结构示意图；
[0034]图2为本发明的现有技术中存在的立柱式摆臂轮廓仪面形测量点分布；
[0035] 图3为本发明的用于超大口径面形检测的悬挂式摆臂轮廓仪结构原理图；
[0036] 图4为本发明的用于超大口径面形检测的悬挂式摆臂轮廓仪面形测量点分布；
[0037] 图5为本发明的用于超大口径面形检测的悬挂式摆臂轮廓仪结构示意图；
[0038] 其中：1、连接件A，2、气浮转台，3、连接件B，301、上部件，302、卡扣，4、测量臂，5、 配重件，6、连接件C，7、位移传感器，8、悬挂装置，9、待测反射镜，10、大转台。
【具体实施方式】
[0039] 下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。
[0040] 参见附图3、附图4和附图5,本发明的用于超大口径面形检测的悬挂式摆臂轮廓 仪包括连接件A1、气浮转台2、连接件B3、测量臂4、配重件5、连接件C6和位移传感器7;
[0041] 所述的气浮转台2通过连接件A1与悬挂装置8悬挂连接；所述测量臂4通过连接 件B3与气浮转台2固定；所述的测量臂4的一端通过连接件C6固定位移传感器7的测头； 所述的配重件5用于固定在测量臂4相对于位移传感器7的测头的另一端，实现测量臂4 关于气浮转台2的平衡；
[0042] 所述的连接件A1是一块精密加工的角度块，作为刚性连接保证气浮转台2与悬挂 装置8连接的稳定性，并实现气浮转台2倾斜运动。
[0043] 所述的气浮转台2为现代直驱式高精度空气转动轴承，定位精度1"，轴跳及端跳 1ym。连接件A1可以绕x轴转动，进而带动气浮转台2倾斜相应角度。使用时气浮转台2 通过连接件A1倾斜，使气浮转台2轴经过反射镜最接近球面的球心。
[0044] 所述的待测反射镜9位于一个大转台10上，待测反射镜9中心位于大转台10旋 转轴上。测量时测量臂4携带位移传感器7的测头绕气浮转台2转轴旋转，在镜面上测得 一条弧线后，待测反射镜9随大转台10旋转一定角度，位移传感器7继续测下一条弧线。
[0045] 所述的连接件B3包括上部件301和两个松紧可调的卡扣302:上部件301与气浮 转台2固定，两个松紧可调的卡扣302固定测量臂4。
[0046] 所述测量臂4的长度不限，测量臂4在连接件B3上的安装位置可调，实现测量臂 4旋转半径的调节。
[0047] 在同一位置，所述测量臂4可携带位移传感器7绕气浮转台2旋转至少一圈。
[0048] 所述测量臂4携带位移传感器7绕气浮转台2旋转一圈在镜面上扫过的弧线最大 为2 31弧度。
[0049] 所述的测量臂4材质为错合金，结构为空心圆管，外径100mm，管壁厚10mm。
[0050] 所述的位移传感器7是高精度非接触式位移传感器，传感器分辨率30nm，重复精 度〇? 1ym，采集频率2000Hz，实现连续采样。
[0051] 本发明的用于超大口径面形检测的悬挂式摆臂轮廓仪的具体安装步骤为：
[0052] 1、将气浮转台2通过螺钉与连接件A1连接固定；
[0053] 2、将连接件A1通过螺钉与悬挂装置8固定；
[0054] 3、将连接件B3通过螺钉连接到气浮转台2 ;
[0055] 4、待测反射镜9放置在大转台10上，调节反射镜水平方向位置使镜面中心位于大 转台10旋转轴上；将刚性测量臂4套入连接件B3的两个卡扣302中，调节一端距气浮转台 2旋转轴距离约为反射镜口径的1/4,在该端安装上位移传感器7测头，在另一端套上配重 件5 ;
[0056] 5、根据反射镜参数计算出倾角0，连接件A1摆至0 ;控制测量轴位移，使测量臂 4位于零位时，位移传感器7与机床转台中心同轴，并使位移传感器7测头调整至竖直方向。
[0057] 6、测量臂4摆至检测零位，将位移传感器7的控制器安装在连接件A1上；控制器 的信号线与气浮转台2的信号线并联，输出给计算机的控制模块，由计算机同步记录气浮 转台2转角信息与位移传感器7读数信息。即组成用于超大口径面形检测的悬挂式摆臂轮 廓仪检测系统。所述的检测零位是指测头与镜面中心即转台中心对齐时测量臂4的位置。
【主权项】
1. 用于超大口径面形检测的悬挂式摆臂轮廓仪，包括测量臂（4)和位移传感器（7)，其 特征在于，还包括连接件A(I)、气浮转台（2)、连接件B(3)、配重件（5)和连接件C(6); 所述的气浮转台（2)通过连接件A(I)与悬挂装置（8)悬挂连接；所述测量臂（4)通过 连接件B(3)与气浮转台（2)的固定；所述的测量臂（4)的一端通过连接件C(6)固定位移 传感器（7)的测头；另一端设置有配重件（5); 所述气浮转台（2)的转轴随悬挂装置（8)倾斜，通过待测反射镜（9)最接近球球心。2. 根据权利要求1所述的用于超大口径面形检测的悬挂式摆臂轮廓仪，其特征在于， 所述的连接件B(3)包括上部件（301)和两个松紧可调的卡扣（302):上部件（301)与气浮 转台（2)固定，两个松紧可调的卡扣（302)固定测量臂（4)。3. 根据权利要求1或2所述的用于超大口径面形检测的悬挂式摆臂轮廓仪，其特征在 于，所述测量臂（4)的长度不限，测量臂（4)在连接件B(3)上的安装位置可调。4. 根据权利要求1所述的用于超大口径面形检测的悬挂式摆臂轮廓仪，其特征在于， 在同一位置，所述测量臂（4)可携带位移传感器（7)绕气浮转台（2)旋转至少一圈。5. 根据权利要求4所述的用于超大口径面形检测的悬挂式摆臂轮廓仪，其特征在于， 所述测量臂（4)携带位移传感器（7)绕气浮转台（2)旋转一圈在镜面上扫过的弧线最大为 2 弧度。
【专利摘要】用于超大口径面形检测的悬挂式摆臂轮廓仪属于光学检测领域，目的在于解决现有技术存在的摆臂轮廓仪测量大口径光学元件面形时臂长过长导致检测精度下降的问题。本发明的用于超大口径面形检测的悬挂式摆臂轮廓仪包括悬挂装置、连接件A、气浮转台、连接件B、测量臂、配重件、连接件C和位移传感器；所述的气浮转台通过连接件A与悬挂装置悬挂连接；所述测量臂通过连接件B与气浮转台固定；所述的测量臂的一端通过连接件C固定位移传感器的测头；另一端设置有配重件。本发明的用于超大口径面形检测的悬挂式摆臂轮廓仪可以提高摆臂轮廓检测的精度及检测稳定性。
【IPC分类】G01B21/20
【公开号】CN105203066
【申请号】CN201510589812
【发明人】罗霄, 熊玲, 张峰, 郑立功, 张学军
【申请人】中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2015年9月16日