晶体定向仪中的任意角度测角仪的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种晶体定向仪中的任意角度测角仪，包括：左支臂合件、右支臂合件以及电动联动机构，其中，左支臂合件和右支臂合件中共有三点与电动联动机构滑动连接，其中一点与电动联动机构的两个滑轨滑动连接，并连接该滑轨内的传动装置；另外两点布置在电动联动机构的另一个滑轨上，传动装置在电动联动机构中驱动装置的驱动下通过左支臂合件、右支臂合件分别带动探测器和X射线发生器进行任意角度等同变化。本发明通过保证左右支臂上两个轴孔的距离保证了左支臂底板与右支臂底板角度等同变化，进而达到左右支臂上的探测器与X射线发生器任意角度的变化，装配调试方便，成本降低，提高效率，实现了操作的便捷，减少了对身体不必要的伤害。
【专利说明】晶体定向仪中的任意角度测角仪
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种测角仪装置，具体的说是一种晶体定向仪中的任意角度测角仪。
【背景技术】
[0002] 晶体定向仪是蓝宝石毛坯晶坨加工成C(或A、M、R)晶向的晶棒方向准确定向的 专用仪器。以多角度蓝宝石晶坨掏棒定向仪为例，是由升降传动机构、旋转机构、倾斜机构、 测角仪、数据计算装置及控制装置所组成。由于测角仪是蓝宝石晶坨掏棒定向仪的核心装 置，直接影响晶棒的C(或A、M、R)晶向及晶棒偏差角度。因需要测量C(或A、M、R)晶向， 并且每个晶向的测量角度不同，现阶段测角仪通过手动旋钮或直接更换安装孔位置，改变X 射线发生器与探测器位置，以达到每个晶向需求的测量角度。由于手动旋钮是通过螺纹杆 带动，调整的角度又与螺距的关系密切，所以更高的精度要求螺纹杆的螺距越小，带来加工 工艺复杂，并且需要高精度的半圆弧导轨，增加设备成本；通过更换安装孔改变位置的测角 仪同样加工孔数多，不易对准，加工工序复杂等问题，并且两种方式调整每个晶向需求角度 的步骤重复性多，耗费时间长，对调试人员安全健康不利。
【发明内容】
[0003] 针对现有技术中晶体定向仪的测角仪存在不易对准，效率低、加工工序复杂等不 足，本发明要解决的技术问题是提供一种装配调试方便，使设备成本降低，提高效率、保证 了任意角度变化的晶体定向仪中的任意角度测角仪。
[0004] 为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
[0005] 本发明晶体定向仪中的任意角度测角仪包括：左支臂合件）、右支臂合件以及电 动联动机构，其中，左支臂合件和右支臂合件中共有三点与电动联动机构滑动连接，其中一 点与电动联动机构的两个滑轨滑动连接，并连接该滑轨内的传动装置；另外两点布置在电 动联动机构的另一个滑轨上，传动装置在电动联动机构中驱动装置的驱动下通过左支臂合 件、右支臂合件分别带动探测器和X射线发生器进行任意角度等同变化。
[0006] 所述电动联动机构包括第一直线滑轨、安装于第一直线滑轨上的传动装置、第二 直线滑轨、中间支撑转轴以及驱动装置，其中第一直线滑轨和第二直线滑轨均安装在底板 上，二者中心线相互垂直；中间支撑转轴同时连接左支臂合件和右支臂合件中左支臂底板 和右支臂底板的一端，做为所述的一点，该点与第一直线滑轨上传动装置的滑块相连，形成 驱动左支臂和右支臂的起点；左支臂合件和右支臂合件中左支臂和右支臂分别通过左支臂 轴和右支臂轴滑动安装在第二直线滑轨的两个滑块上，做为所述的另外两点；中间支撑转 轴中心与左支臂轴和右支臂轴的中心距离一定，形成两个斜边边长一定、共直角边的对称 设置的直角三角形，传动装置与驱动装置的输出端连接，传动装置通过中间支撑转轴带动 左支臂合件和右支臂合件进行任意角度等同变化。
[0007] 第一直线滑轨为平行设置的双轨道，其内的传动装置采用丝杠丝母结构，每个轨 道上滑动安装有滑块，两个滑块上连接同一丝母套块，该丝母套块上固装有中间支撑转轴， 中间支撑转轴分别与左支臂底板和右支臂底板通过轴承转动连接；同时丝母套块套置于丝 母外，第一直线滑轨中心线方向同轴安装丝杠；丝母与丝杠啮合，在驱动装置的驱动下做直 线运动。
[0008] 所述丝杠的一端与驱动装置的输出端连接，另一端通过丝杠支撑块固定于底板 上。
[0009] 丝杠的所述另一端的端部安装有手轮转动部件。
[0010] 所述左支臂合件包括左支臂底板和左支臂，左支臂固定在左支臂底板上，左支臂 上部安装探测器）；左支臂底板的一点与中间支撑转轴转动连接，另一点通过轴承组件与 左支臂轴转动连接，左支臂轴通过第一滑块与第二直线滑轨滑动连接。
[0011] 所述右支臂合件包括右支臂底板和右支臂，右支臂固定在右支臂底板上，右支臂 上安装X射线发生器；右支臂底板的一点与中间支撑转轴转动连接，另一点通过轴承组件 与右支臂轴转动连接，右支臂轴通过第二滑块与第二直线滑轨滑动连接。
[0012] 所述轴承组件包括深沟球轴承和平面轴承，两个轴承同心安装在左支臂底板或右 支臂底板的轴承孔内，形成驱动左支臂或右支臂的联动点。
[0013] 左支臂轴及右支臂轴上端通过备帽锁紧，用支撑轴帽盖住。
[0014] 本发明具有以下有益效果及优点：
[0015] 1.本发明通过直角三角形原理，利用直线滑轨形成垂直，通过保证左右支臂上两 个轴孔的距离，以及直线滑轨的安装位置，来保证了左支臂底板与右支臂底板角度等同变 化，进而达到左右支臂上的探测器与X射线发生器任意角度的变化。
[0016] 2.因直线滑轨比半圆弧滑轨价格低、装配调试方便，使设备成本降低，提高效率。
[0017] 3.本发明通过在滚动丝杠两端采用步进电机和手动旋钮，实现了手控与电控的多 种控制方法，调试时间缩短，并且通过电动调控，能实现很快速的角度变化，实现了操作的 便捷，减少了对身体不必要的伤害。
【专利附图】
【附图说明】
[0018] 图1为本发明的任意角度电控联动测角仪结构示意图；
[0019] 图2为本发明的直线运动结构示意图；
[0020] 图3为本发明的固定斜边直角三角形的示意图；
[0021] 图4为本发明中左支臂合件示意图；
[0022] 图5为本发明中右支臂合件示意图。
[0023] 其中，1为备帽，2为左支臂合件，3为右支臂合件，4为底板，5为中间轴支撑套，6 为左支臂轴，7为右支臂轴，8为中间支撑转轴，9为第一直线滑轨，10为第二直线滑轨，11A 为第一滑块，11B为第二滑块,12为支撑轴帽，13为步进电机,14为电机座，15为丝杠，16为 丝母套块，17为丝母，18为丝杠支撑块，19为手轮转动部件，20为探测器，22为左支臂，23 为左支臂底板，31为X射线发生器，32为右支臂，33为右支臂底板。
【具体实施方式】
[0024] 下面结合说明书附图对本发明作进一步阐述。
[0025] 如图1所示，本发明晶体定向仪中的任意角度测角仪包括：左支臂合件2、右支臂 合件3以及电动联动机构，其中，左支臂合件2和右支臂合件3中共有三点与电动联动机构 滑动连接，其中一点与电动联动机构的两个滑轨滑动连接，并连接该滑轨内的传动装置；另 外两点布置在电动联动机构的另一个滑轨上，传动装置在电动联动机构中驱动装置的驱动 下通过左支臂合件2、右支臂合件3分别带动探测器21和X射线发生器31进行任意角度等 同变化。
[0026] 如图1、3?5所示，所述电动联动机构包括第一直线滑轨9、安装于第一直线滑轨 9上的传动装置、第二直线滑轨10、中间支撑转轴8以及驱动装置，其中第一直线滑轨9和 第二直线滑轨10均安装在底板4上，二者中心线相互垂直；中间支撑转轴8同时连接左支 臂合件2和右支臂合件3中左支臂底板23和右支臂底板33的一端，做为所述的一点，该点 与第一直线滑轨9上传动装置的滑块相连，形成驱动左支臂22和右支臂32的起点；
[0027] 左支臂合件2中左支臂22通过左支臂底板23在左支臂轴6处滑动安装在第二直 线滑轨10的第一滑块11A上，右支臂合件3中右支臂32通过右支臂底板33在右支臂轴7 处滑动安装在第二直线滑轨10的第二滑块11B上，第一滑块11A和第二滑块11B做为所述 的另外两点即联动点；中间支撑转轴8中心与左支臂轴6和右支臂轴7的中心距离一定，形 成两个斜边边长一定、共直角边的对称设置的直角三角形，传动装置与驱动装置的输出端 连接，传动装置通过中间支撑转轴8带动左支臂合件2和右支臂合件3进行任意角度等同 变化。
[0028] 第一直线滑轨9为平行设置的双轨道，其内的传动装置采用丝杠丝母结构，每个 轨道上滑动安装有滑块，两个滑块上连接同一丝母套块16,该丝母套块16上固装有中间支 撑转轴8,中间支撑转轴8分别与左支臂底板23和右支臂底板33通过轴承转动连接；同时 丝母套块16套置于丝母17上外，第一直线滑轨9中心线方向同轴安装丝杠15 ;丝母17与 丝杠15啮合，在驱动装置的驱动下做直线运动；丝杠15 -端与驱动装置的输出端连接，另 一端通过丝杠支撑块18固定于底板4上。丝杠15的另一端端部安装有手轮转动部件19。
[0029] 如图4所示，左支臂合件2包括左支臂底板23和左支臂22,左支臂22固定在左支 臂底板23上，左支臂22上部安装探测器21 ;左支臂底板23的一点与中间支撑转轴8转动 连接，另一点通过轴承组件与左支臂轴6转动连接，左支臂轴6通过第一滑块11A与第二直 线滑轨10滑动连接。
[0030] 如图5所示，右支臂合件3包括右支臂底板33和右支臂32,右支臂32固定在右支 臂底板33上，右支臂32上安装X射线发生器31 ;右支臂底板33的一点与中间支撑转轴8 转动连接，另一点通过轴承组件与右支臂轴7转动连接，右支臂轴7通过第二滑块11B与第 二直线滑轨10滑动连接。
[0031] 左支臂合件2和右支臂合件3中涉及的轴承组件组成结构相同，均包括深沟球轴 承和平面轴承，两个轴承同心安装在左支臂底板23或右支臂底板33的轴承孔内，形成驱动 左支臂22或右支臂32的联动点，左支臂轴6或右支臂轴7上端通过备帽1锁紧，用支撑轴 帽12盖住。
[0032] 如图2所示，本实施例中，驱动装置采用步进电机13,其带动丝杠15(本实施例采 用滚珠丝杠）旋转，步进电机13通过电机座14固定于底板4上，滚珠丝杠15前后两端分 别通过丝杠支撑块18和电机座14来支撑，丝杠支撑块18固定于底板4上，滚珠丝杠上带 有内嵌滚珠螺母（即丝母17)的丝母套块16,丝母套块16底端安装在第一直线滑轨9上， 使得丝母套块16和滚珠螺母17可在丝杠15的带动下做稳定精确的直线运动，丝杠15的 另一端安装有手轮转动部件19,可实现手控与电控的多种控制方法。
[0033] 丝母套块16上固定有中间轴支撑套5和中间支撑转轴8,中间支撑转轴8通过两 个深沟球轴承分别与左支臂22和右支臂32的轴承孔连接。当步进电机驱动滚珠丝杠运动 时，中间支撑转轴8通过深沟球轴承带动左支臂底板23和右支臂底板33的一端运动，而左 支臂底板23在指定位置上安装左支臂轴6、深沟球轴承和平面轴承，两个轴承同心安装在 左支臂底板23的轴承孔内，形成驱动左支臂22的联动点，并在左支臂轴6上端用备帽1锁 紧，用支撑轴帽12盖住；同理，右臂底板33在指定位置上安装右支臂轴7、深沟球轴承和平 面轴承，两个轴承同心安装在右支臂底板33的轴承孔内，形成驱动右支臂32的联动点，并 在右支臂轴7上端用备帽1锁紧，用支撑轴帽12盖住。
[0034] 如图4所示，左支臂合件2通过左支臂底板23上固定左支臂22,左支臂22上固定 探测器21，达到了探测器21的任意角度转动。
[0035] 如图5所示，右支臂合件3通过右支臂底板33上固定右支臂32,右支臂32上固定 X射线发生器31，达到X射线发生器31的任意角度转动。
[0036] 在左支臂轴6和右支臂轴7的下端装有运动滑块，将左支臂合件2、右支臂合件3 分别通过滑块安装在第二直线滑轨10上，这样形成如图3所示的斜边长度固定不变、两直 角边长度变化的两个全等直角三角形（即两直角三角形背靠背）。本发明通过直角三角形 原理，利用直线滑轨形成垂直，因左右支臂两个轴承孔角度和距离相同，并且共同安装在中 间支撑转轴8上，因此当步进电机13带动丝母套块16运动时，因中间支撑转轴8带动，左 支臂合件2、右支臂合件3实现电动联控的任意角度等同变化，从而达到左、右支臂上的探 测器21与X射线发生器31任意角度的变化。
【权利要求】
1. 一种晶体定向仪中的任意角度测角仪，其特征在于包括：左支臂合件（2)、右支臂合 件⑶以及电动联动机构，其中，左支臂合件⑵和右支臂合件⑶中共有三点与电动联动 机构滑动连接，其中一点与电动联动机构的两个滑轨滑动连接，并连接该滑轨内的传动装 置；另外两点布置在电动联动机构的另一个滑轨上，传动装置在电动联动机构中驱动装置 的驱动下通过左支臂合件（2)、右支臂合件（3)分别带动探测器（21)和X射线发生器（31) 进行任意角度等同变化。
2. 按权利要求1所述的晶体定向仪中的任意角度测角仪，其特征在于：所述电动联动 机构包括第一直线滑轨（9)、安装于第一直线滑轨（9)上的传动装置、第二直线滑轨（10)、 中间支撑转轴（8)以及驱动装置，其中第一直线滑轨（9)和第二直线滑轨（10)均安装在底 板（4)上，二者中心线相互垂直；中间支撑转轴（8)同时连接左支臂合件（2)和右支臂合件 (3)中左支臂底板（23)和右支臂底板（33)的一端，做为所述的一点，该点与第一直线滑轨 (9)上传动装置的滑块相连，形成驱动左支臂（22)和右支臂（32)的起点；左支臂合件（2) 和右支臂合件（3)中左支臂（22)和右支臂（32)分别通过左支臂底板（23)和右支臂底板 (33)在左支臂轴（6)和右支臂轴（7)处滑动安装在第二直线滑轨（10)的两个滑块上，做 为所述的另外两点；中间支撑转轴（8)中心与左支臂轴（6)和右支臂轴（7)的中心距离一 定，形成两个斜边边长一定、共直角边的对称设置的直角三角形，传动装置与驱动装置的输 出端连接，传动装置通过中间支撑转轴（8)带动左支臂合件（2)和右支臂合件（3)进行任 意角度等同变化。
3. 按权利要求2所述的晶体定向仪中的任意角度测角仪，其特征在于：第一直线滑轨 (9)为平行设置的双轨道，其内的传动装置采用丝杠丝母结构，每个轨道上滑动安装有滑 块，两个滑块上连接同一丝母套块（16)，该丝母套块（16)上固装有中间支撑转轴（8)，中间 支撑转轴（8)分别与左支臂底板（23)和右支臂底板（33)通过轴承转动连接；同时丝母套 块（16)套置于丝母（17)外，第一直线滑轨（9)中心线方向同轴安装丝杠（15);丝母（17) 与丝杠（15)啮合，在驱动装置的驱动下做直线运动。
4. 按权利要求3所述的晶体定向仪中的任意角度测角仪，其特征在于：所述丝杠（15) 的一端与驱动装置的输出端连接，另一端通过丝杠支撑块（18)固定于底板（4)上。
5. 按权利要求4所述的晶体定向仪中的任意角度测角仪，其特征在于：丝杠（15)的所 述另一端的端部安装有手轮转动部件（19)。
6. 按权利要求1所述的晶体定向仪中的任意角度测角仪，其特征在于：所述左支臂合 件（2)包括左支臂底板（23)和左支臂（22)，左支臂（22)固定在左支臂底板（23)上，左支 臂（22)上部安装探测器（21);左支臂底板（23)的一点与中间支撑转轴（8)转动连接，另 一点通过轴承组件与左支臂轴（6)转动连接，左支臂轴（6)通过第一滑块（11A)与第二直 线滑轨（10)滑动连接。
7. 按权利要求1所述的晶体定向仪中的任意角度测角仪，其特征在于：所述右支臂合 件（3)包括右支臂底板（33)和右支臂（32)，右支臂（32)固定在右支臂底板（33)上，右支 臂（32)上安装X射线发生器（31);右支臂底板（33)的一点与中间支撑转轴（8)转动连接， 另一点通过轴承组件与右支臂轴（7)转动连接，右支臂轴（7)通过第二滑块（11B)与第二 直线滑轨（10)滑动连接。
8. 按权利要求6或7所述的晶体定向仪中的任意角度测角仪，其特征在于：所述轴 承组件包括深沟球轴承和平面轴承，两个轴承同心安装在左支臂底板（23)或右支臂底板 (33)的轴承孔内，形成驱动左支臂（22)或右支臂（32)的联动点。
9.按权利要求6或7所述的晶体定向仪中的任意角度测角仪，其特征在于：左支臂轴 (6)及右支臂轴（7)上端通过备帽（1)锁紧，用支撑轴帽（12)盖住。
【文档编号】G01B15/00GK104121874SQ201410374934
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年8月1日 优先权日:2014年8月1日
【发明者】刘川, 张所峰, 王勇, 胡婷婷 申请人:丹东通达科技有限公司