够沿着第三圆形通道的内壁自转，第三圆形通道的内壁上同样开设有沿其内壁周向延伸并首尾相连的环形沟道，环形沟道内设置有滚珠6，滚珠6与第一传动盘22相抵，第一夹持部23的结构与第二夹持部33的结构相同。
28.作为可选地实施方式，本装置还包括电机，电机与曲柄342相连，曲柄342与电机的连接点位于第二圆形通道的中线上。电机的输出轴与第二通道的中线共线。
29.最后所应说明的是：上述实施例仅用于说明而非限制本实用新型的技术方案，任
何对本实用新型进行的等同替换及不脱离本实用新型精神和范围的修改或局部替换，其均应涵盖在本实用新型权利要求保护的范围之内。