一种光学元件多姿态检测通用工装的制作方法

本实用新型涉及光学元件检测装置技术领域，更具体的是涉及一种光学元件多姿态检测通用工装。

背景技术：

在精密光学制造与检测领域，评价光学元件加工质量的关键参数包括波前质量、应力双折射、光谱特性、焦距及表面粗糙度等，因各参数类型不同，需要在不同检测姿态的精密检测仪器上进行检测，检测前要求对光学元件进行长达数小时的应力平衡和温度平衡。精密光学检测仪器的检测姿态主要取决于系统光轴方向，一般分为竖直和水平两个方向，故要求元件可以在无外界干扰的条件在两种姿态之间切换，应力平衡和温度平衡分别是为了消除元件在装夹、搬运等接触过程的应力及温度影响。

目前，精密光学检测行业内无用于大口径光学元件(300mm×300mm以上)检测的通用工装夹具，且元件姿态切换操作需要先拆卸、更换夹具再装夹，拆卸重装过程通常会对元件自身引入装夹及搬运应力，影响了检测精度，同时增加了碰伤元件的风险，接触过程也会引入温度变化，需要重新进行温度平衡，降低了检测效率。目前国内外没有专门用于光学检测的标准统一的检测夹具，现有技术方案大多根据检测需要专门设计。其中，专利申请号为“201220571394.2”的实用新型专利公开了“一种光学元件夹持装置”，所述的装置适用于多种规格、形状的光学元件使用，该实用新型中的吊装梁包括调节开关、吊装孔和封板栓，夹持梁包括夹持“U”形槽、夹持定位孔和夹持滑槽，承重梁包括承重“U”形槽、承重定位槽和承重滑槽，所述吊装梁通过吊装梁的调节开关与夹持梁固定连接，所述承重梁通过定位栓与夹持梁固定连接。该实用新型中装置的四个装夹梁(即吊装梁、承重梁、夹持梁I和夹持梁II)在装夹之前是分离的结构，只能先把元件竖直放置在承重梁上才能装夹，适用范围有限，且装夹过程需先后连接各装夹梁，操作复杂，需要至少两人协作完成，操作效率低。除此之外，该光学元件夹持装置还存在以下缺陷：

(1)夹持装置中的“U”型槽与元件均采用刚性接触，可能存在过度挤压元件和过于松动两种夹持状态，过度挤压元件时会对元件造成外部应力，改变元件光学特性，过于松动会在夹具倾斜时，造成元件倾倒或碰伤风险；

(2)吊装梁通过调节开关固定在两侧夹持梁I和夹持梁II上，在两侧调节开关位置均无锁紧和保护装置，存在吊装梁脱落风险。

故如何解决上述技术问题，对于本领域技术人员来说很有现实意义。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于：为了解决现有光学元件夹持装置中的四个装夹梁在装夹之前是分离的结构，只能先把元件竖直放置在承重梁上才能装夹，适用范围有限，且装夹过程需先后连接各装夹梁，操作复杂，需要至少两人协作完成，操作效率低的技术问题，本实用新型提供一种光学元件多姿态检测通用工装。

本实用新型为了实现上述目的具体采用以下技术方案：

一种光学元件多姿态检测通用工装，包括夹持框，夹持框包括依次铰接的夹持梁A、夹持梁B、夹持梁C和夹持梁D，夹持梁A、夹持梁B、夹持梁C和夹持梁D可围成一个矩形，其中夹持梁A与夹持梁B、夹持梁B与夹持梁C、夹持梁C与夹持梁D的铰接处均设置有铰接活页，铰接活页的展开角度为90°-180°。

进一步地，夹持梁A和夹持梁D的内侧均设置有夹块A，夹持梁B和夹持梁C的内侧均设置有夹块B，夹块A和夹块B的内侧均设置有用于卡接光学元件的凹槽。

进一步地，夹块A与对应的夹持梁A和夹持梁D之间均设置有缓冲装置，缓冲装置包括若干连接在夹块A与对应的夹持梁A和夹持梁D之间的压缩弹簧。

进一步地，夹持梁D的末端设置有挂钩，夹持梁A外侧端设置有套索机构，套索机构包括连接在夹持梁A外侧端的机架，机架上铰接有与挂钩配合的锁扣。

进一步地，夹持梁A和夹持梁D首尾相连处设置有安全销钉，安全销钉包括螺柱，螺柱末端设置有侧向扳手，夹持梁A和夹持梁D末端均开设有与螺柱配合的螺孔。

进一步地，还包括移动把手，移动把手可拆卸连接在夹持梁A与夹持梁C外侧端或可拆卸连接在夹持梁B与夹持梁D外侧端。

进一步地，夹持框、铰接活页和移动把手的材质均为铝合金，夹块A和夹块B的材质均为聚四氟乙烯。

本实用新型的有益效果如下：

1、本实用新型采用一体化的夹持框框体结构来夹持光学元件四周，通过铰接活页依次将夹持梁A、夹持梁B、夹持梁C和夹持梁D连成一体，且铰接活页展开角度为90°-180°，即铰接活页最小角度为90°，使得夹持梁A、夹持梁B、夹持梁C和夹持梁D能顺利围成一个矩形框体，铰接活页最大角度为180°，即夹持框展开后形成一个直线条形体，夹持和拆卸光学元件时都不需要重复组装和拆卸对应组件，操作方便快捷，且本实用新型可同时适用光学元件在水平和竖直状态下装夹，适用范围广，装夹限制也更少，可单人操作，操作更便利，本实用新型支持光学元件检测姿态自由切换，且不引入应力及温度变化，姿态切换后不需额外进行温度和应力平衡，提高了检测效率。

2、夹持时，通过对应夹块A和夹块B的凹槽卡住元件四周，夹持结构稳定可靠，便于定位，同时夹块A与对应的夹持梁A和夹持梁D之间设置有压缩弹簧，实现对光学元件采取弹性夹持，避免刚性夹持造成的过度挤压与过度松动，保障了对光学元件始终软接触，降低了局部应力对检测精度的影响，且夹持过程保证夹块与光学元件始终密切耦合，被夹持元件的尺寸与弹簧的伸缩长度相关，可容许一定规格范围内的光学元件始终被夹块夹持，适用范围广。

3、夹持梁A和夹持梁D连接处通过套索机构实现夹持框首尾锁紧固定，同时在夹持梁A和夹持梁D对应位置开设了螺孔，将安全销钉旋入螺孔并拧紧，可保证夹持框首尾无法自动打开，达到双保险的效果，锁紧结构牢靠，避免了梁体脱落风险。

附图说明

图1是本实用新型一种光学元件多姿态检测通用工装的结构示意图；

图2是锁套机构的结构示意图(正面视角)；

图3是安全销钉的结构示意图；

图4是本实用新型水平展开时的结构示意图；

图5是本实用新型打开状态时的结构示意图。

附图标记：1-夹持梁A，2-夹持梁B，3-夹持梁C，4-夹持梁D，5-铰接活页，6-夹块A，7-夹块B，8-凹槽，9-压缩弹簧，10-挂钩，11-套索机构，11.1-机架，11.2-锁扣，12-安全销钉，12.1-螺柱，12.2-侧向扳手，13-移动把手。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型，即所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以下结合实施例对本实用新型的特征和性能作进一步的详细描述。

实施例1

如图1和5所示，本实施例提供一种光学元件多姿态检测通用工装，包括夹持框，夹持框包括依次铰接的夹持梁A1、夹持梁B2、夹持梁C3和夹持梁D4，夹持梁A1、夹持梁B2、夹持梁C3和夹持梁D4可围成一个矩形，其中夹持梁A1与夹持梁B2、夹持梁B2与夹持梁C3、夹持梁C3与夹持梁D4的铰接处均设置有铰接活页5，铰接活页5的展开角度为90°-180°。

本实施例中，本实用新型采用一体化的夹持框框体结构来夹持光学元件四周，通过铰接活页依次将夹持梁A、夹持梁B、夹持梁C和夹持梁D连成一体，且铰接活页转动角度为90°-180°，即铰接活页最小角度为90°，使得夹持梁A、夹持梁B、夹持梁C和夹持梁D能顺利围成一个矩形框体，铰接活页最大角度为180°，即夹持框展开后形成一个直线条形体，夹持和拆卸光学元件时都不需要重复组装和拆卸对应组件，操作方便快捷，且本实用新型可同时适用光学元件在水平和竖直状态下装夹，适用范围广，装夹限制也更少，可单人操作，操作更便利，本实用新型支持光学元件检测姿态自由切换，且不引入应力及温度变化，姿态切换后不需额外进行温度和应力平衡，提高了检测效率。

实施例2

如图1和4所示，本实施例是在实施例1的基础上做了进一步优化，具体是，夹持梁A1和夹持梁D4的内侧均设置有夹块A6，夹持梁B2和夹持梁C3的内侧均设置有夹块B7，夹块A6和夹块B7的内侧均设置有用于卡接光学元件的凹槽8，夹块A6与对应的夹持梁A1和夹持梁D4之间均设置有缓冲装置，缓冲装置包括若干连接在夹块A6与对应的夹持梁A1和夹持梁D4之间的压缩弹簧9。

本实施例中，夹持时，通过对应夹块A和夹块B的凹槽卡住元件四周，夹持结构稳定可靠，便于定位，同时夹块A与对应的夹持梁A和夹持梁D之间设置有压缩弹簧，实现对光学元件采取弹性夹持，避免刚性夹持造成的过度挤压与过度松动，保障了对光学元件始终软接触，降低了局部应力对检测精度的影响，且夹持过程保证夹块与光学元件始终密切耦合，被夹持元件的尺寸与弹簧的伸缩长度相关，可容许一定规格范围内的光学元件始终被夹块夹持，适用范围广。

实施例3

如图1到5所示，本实施例是在实施例1的基础上做了进一步优化，具体是，夹持梁D4的末端设置有挂钩10，夹持梁A1外侧端设置有套索机构11，套索机构11包括连接在夹持梁A1外侧端的机架11.1，机架11.1上铰接有与挂钩10配合的锁扣11.2，夹持梁A1和夹持梁D4首尾相连处设置有安全销钉12，安全销钉12包括螺柱12.1，螺柱12.1末端设置有侧向扳手12.2，夹持梁A1和夹持梁D4末端均开设有与螺柱12.1配合的螺孔。

本实施例中，夹持梁A和夹持梁D连接处通过套索机构实现夹持框首尾锁紧固定，同时在夹持梁A和夹持梁D对应位置开设了螺孔，将安全销钉旋入螺孔并拧紧，可保证夹持框首尾无法自动打开，达到双保险的效果，锁紧结构牢靠，避免了梁体脱落风险。

实施例4

如图1和5所示，本实施例是在实施例1的基础上做了进一步优化，具体是，还包括移动把手13，移动把手13可拆卸连接在夹持梁A1与夹持梁C3外侧端或可拆卸连接在夹持梁B2与夹持梁D4外侧端，拆卸连接时可通过螺纹连接，移动把手13则开设有一段外螺纹。

本实施例中，通过夹持框外的移动把手可对光学元件姿态任意调整，调整过程不需接触光学元件，避免了外部因素对光学元件的影响，且方便拆卸和组装。

实施例5

如图1所示，本实施例是在实施例4的基础上做了进一步优化，具体是，夹持框、铰接活页5和移动把手13的材质均为铝合金，质量轻，便于移动，夹块A6和夹块B7的材质均为聚四氟乙烯，表面光滑平整，和光学元件接触性能好。

工作原理：当光学元件平卧时，首先将展开后的夹持框水平放置并从光学元件侧面靠近，使夹持梁A、夹持梁B、夹持梁C和夹持梁D逐次贴合光学元件侧面，并确保夹块A和夹块B的凹槽均卡住元件四周，然后在夹持框首尾结合处(即夹持梁A和夹持梁D连接处)，先通过套索机构中的锁扣与挂钩锁紧，从而锁止夹持框，再拧入安全销钉锁紧夹持框框体，最后在夹持框相对的夹持梁外端拧入移动把手，实现对元件的夹持和移动。

当光学元件竖直时，首先将夹持框完全展开，使夹块A和夹块B的凹槽朝上水平放置，将光学元件竖直放置于夹持梁B的凹槽内，使其余夹持梁A、夹持梁C和夹持梁D逐次贴合光学元件侧面，并确保夹块A和夹块B的凹槽均卡住元件四周，然后在夹持框首尾结合处(即夹持梁A和夹持梁D连接处)，先通过套索机构中的锁扣与挂钩锁紧，从而锁止夹持框，再拧入安全销钉锁紧夹持框框体，最后在夹持框相对的夹持梁外端拧入移动把手，当需要改变光学元件姿态时，双手借助移动把手，即可实现对光学元件的移动和转移。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，本实用新型的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本实用新型的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本实用新型的保护范围内。