一种三坐标四自由度衍射光强测量平台的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种实验仪器，尤其涉及一种三坐标四自由度衍射光强测量平台，它是物理学中经光栅衍射及三棱镜衍射后的衍射光强测量仪器，可以应用于教学演示及实验研究中。
【背景技术】
[0002]光的衍射现象是光学中的一种基本现象，光的衍射现象十分重要且应用十分广泛，在日常生活和科学研究中占有举足轻重的地位。光的衍射现象可应用于光谱分析及结构分析中，利用其对精细结构相当敏感的“放大”作用，可通过图样进行结构分析，例如X射线结构学，衍射成像光谱分析及通过在相干光成像系统中，引入两次衍射成像概念，而由此发展成为空间滤波技术和光学信息处理。因此使学生深刻理解光的衍射原理及熟练掌握测量方法就极为重要。为学生提供易于操作的实验仪器，是使其在实验中对光的衍射现象产生兴趣从而进行更进一步研究的有力保障。
[0003]目前学校中使用的衍射光强测量系统普遍针对光栅衍射，光强测量系装置与光栅处于同一水平轴线位置，测量调节困难，此装置在光源角度固定时，无法用棱镜作为衍射元件进行衍射光谱的光强测量，不利于对不同衍射元件的衍射效果进行对比分析，限制了学生对光的衍射现象的更进一步的研究。随着计算机技术的发展，利用计算机对实验装置进行控制，实现自动测量已经成为越来越普遍的趋势，计算机的精准控制可以弥补传统测量中由于手动调节测量带来的误差，以提高测量的精确度与准确度，从而为实验研究提供更准确的实验数据。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是为了克服【背景技术】中的不足之处，提供一种利于测量通过不同衍射元件的衍射光谱的光强测量仪器，采用三坐标四自由度设计，相比于常见的衍射光强测量装置增加了旋转维度，以便于对在光路经由衍射元件产生的光轴偏转情况下的衍射光谱进行测量。本发明为带旋转机构的移动平台，通过步进电机带动其进行上下，左右，前后及旋转运动，进行衍射光强的测量。机械运动原理是采用模块化将各轴组合而成，每个轴机械传动原理相同。
[0005]为了解决上述存在的技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的:
[0006]—种三坐标四自由度衍射光强测量平台，包括底座1、X轴机构2、Y轴机构3、Z轴机构4、旋转机构5和光强检测器，X轴机构2安装在底座I上，Y轴机构3安装在X轴机构2上，Z轴机构4安装在Y轴机构3上、旋转机构5安装在Z轴机构4上，光强检测器安装在旋转机构5上；
[0007]所述的X轴机构2包括:X轴底座20^轴电机支架2024轴伺服电机2034轴联轴器204、X轴丝杠205、Y轴联接支架206、X轴导轨滑块207和X轴导轨208;X轴电机支架202安装在X轴底座201上，X轴伺服电机203通过X轴联轴器204联接X轴丝杠205并安装在X轴电机支架202上;X轴丝杠205穿过Y轴联接支架206并与其螺纹联接;X轴导轨208安装在X轴底座201上，X轴导轨滑块207安装在X轴导轨208上并能沿其滑动，Y轴联接支架206安装在X轴导轨滑块207上带动直线X轴导轨滑块207做直线运动;所述的Y轴机构3安装在Y轴联接支架206上；
[0008]所述的Y轴机构3包括:Y轴底座301、￥轴电机支架302、￥轴伺服电机303、￥轴联轴器304、Y轴丝杠305、Z轴联接支架306、Y轴导轨滑块307和Y轴导轨308;Y轴电机支架302安装在Y轴底座301上，Y轴伺服电机303通过Y轴联轴器304联接Y轴丝杠305并安装在Y轴电机支架302上;Y轴丝杠305穿过Z轴联接支架306并与其螺纹联接;Y轴导轨308安装在Y轴底座301上，Y轴导轨滑块307安装在Y轴导轨308上并能沿其滑动，Z轴联接支架306安装在Y轴导轨滑块307上带动直线Y轴导轨滑块307做直线运动;所述的Z轴机构4安装在Z轴联接支架306上；
[0009]所述的Z轴机构4包括:Z轴底座401、2轴电机支架402、2轴伺服电机403、2轴联轴器404、Z轴丝杠405、旋转机构联接支架406、Z轴导轨滑块407和Z轴导轨408; Z轴电机支架402安装在Z轴底座401上，Z轴伺服电机403通过Z轴联轴器404联接Z轴丝杠405并安装在Z轴电机支架402上;Z轴丝杠405穿过旋转机构联接支架406并与其螺纹联接;Z轴导轨408安装在Z轴底座401上，Z轴导轨滑块407安装在Z轴导轨408上并能沿其滑动，旋转机构联接支架406安装在Z轴导轨滑块407上带动直线Z轴导轨滑块407做直线运动;所述的旋转机构5安装在旋转机构联接支架406上；
[0010]所述的旋转机构5包括:旋转机构电机支架501、旋转机构伺服电机502、旋转机构联轴器503、旋转机构传动轴504、旋转机构挡圈轴套505和检测器联接支架506;旋转机构电机支架501安装在旋转机构联接支架506上，旋转机构伺服电机502安装在旋转机构电机支架501上，旋转机构伺服电机502通过旋转机构联轴器503联接旋转机构传动轴504，旋转机构挡圈轴套505安装在旋转机构传动轴504上;检测器联接支架506安装在旋转机构传动轴504上并与旋转机构挡圈轴套505固连在一起，随旋转机构挡圈轴套505—起做旋转运动，旋转角度大于180度;衍射光强检测器安装在检测器联接支架506上。
[0011 ] X-Y-Z各轴机械部件是通过直线导轨滑块上安装联接支架将各轴模块化机械部件组合而成。本发明改变了以往由于光强测量装置与光栅处于同一水平轴线位置，调解困难，致使测量困难或者测量结果不理想的情况，使测量装置能够在三坐标四自由度上灵活地调节位置，使测量效果极佳。
[0012]由于采用上述技术方案，本发明具有的有益效果是:
[0013]本发明可以测量由衍射元件带来的光轴偏转的光谱测量，弥补了传统衍射测量仪器的不足，采用上位机控制，相比于手动调节提高了测量的准确度及精确度，可以应用于教学演示及实验研究，为教育教学及科研研究带来很大帮助。
[0014]本发明应用于光的衍射测量时，可以灵活选用衍射元件，光轴偏转不再是实验调节的难点，同时利用上位机控制步进电机可以精确的调节位置以实现准确的光谱测量，从而使实验数据更加准确可靠。在降低了实验难度的同时扩大了实验范围，同时制造成本低廉，利于日常教学的应用，可以使学生更好的理解经由不同衍射元件产生的衍射光谱。
【附图说明】
[0015]图1是本发明一种三坐标四自由度衍射光强测量平台的左视图；
[0016]图2是本发明一种三坐标四自由度衍射光强测量平台的主视图；
[0017]图3是本发明一种三坐标四自由度衍射光强测量平台的俯视图；
[0018]图4是X轴机构示意图；
[0019]图5是Y轴机构示意图；
[0020]图6是Z轴机构示意图；
[0021]图7是旋转机构示意图。
【具体实施方式】
[0022]以下结合附图【具体实施方式】对本发明做更为详细的说明:
[0023]一种三坐标四自由度衍射光强测量平台，如图1一3所示，包括底座1、X轴机构2、Y轴机构3、Z轴机构4、旋转机构5和光强检测器，以图1为参照，左右水平向定义为X轴向，前后水平向定义为Z轴向，上下垂直向定义为Y轴向；X轴机构2安装在底座I上，Y轴机构3安装在X轴机构2上，Z轴机构4安装在Y轴机构3上、旋转机构5安装在Z轴机构4上，光强检测器安装在旋转机构5上；
[0024]参照图4所示，所述的X轴机构2包括:Χ轴底座201、Χ轴电机支架202、Χ轴伺服电机203、Χ轴联轴器204、Χ轴丝杠205、Υ轴联接支架206、Χ轴导轨