一种用于OCT测量的自动调节参考臂的制作方法

一种用于oct测量的自动调节参考臂
技术领域
1.本发明属于oct测量技术领域，更具体地，涉及一种用于oct测量的自动调节参考臂。


背景技术：

2.随着激光焊接技术在航空航天、船舶、汽车等领域广泛应用，焊缝熔深检测在自动化激光焊接中显得尤为重要，对提高焊接质量，促进生产具有积极作用。目前，oct测量(光学相干断层扫描,optical coherence tomography,是一种新的光学诊断技术)已拓展到激光焊接熔深检测中(oct测量过程中参考臂和样品臂光程长度一致且会发生干涉，经过处理转化为相对应的电信号)，以不接触、无损伤、成像清晰等优点，对焊缝熔深以及物理状态进行实时监测，能高效找到较优焊接参数。
3.然而，oct测量中参考臂对应的光程长度通常是固定的，使得样品臂的光程长度固定，导致oct测量范围也就相对固定。


技术实现要素：

4.针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种用于oct测量的自动调节参考臂，其目的在于可以自动调节参考臂的光程长度，从而增大oct的测量范围。
5.本发明提供了一种用于oct测量的自动调节参考臂，所述自动调节参考臂包括支撑组件、驱动组件和调节组件；
6.所述支撑组件包括底座、两个滑块和调节块，两个滑块和所述调节块均可滑动地布置在所述底座上，且两个所述滑块滑动方向同轴，所述调节块位于两个所述滑块之间，且所述调节块的滑动方向垂直于各所述滑块的滑动方向；
7.所述驱动组件包括驱动件和两个铰接杆，所述驱动件的输出轴和所述调节块传动连接，以驱动所述调节块滑动，各所述铰接杆的两端分别铰接所述调节块和一个所述滑块；
8.所述调节组件包括光源准直器、光源接收器和多个反射镜，所述光源准直器和所述光源接收器间隔布置在所述底座上，且所述光源准直器和所述光源接收器均沿平行于所述滑块的滑动方向布置，多个所述反射镜分别布置在两个所述滑块上，且各所述反射镜与相对应的所述滑块的滑动方向的夹角为45
°
，相邻的两个所述反射镜相互垂直，所述调节组件被配置为，通过所述光源准直器的光束依次经过各所述滑块上的所述反射镜往复反射后进入所述光源接收器。
9.可选地，所述底座上具有两个间隔布置的导轨，两个所述导轨同轴布置，所述调节块位于两个所述导轨之间，两个所述导轨和两个所述滑块一一对应，各所述滑块可滑动地布置在相对应的所述导轨上。
10.可选地，所述底座上具有导槽，所述导槽沿垂直于所述导轨的方向延伸，且所述调节块可滑动地布置在所述导槽中。
11.可选地，所述自动调节参考臂还包括光栅尺位移传感器，所述光栅尺位移传感器
包括光栅尺和两个扫码探头，所述光栅尺位于所述底座上，且沿所述滑块的滑动方向延伸，两个所述扫码探头分别位于两个所述滑块上，且各所述扫码探头位于所述光栅尺上方。
12.可选地，各所述滑块上分别设置有测距传感器，两个所述测距传感器相对布置，以监测两个所述滑块的间距。
13.可选地，所述底座上具有两个位置传感器，两个所述位置传感器间隔布置，且位于一个所述滑块的两侧，以监测一个所述滑块滑动的两个极限运动位置。
14.可选地，所述调节组件还包括输入光纤，所述输入光纤和所述光源准直器连接。
15.可选地，所述调节组件还包括输出光纤，所述输出光纤和所述光源接收器连接。
16.本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
17.对于本发明实施例提供的一种用于oct测量的自动调节参考臂，当需要增大光程长度时，启动驱动件，通过驱动件的输出轴驱动调节块向下滑动，从而带动两个铰接杆下移。铰接杆下移的过程中则会转动，从而推动两个滑块向底座的两端滑动，从而自动增大两个滑块的间距。在此基础上，oct测量时，光束通过光源准直器变成平行的光束。然后，光束在两个滑块上的各反射镜多次往复反射，并最终进入光源接收器，从而使得光程长度以倍数的方式增长，进而可以自动调节参考臂的光程长度，也就可以最终增大oct的测量范围。
18.同理，当需要减小光程长度时，启动驱动件，通过驱动件的输出轴驱动调节块向上滑动，从而带动两个铰接杆上移。铰接杆下移的过程中则会转动，从而推动两个滑块相互靠近，从而自动减小两个滑块的间距。在此基础上，oct测量时，光束通过光源准直器变成平行的光束。然后，光束在两个滑块上的各反射镜多次往复反射，并最终进入光源接收器，从而使得光程长度以倍数的方式减小，进而同样可以自动调节参考臂的光程长度，也就可以最终增大oct的测量范围。
19.也就是说，本发明实施例提供的一种用于oct测量的自动调节参考臂，可以自动调节参考臂的光程长度，从而增大oct的测量范围。
附图说明
20.图1是本发明实施例提供的一种用于oct测量的自动调节参考臂的侧视图；
21.图2是本发明实施例提供的一种用于oct测量的自动调节参考臂的第一状态示意图；
22.图3是本发明实施例提供的一种用于oct测量的自动调节参考臂的第二状态示意图；
23.图4是本发明实施例提供的另一种用于oct测量的自动调节参考臂的结构示意图。
24.图中各符号表示含义如下：
25.1、支撑组件；11、底座；111、导轨；112、导槽；113、位置传感器；114、立板；12、滑块；13、调节块；2、驱动组件；21、驱动件；22、铰接杆；3、调节组件；31、光源准直器；32、光源接收器；33、反射镜；34、输入光纤；35、输出光纤；4、光栅尺位移传感器；41、光栅尺；42、扫码探头。
具体实施方式
26.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对
本发明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仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
27.图1是本发明实施例提供的一种用于oct测量的自动调节参考臂的侧视图，图2是本发明实施例提供的一种用于oct测量的自动调节参考臂的第一状态示意图，结合图1和图2所示，该自动调节参考臂包括支撑组件1、驱动组件2和调节组件3。
28.支撑组件1包括底座11、两个滑块12和调节块13，两个滑块12和调节块13均可滑动地布置在底座11上，且两个滑块12滑动方向同轴，调节块13位于两个滑块12之间，且调节块13的滑动方向垂直于各滑块12的滑动方向。
29.驱动组件2包括驱动件21和两个铰接杆22，驱动件21的输出轴和调节块13传动连接，以驱动调节块13滑动，各铰接杆22的两端分别铰接调节块13和一个滑块12。
30.调节组件3包括光源准直器31、光源接收器32和多个反射镜33，光源准直器31和光源接收器32间隔布置在底座11上，且光源准直器31和光源接收器32均沿平行于滑块12的滑动方向布置，多个反射镜33分别布置在两个滑块12上，且各反射镜33与相对应的滑块12的滑动方向的夹角为45
°
，相邻的两个反射镜33相互垂直，调节组件3被配置为，通过光源准直器31的光束依次经过各滑块12上的反射镜33往复反射后进入光源接收器32。
31.对于本发明实施例提供的一种用于oct测量的自动调节参考臂，当需要增大光程长度时，启动驱动件21，通过驱动件21的输出轴驱动调节块13向下滑动，从而带动两个铰接杆22下移。铰接杆22下移的过程中则会转动，从而推动两个滑块12向底座11的两端滑动，从而自动增大两个滑块12的间距(见图3)。在此基础上，oct测量时，光束通过光源准直器31变成平行的光束。然后，光束在两个滑块12上的各反射镜33多次往复反射，并最终进入光源接收器32，从而使得光程长度以倍数的方式增长，进而可以自动调节参考臂的光程长度，也就可以最终增大oct的测量范围。
32.同理，当需要减小光程长度时，启动驱动件21，通过驱动件21的输出轴驱动调节块13向上滑动，从而带动两个铰接杆22上移。铰接杆22下移的过程中则会转动，从而推动两个滑块12相互靠近，从而自动减小两个滑块12的间距。在此基础上，oct测量时，光束通过光源准直器31变成平行的光束。然后，光束在两个滑块12上的各反射镜33多次往复反射，并最终进入光源接收器32，从而使得光程长度以倍数的方式减小，进而同样可以自动调节参考臂的光程长度，也就可以最终增大oct的测量范围。
33.也就是说，本发明实施例提供的一种用于oct测量的自动调节参考臂，可以自动调节参考臂的光程长度，从而增大oct的测量范围。
34.示例性地，底座11的一侧设置有立板114，光源准直器31和光源接收器32插装在立板114中，且贯穿立板114。
35.在图2中，左侧滑块12上的反射镜33数量(4个)为右侧滑块12上的反射镜33数量(2个)的2倍，此时，光源准直器31和光源接收器32位于底座11的同一侧。
36.图4是本发明实施例提供的另一种用于oct测量的自动调节参考臂的结构示意图，如图4所示，左侧滑块12上的反射镜33数量(2个)还可以等于右侧滑块12上的反射镜33数量(2个)，此时，光源准直器31和光源接收器32位于底座11的两侧。
37.容易理解的是，各滑块12上的反射镜33的数量均为偶数，从而使得滑块12在滑动
过程中，反射光依然能保持水平，进而同样能被光源接收器32回收。另外，各滑块12上的反射镜33的数量根据调节范围而定，本发明对此不作限制。
38.再次参见图2，底座11上具有两个间隔布置的导轨111，两个导轨111同轴布置，调节块13位于两个导轨111之间，两个导轨111和两个滑块12一一对应，各滑块12可滑动地布置在相对应的导轨111上。
39.在上述实施方式中，导轨111对两个滑块12的滑动起到导向的作用。
40.示例性地，底座11上具有导槽112，导槽112沿垂直于导轨111的方向延伸，且调节块13可滑动地布置在导槽112中，从而通过导槽112实现对调节块13滑动的导向。
41.在本发明的一种实现方式中，自动调节参考臂还包括光栅尺位移传感器4，光栅尺位移传感器4包括光栅尺41和两个扫码探头42，光栅尺41位于底座11上，且沿滑块12的滑动方向延伸，两个扫码探头42分别位于两个滑块12上，且各扫码探头42位于光栅尺41上方。
42.在上述实施方式中，通过两个扫码探头42能够精准识别两个滑块12相对于光栅尺41的位置，从而精确确定出两个滑块12的间距，进而也就可以精确确定出参考臂的光程长度。
43.在本发明的另一种方式中，各滑块12上分别设置有测距传感器(图未示)，两个测距传感器相对布置，以监测两个滑块12的间距，从而同样可以通过两个测距传感器确定出两个滑块12的间距，进而确定出参考臂的光程长度。
44.示例性地，一个测距传感器可以作为光发射器，另一个测距传感器可以作为光接收器，从而通过时间差求算出两个滑块12的间距。
45.需要说明的是，本发明还可以通过其他方式测量两个滑块12之间的间距，本发明对此不作限制。
46.继续参见图2，底座11上具有两个位置传感器113，两个位置传感器113间隔布置，且位于一个滑块12的两侧，以监测一个滑块12滑动的两个极限运动位置。
47.在上述实施方式中，两个位置传感器113可以分别监测滑块12在导轨111最左端及最右端的极限运动位置，避免滑块12脱离导轨111。
48.示例性地，另一个滑块12的两侧同样可以设置两个位置传感器113，来监测另一个滑块12滑动的两个极限运动位置。
49.在本实施例中，调节组件3还包括输入光纤34，输入光纤34和光源准直器31连接，从而可以通过输入光纤34直接向光源准直器31输入光束。
50.同理，调节组件3还包括输出光纤35，输出光纤35和光源接收器32连接。
51.另外，驱动件21可以为气缸、电动推杆或其它驱动机构，本发明对此不作限制。
52.本发明提供的自动调节参考臂具有如下优点：
53.1、本发明一种自动调节参考臂，在有限的光束传输空间里，将光束经过多次有规律的反射后汇聚到光源接收器32中，缩短了滑块12移动的行程，较大程度提高了光束传输过程中对装置空间的利用率。
54.2、本发明一种自动调节参考臂，在调节光程过程中，通过两个滑块12上的反射镜33相对移动，光束传输距离发生成倍数的变化，极大的增加了oct测量深度，由原来的1-3mm测量深度现在可测量5-15mm深度。
55.3、本发明一种自动调节参考臂，在调节光程过程中，通过驱动组件2同时驱动两个
滑块12上的反射镜33快速移动，极大的增加调节过程中调节速度，从而可以提高oct测量效率。
56.4、本发明一种自动调节参考臂，设有光栅尺位移传感器4，实时反馈两个滑块12高精度位置，提高了光程变化的精度，进一步提高测量精度。
57.5、本发明一种自动调节参考臂，可以通过光纤快插接头实现光束的输入输出，可以作为oct测量装置中的1个结构化的模组，方便调整维护。
58.本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。