一种光电子封装柔性并联平台静刚度的测试系统

1.本发明属于刚度测量装置技术领域，尤其涉及一种光电子封装柔性并联平台静刚度的测试系统。


背景技术：

2.光电子封装柔性并联平台用于对光通道进行精密对准，其工作过程中不可避免的会在外力作用下产生变形，这种变形将直接影响光通道的对准精度，因此测试和评估平台静刚度是保证光通道精密对准的重要前提。
3.现有技术中，对光电子封装柔性并联平台的静刚度进行测量方案如下：由于空间位置的限制，通过在光电子封装柔性并联平台的动平台上放置砝码，实现并联平台加载，再通过检测设备测量并联平台变形量。
4.现有技术中，直接在并联平台上加载(动平台上放置砝码)来测试刚度的方法存在以下不足：
5.(1)由于每次加载位置的不固定，无法保证载荷作用在同一点上，可能出现偏载情况，将影响刚度的测试结果。
6.(2)现有技术中的加载方式无法实现载荷的连续进给，只能通过调换砝码的方式改变载荷。
7.(3)在加载过程中可能对平台产生一定的冲击，影响平台的运动精度。


技术实现要素：

8.(一)要解决的技术问题
9.基于此，本发明提出了一种光电子封装柔性并联平台静刚度的测试系统，该光电子封装柔性并联平台静刚度的测试系统旨在解决现有技术中的静刚度测试装置存在加载位置不确定、无法连续加载及存在加载冲击的技术问题。
10.(二)技术方案
11.为解决上述技术问题，本发明提出了一种光电子封装柔性并联平台静刚度的测试系统，包括拉力进给装置，所述拉力进给装置包括：连接销、滑轮、柔索和螺旋传动机构，所述连接销的上部与所述光电子封装柔性并联平台相连，所述滑轮抵接所述柔索且将所述柔索分为竖直段和水平段，所述竖直段的远离所述滑轮的一端与所述连接销的下部相连，所述水平段的远离所述滑轮的一端与所述螺旋传动机构的一端相连。
12.优选的，所述竖直段的延伸方向和所述光电子封装柔性并联平台的高度方向相同，所述水平段的延伸方向与所述竖直段的延伸方向垂直。
13.优选的，所述螺旋传动机构包括：进给柱支座、拉力进给柱和摇把，所述拉力进给柱贯穿所述进给柱支座且与所述进给支座螺纹相连，所述进给柱的一端与所述柔索水平段相连，所述摇把设于所述进给柱的另一端。
14.优选的，所述水平段和所述拉力进给柱之间设有拉力计，所述水平段、所述拉力计
和所述拉力进给柱三者沿同一水平线安装。
15.优选的，所述拉力计下方设置导向件，所述导向件包括：滑块、导轨和固定支座，所述导轨和所述固定支座固定相连，所述滑块固定于所述拉力计的下方，且所述滑块的下部设有与所述导轨滑动配合的滑槽，所述导轨收容于所述滑槽内。
16.优选的，所述柔索为钢绳。
17.优选的，所述拉力进给装置还包括与所述滑轮转动相连的滑轮座，所述光电子封装柔性并联平台静刚度的测试系统还包括检测平台，所述光电子封装柔性并联平台、所述固定支座、所述进给柱支座和所述滑轮座分别设于所述检测平台上。
18.优选的，所述检测平台为光学平台。
19.优选的，所述光电子封装柔性并联平台静刚度的测试系统还包括变形量检测单元。
20.优选的，所述变形量检测单元包括：激光头、反光镜、干涉镜和固定转向镜，所述激光头设于所述检测平台的靠近所述螺旋传动机构的一侧，所述反光镜设于所述光电子封装柔性并联平台上，所述干涉镜设于所述检测平台上且位于所述激光头和所述反光镜之间，所述固定转向镜设于所述反光镜上方。
21.(三)有益效果
22.本发明与现有技术对比，本发明光电子封装柔性并联平台静刚度的测试系统的有益效果主要包括：
23.通过绕在滑轮上的柔索传递载荷，改变了加载的方向，通过与光电子封装柔性并联平台相连的连接销传递加载力，实现加载位置的精确固定。解决了现有技术中因空间位置限制而导致加载位置不能精确固定的问题。
24.采用螺旋传动结构逐渐旋转增加加载力，实现连续且稳定的加载，解决了现有技术中无法实现载荷连续进给的问题，提高了加载的灵活性。
25.使用激光干涉仪测量光电子封装柔性并联平台的变形量，可以检测到纳米级的位移量，保证了测量精度。
附图说明
26.通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：
27.图1为本发明实施方式的光电子封装柔性并联平台静刚度的测试系统的整体结构的立体示意图；
28.图2为本发明实施方式的光电子封装柔性并联平台静刚度的测试系统的部分结构的主视示意图；
29.图3为本发明实施方式的光电子封装柔性并联平台静刚度的测试系统的部分结构的立体示意图；
30.图4为本发明实施方式的光电子封装柔性并联平台静刚度的测试系统中的进给装置与光电子封装柔性并联平台的连接结构示意图；
31.图5为本发明实施方式的光电子封装柔性并联平台静刚度的测试系统中的滑轮、滑轮座及柔索的连接结构示意图；
32.图6为本发明实施方式的光电子封装柔性并联平台静刚度的测试系统中的连接销与光电子封装柔性并联平台的连接结构示意图。
33.附图标记说明：
34.1.光电子封装柔性并联平台，2.拉力进给装置，3.检测平台，4.变形量检测单元，21.连接销，22.滑轮，23.柔索，24.螺旋传动机构，25.拉力计，26.导向件，27.滑轮座，41.激光头，42.反光镜，43.干涉镜，44.固定转向镜，45.转向镜支座，46.干涉镜支座，231.竖直段，232.水平段，241.进给柱支座，242.拉力进给柱，243.摇把，261.滑块，262.导轨，263.固定支座。
具体实施方式
35.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
36.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通，也可以是“传动连接”，即通过带传动、齿轮传动或链轮传动等各种合适的方式进行动力连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
37.下面结合附图1
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6对本发明一种光电子封装柔性并联平台静刚度的测试系统做进一步的说明。
38.请重点参考图1
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4，一种光电子封装柔性并联平台静刚度的测试系统，包括拉力进给装置2，拉力进给装置2包括：连接销21、滑轮22、柔索23和螺旋传动机构24，连接销21的上部与光电子封装柔性并联平台1相连，滑轮22抵接柔索23且将柔索23分为竖直段231和水平段232，竖直段231的远离滑轮22的一端与连接销21的下部相连，水平段232的远离滑轮22的一端与螺旋传动机构24的一端相连。
39.请重点参考图6，具体实施时，连接销21上部为沉头结构，光电子封装柔性并联平台1设有对应的沉头孔，连接销21放置在光电子封装柔性并联平台1的沉头孔内，加载时，连接销21在柔索23的作用下向下压沉头孔的孔壁，将向下的加载力传递给光电子封装柔性并联平台1。
40.请重点参考图5，本实施方式中，螺旋传动结构靠螺旋与螺纹牙面旋合实现回转运动转换为直线运动。螺旋传动结构旋转时，拉动柔索23的水平段232向右直线移动，在滑轮22变向作用下，使竖直段231向下移动，拉动连接销21，连接销21向光电子封装柔性并联平台1施加向下的力，实现对光电子封装柔性并联平台1的力的加载。
41.本发明一种光电子封装柔性并联平台静刚度的测试系统，通过绕在滑轮22上的柔索23传递载荷，改变了加载的方向，通过与光电子封装柔性并联平台1相连的连接销21传递加载力，实现加载位置的精确固定。解决了现有技术中因空间位置限制而导致加载位置不能精确固定的问题。采用螺旋传动结构逐渐旋转增加加载力，实现连续且稳定的加载，解决
了现有技术中无法实现载荷连续进给的问题，提高了加载的灵活性。
42.根据本发明的具体实施方式，竖直段231的延伸方向和光电子封装柔性并联平台1的高度方向相同，该结构利于向光电子封装柔性并联平台1施加正向的压力，利于测量其静刚度。水平段232的延伸方向与竖直段231的延伸方向垂直。该结构利于与水平设置的螺旋传动结构相配合，同时利于装置的安装及整体调水平。
43.请重点参考图2
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3，根据本发明的具体实施方式，螺旋传动机构24包括：进给柱支座241、拉力进给柱242和摇把243，拉力进给柱242贯穿进给柱支座241且与进给支座螺纹相连，进给柱的一端与柔索23水平段232相连，摇把243设于进给柱的另一端。具体实施时，进给柱支座241上具有贯穿其上的传动孔，传动孔内设有传动内螺纹，拉力进给柱242具有传动外螺纹，拉力进给柱242贯穿传动孔且与进给柱支座241之间螺纹相连。
44.螺旋传动机构24的工作过程如下：旋转摇把243，驱动拉力进给柱242旋转，控制摇把243旋转方向，使拉力进给柱242逐渐旋出，拉动柔索23的水平段232向右移动，实现加载。反向旋转摇把243时，可实现逐渐卸载。通过上述结构，利于操作，实现连续稳定加载。
45.根据本发明的具体实施方式，水平段232和拉力进给柱242之间设有拉力计25，水平段232、拉力计25和拉力进给柱242，三者沿同一水平线安装。本实施方式中，通过在螺旋传动机构24与柔索23之间设置拉力计25，方便直接读取载荷值，免去了传统检测方式中因使用砝码加载而需估算重力加速度g的情况。
46.根据本发明的具体实施方式，拉力计25下方设置导向件26，导向件26包括：滑块261、导轨262和固定支座263，导轨262和固定支座263固定相连，滑块261固定于拉力计25的下方，且滑块261的下部设有与导轨262滑动配合的滑槽，导轨262收容于滑槽内。本实施方式中，滑块261与拉力计25固定相连，能有效防止拉力计25翻转，通过滑块261支撑拉力计25，滑块261与导轨262相对滑动，保证了加载过程的连续性和流畅性。
47.上述实施方式中，柔索23为钢绳。钢绳抗拉强度大，受拉时沿轴向变形小，利于传递载荷，当然，除了钢绳外，柔索23还可由其它材料制成，比如纤维绳索，或由纤维和金属编织而成的绳索。
48.根据本发明的具体实施方式，拉力进给装置2还包括与滑轮22转动相连的滑轮座27，光电子封装柔性并联平台静刚度的测试系统还包括检测平台3，光电子封装柔性并联平台1、固定支座263、进给柱支座241和滑轮座27分别设于检测平台3上。本实施方式中，通过设置检测平台3，利于实现光电子封装柔性并联平台1和各支座的安装。具体地，检测平台3为光学平台，该结构利于提高安装和检测的精度。
49.根据本发明的具体实施方式，光电子封装柔性并联平台静刚度的测试系统还包括变形量检测单元4，所述变形量检测单元4为激光干涉仪。更具体地，变形量检测单元4包括：激光头41、反光镜42、干涉镜43和固定转向镜44，激光头41设于检测平台3的靠近螺旋传动机构24的一侧，反光镜42设于光电子封装柔性并联平台1上，干涉镜43设于检测平台3上且位于激光头41和反光镜42之间，固定转向镜44设于反光镜42上方。具体实施时，固定转向镜44固定于转向镜支座45上，转向镜支座45整体为龙门框架状，转向镜支座45固定于检测平台3上，干涉镜43固定于干涉镜支座46上，干涉镜支座46固定于检测平台3上，干涉镜43可沿干涉镜支座46的高度方向上下移动，以实现位置的调节。
50.固定转向镜44用于改变光路，反光镜42用于对光电子封装柔性并联平台1的位移
进行测定，通过激光干涉所反馈的信息读取位移量。使用激光干涉仪测量光电子封装柔性并联平台1的变形量，可以检测到纳米级的位移量，保证了测量精度。具体实施时，可采用市售的雷尼绍xl
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80激光干涉仪配以对应的支座，实现变形量检测，其检测方法为公知技术，这里不再赘述。
51.本发明一种光电子封装柔性并联平台静刚度的测试系统的使用过程如下：首先旋转摇把243，使柔索23在预紧力的作用下保持伸直状态，进而旋转摇把243加载，通过与光电子封装柔性并联平台1相连的连接销21传递加载力，实现加载位置的精确固定。加载量将显示在拉力计25的示数区，采用螺旋传动结构24逐渐旋转增加加载力，实现连续且稳定的加载，提高了加载的灵活性。通过激光干涉仪测量出光电子封装柔性并联平台1在竖直方向上产生的变形量，根据力与变形量的关系，计算得到该光电子封装柔性并联平台1在计算平面内的静刚度。使用激光干涉仪测量光电子封装柔性并联平台的变形量，可以检测到纳米级的位移量，保证了测量精度。
52.需要说明的是，本发明一种光电子封装柔性并联平台静刚度的测试系统用于对光电子封装柔性并联平台1进行静刚度测试，本发明一种光电子封装柔性并联平台静刚度的测试系统不包括光电子封装柔性并联平台1。
53.本发明与现有技术对比，本发明光电子封装柔性并联平台静刚度的测试系统的有益效果主要包括：通过绕在滑轮上的柔索传递载荷，改变了加载的方向，通过与光电子封装柔性并联平台相连的连接销传递加载力，实现加载位置的精确固定。解决了现有技术中因空间位置限制而导致加载位置不能精确固定的问题。采用螺旋传动结构逐渐旋转增加加载力，实现连续且稳定的加载，解决了现有技术中无法实现载荷连续进给的问题，提高了加载的灵活性。使用激光干涉仪测量光电子封装柔性并联平台的变形量，可以检测到纳米级的位移量，保证了测量精度。
54.虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。