一种高精度自校准楔形角测量系统的制作方法

本发明涉及自校准楔形角测量器设计，尤其是指一种高精度自校准楔形角测量系统。

背景技术：

1、目前市面上的楔形角测量仪器均为点测，测量局限性比较大，具体体现在不能提供整个区域的角度分布。这种局限性导致了测量结果可能不全面，无法反映整个楔形面的真实情况；且现有楔形角测量仪器测量速度受限制，另外需要进行额外的校准标定，测试结果与校准精度密切相关，测试结果存在较大的误差。

2、现有的楔形角测量仪器存在一些局限性和挑战，需要通过采用新技术和方法来克服这些问题，以提高测量的效率和准确性。

技术实现思路

1、为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中楔形角测量仪器测量误差较大，并且需要额外的校准标定问题。

2、为解决上述技术问题，本发明提供了一种自校准楔形角测量系统，包括光源、第一ccd相机、聚光片、分光片、反射片、凸透镜、待测样品和上位机，其中，所述上位机与第一ccd相机连接；

3、所述光源用于产生光线，所述聚光片用于对光源产生的光线进行光增强，所述分光片的一面用于将光增强后的光线透射得到透射光，所述透射光经过待测样品的楔形面之后产生两束光并返回至分光片，两束光经过分光片的另一面反射到反射片，经过所述反射片的两束光经由凸透镜到达第一ccd相机并形成两个光点，所述上位机根据两个光点的距离计算得到待测样品的楔形角。

4、在本发明的一个实施例中，还包括挡板，所述挡板设置于光源和聚光片之间，用于将光源产生的光斑直径控制在1-4mm。

5、在本发明的一个实施例中，所述光源、第一ccd相机、聚光片、分光片、反射片集成于一个设备体，所述设备体安装于协助机械臂上，所述协助机械臂与上位机连接，所述协助机械臂用于根据上位机的指令调节设备体的倾斜角度。

6、在本发明的一个实施例中，还包括第二ccd相机，所述第二ccd相机与上位机连接，所述第二ccd相机设置于分光片和待测样品之间；

7、若所述透射光经过待测样品的楔形面之后产生两束光无法返回至分光片，则所述上位机控制第二ccd相机拍摄所述透射光经过待测样品的楔形面之后产生的两束光，所述上位机根据拍摄的光数据控制协助机械臂调节设备体的倾斜角度，以让所述透射光经过待测样品的楔形面之后产生两束光到达分光片。

8、在本发明的一个实施例中，所述协助机械臂内设置有依次连接的通信单元、单片机、电机驱动器和电机；

9、所述通信单元与上位机连接，接收来自所述上位机的指令并发送至单片机，所述单片机根据接收到的指令控制电机驱动器带动电机旋转，进而实现协助机械臂角度倾斜。

10、在本发明的一个实施例中，所述单片机为stm32系列单片机；

11、所述通信单元为基于4g/5g的通信单元、基于蓝牙的通信单元、基于wifi的通信单元中的任意一种。

12、在本发明的一个实施例中，所述凸透镜的可见光增透范围为400-700nm。

13、在本发明的一个实施例中，所述聚光片为凹透镜，凹透镜的可见光增透范围为400-700nm。

14、在本发明的一个实施例中，

15、所述光源和聚光片之间的距离根据聚光片的曲率半径进行调整；

16、所述聚光片和分光片之间的距离为60-200mm；

17、所述反射片和凸透镜之间的距离为60-200mm；

18、所述凸透镜和第一ccd相机之间的距离根据凸透镜的曲率半径进行调整。

19、在本发明的一个实施例中，所述分光片的透射率为50%，反射率50%。

20、本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

21、本发明所述的自校准楔形角测量系统能够对具有角度的透明或半透明材料的物体（即待测样品）的楔形角进行准确、有效的测量；

22、本发明构建的自校准楔形角测量系统在测量楔形角时能够自行调整协助机械臂的倾斜角度，实现内部自校准，无需进行额外的测量校准，保证测量的有效性。

技术特征：

1.一种高精度自校准楔形角测量系统，其特征在于：包括光源（2）、第一ccd相机（3）、聚光片（4）、分光片（5）、反射片（6）、凸透镜（9）、待测样品（8）和上位机（10），其中，所述上位机（10）与第一ccd相机（3）连接；

2.根据权利要求1所述的高精度自校准楔形角测量系统，其特征在于：还包括挡板（11），所述挡板（11）设置于光源（2）和聚光片（4）之间，用于将光源产生的光斑直径控制在1-4mm。

3.根据权利要求1所述的高精度自校准楔形角测量系统，其特征在于：所述光源（2）、第一ccd相机（3）、聚光片（4）、分光片（5）、反射片（6）集成于一个设备体，所述设备体安装于协助机械臂（1）上，所述协助机械臂（1）与上位机（10）连接，所述协助机械臂（1）用于根据上位机（10）的指令调节设备体的倾斜角度。

4.根据权利要求3所述的高精度自校准楔形角测量系统，其特征在于：还包括第二ccd相机（7），所述第二ccd相机（7）与上位机（10）连接，所述第二ccd相机（7）设置于分光片（5）和待测样品（8）之间；

5.根据权利要求1所述的高精度自校准楔形角测量系统，其特征在于：所述协助机械臂（1）内设置有依次连接的通信单元（101）、单片机（102）、电机驱动器（103）和电机（104）；

6.根据权利要求6所述的高精度自校准楔形角测量系统，其特征在于：

7.根据权利要求1所述的高精度自校准楔形角测量系统，其特征在于：所述凸透镜（9）的可见光增透范围为400-700nm。

8.根据权利要求1所述的高精度自校准楔形角测量系统，其特征在于：所述聚光片（4）为凹透镜，凹透镜的可见光增透范围为400-700nm。

9.根据权利要求8所述的高精度自校准楔形角测量系统，其特征在于：

10.根据权利要求1所述的高精度自校准楔形角测量系统，其特征在于：所述分光片（5）的透射率为50%，反射率为50%。

技术总结
本发明涉及一种高精度自校准楔形角测量系统，包括光源、第一CCD相机、聚光片、分光片、反射片、凸透镜、待测样品和上位机，其中，所述上位机与第一CCD相机连接。本发明构建的自校准楔形角测量系统能够对具有角度的透明或半透明材料的物体（即待测样品）的楔形角进行准确、有效的测量；并且在测量楔形角时能够给协助机械臂通讯，自行调整协助机械臂的倾斜角度，实现内部自校准，无需进行额外的测量校准，保证测量的有效性。

技术研发人员：万新军,顾伟中,解树平,刘威
受保护的技术使用者：苏州瑞霏光电科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2025/2/27