专利名称：一种触针式轮廓仪传感器静态及动态特性的检定装置的制作方法
技术领域：
本发明属于测量装置检定技术领域，更具体地，涉及一种触针式轮廓仪传感器静态及动态特性的检定装置。
背景技术：
目前，高端表面形貌的检测需要达到几个mm范围、纳米级分辨率的水平。触针式传感器处于触针式轮廓仪的输入端，是整个轮廓仪系统的首要环节，其性能直接影响仪器系统精度特性。为了适应高端表面形貌的检测要求，触针式轮廓仪传感器的动、静态特性要求也越来越高。根据触针式表面粗糙度测量仪校准规范，校检项目中对于触针式轮廓仪传感器的 校检存在三点不足之处。第一，校检项目中，对触针式轮廓仪传感器静态特性检定，采用刻线样板，其检定范围小。第二，静态检定时，采用粗糙度参数如Ra (Ra指轮廓算术平均偏差)的示值误差作为误差评定，数据处理时本身采用了平均效应，缺乏对触针式轮廓仪传感器全范围多个单点测量的误差评定。第三，整个校检项目不足以检测传感器的动态性能，即跟随表面形貌快速变化的性能。触针式表面粗糙度测量仪的动态测量校准设备，采用的是多刻线粗糙度标准样板。多刻线粗糙度标准样板具有高的精度，但是多刻线粗糙度样板的表面形貌单一，与实际待检测表面形貌差别大，在校检的过程中不能完全反应触针式轮廓仪传感器在测量实际的表面形貌时的跟随性能。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种触针式轮廓仪传感器静态及动态特性的检定装置，旨在解决现有技术中对触针式轮廓仪传感器检定采用刻线样板，其检定范围小、动态检定时跟随性能检定不充分且缺乏对触针式轮廓仪传感器全范围多个单点误差评定的问题。本发明实施例提供了一种触针式轮廓仪传感器静态及动态特性的检定装置，包括静态位移发生装置、镶嵌在所述静态位移发生装置上的动态位移发生装置以及用于将静态位移发生装置和动态位移发生装置的位移变化信号转化为光学信号的位移测量装置；所述静态位移发生装置包括底座、右轴承座、左轴承座、滚珠丝杠、斜块、X向直线导轨滑块、第一直线导轨、第二直线导轨、Z向工作台和Z向支撑架；斜块固定在X向直线导轨滑块上，X向直线导轨滑块安装在第一直线导轨上，第一直线导轨与底座固定连接；滚珠丝杠从斜块的中心穿过且两端分别固定在右轴承座和左轴承座上；第二直线导轨固定在斜块的斜面上；Z向工作台与Z向支撑架连接,Z向支撑架与底座连接；z向工作台与第二直线导轨之间通过滑动摩擦将第二直线导轨的X向移动转化为Z向工作台的Z向运动。更进一步地，滚珠丝杠包括螺杆、螺母和滚珠，螺杆的一端与外部的电机连接，另一端从斜块的中心穿过后固定在左轴承座上，螺母通过柔性铰链与斜块固定连接。更进一步地，所述斜块包括斜面、位于斜面中心位置的下方的前、后两个L型侧壁以及连接所述两个L型侧壁的后壁；斜面上具有用于与第二直线导轨固定连接的螺纹孔；后壁上具有N个通孔，一个通孔位于后壁的中心位置且用于使所述螺杆穿过；另N-I个通孔围绕所述一个通孔对称布置且用于与柔性铰链固定连接；所述N为大于等于5的奇数；前、后两个L型侧壁的下端伸出斜面宽度部分分别具有一个通孔，两个通孔位于L型侧壁左右方向的中心位置且与斜块的前后方向上对称布置。更进一步地，所述斜块的斜面的倾斜度为I : 3 I : 50。更进一步地，所述z向工作台包括位于中心的柔性部分和外围的刚性部分；所述刚性部分与所述柔性部分通过柔性铰链连接；所述刚性部分具有两个中心对称的长方形凸台；所述长方形凸台的外侧与z向工作台的背面垂直。更进一步地，所述动态位移发生装置包括压电陶瓷，压电陶瓷镶在z向工作台中，压电陶瓷的下端面与Z向工作台的刚性部分胶接，压电陶瓷的上端面与Z向工作台的柔性部分的下端面胶接。 更进一步地，所述位移测量装置包括光路支撑板，位于光路支撑板两侧的第一反射镜和第二反射镜，衍射光栅、位于衍射光栅的两路衍射光光路上的第三反射镜和第四反射镜，棱镜安装座，依次与棱镜安装座固定的1/4波片、第一分光棱镜和第二分光棱镜，分别安装在第一分光棱镜两侧的1/4波片和第三分光棱镜，以及分别位于四路出射光位置的光电接收器；所述第三反射镜与L型支撑座粘接，所述第四反射镜与可调整支撑座粘接，所述第三分光棱镜旋转45°角。本发明提供检定装置可实现高端表面形貌轮廓仪的触针式传感器进行静、动态检测；填补了国内在触针式轮廓仪传感器动态跟随性能检定上的空白，同时大大增加了检定的范围。该检定装置的测量值可直接溯源到长度基准，具有检定精度高、检测速度快、结构简单、成本低等特点。可以检定装置用于高精度的触针式轮廓仪传感器检验，静态检定范围达10mm，垂直分辨率达5nm，位置精度达5nm，动态检定频率小于等于200Hz，动态检定幅值达 8 μ m0
图I为本发明实施例提供的触针式轮廓仪传感器静态及动态特性的检定装置的原理框图；图2为本发明实施例提供的触针式轮廓仪传感器静态及动态特性的检定装置的结构示意图；图3为本发明实施例提供的触针式轮廓仪传感器静态及动态特性的检定装置中静态位移发生装置的结构示意图；图4为本发明实施例提供的静态位移发生装置中斜块的立体结构图；图5为本发明实施例提供的静态位移发生装置中z向工作台的局部示意图；图6(a)为本发明实施例提供的静态位移发生装置中z向工作台的主视图；图6(b)为本发明实施例提供的静态位移发生装置中z向工作台的俯视图；图7(a)为本发明实施例提供的触针式轮廓仪传感器静态及动态特性的检定装置中位移测量装置的俯视图；图7(b)为本发明实施例提供的触针式轮廓仪传感器静态及动态特性的检定装置中位移测量装置的左视图8为本发明实施例提供的触针式轮廓仪传感器静态及动态特性的检定装置中位移测量装置的光路原理图。
具体实施例方式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。本发明实施例具体涉及触针式轮廓仪传感器的静、动态特性的检定，尤其涉及高端表面形貌检测的触针式轮廓仪传感器的静、动态特性检测；图I示出了本发明实施例提供的检定装置的结构，该检定装置包括静态位移发生装置110、动态位移发生装置120和位移测量装置130 ;静态位移发生装置110是整个系统支撑，动态位移发生装置120镶嵌在 静态位移发生装置110上，与静态发生装置共用z向工作台31，位移测量装置130的衍射光栅30安装在z向工作台31上，将静、动态位移发生装置的位移变化信号转化为光学信号。处于该检定装置可对高精度触针式轮廓仪传感器的静态位置检测精度、动态跟随性能进行检定。静态检定时，由X向步进电机2驱动静态位移发生装置110产生位移，此时动态位移发生装置120与静态位移发生装置110相对位置保持不变，位移测量装置130测量衍射光栅30的位移作为标准信号，与触针式轮廓仪传感器测量的衍色光栅30位移信号进行比对，实现静态检定。动态检定时，由动态位移发生装置120产生连续的位移曲线，位移测量装置130测量衍射光栅的位移曲线信号作为标准信号，与触针式轮廓仪传感器的测量衍色光栅的位移曲线信号进行比对，实现动态检定。触针式轮廓仪传感器静、动态特性检定装置工作原理静态特性检定时，由计算机发出静态驱动位移信号，通过静态位移发生装置驱动衍射光栅到达指定位置，位移测量装置测量出标准位移输出，比较触针式轮廓仪传感器的测量数值，得出检定结果；动态特性检定时，由计算机发出动态驱动位移信号，通过动态位移发生装置驱动衍射光栅运动，位移测量装置测量出标准的位移输出，比较触针式轮廓仪传感器的测量数值，得出检定结果。本发明公开的触针式轮廓仪传感器静、动态特性的检定装置由静态位移发生装置、动态位移发生装置、位移测量装置及光电接收器组成。位移发生装置产生的静、动态位移由位移测量装置测量，作为标准位移输出。检定时，位移发生装置发生标准的静、动态位移，并分别由待检触针式轮廓仪传感器感测，传感器感测结果与标准位移输出对比，得出传感器静、动态特性的检定结果。本发明的优点是结构简单、检定精度高、检定范围大、成本低等特点。静态检定范围O 10_、垂直分辨率可达5nm，位置精度达到5nm，动态检定频率范围小于等于200Hz,动态检定幅值达到8 μ m。在本发明实施例中，如图2、图3所示，静态位移发生装置110由底座I、电机支架2、电机3、弹性联轴器4、右轴承座垫块5、右轴承座6、滚珠丝杠7、滚珠丝杠螺母35、柔性铰链36、斜块37、直线导轨滑块38、第一直线导轨39、左轴承座40、左轴承座垫块41、第二直线导轨34、z向工作台31、交叉滚柱导轨42、z向支撑架33组成，滚珠丝杠7两端由左轴承座40和右轴承座6支撑，左轴承座40对齐底座I的左端面，通过左轴承座垫块41与底座I连接，右轴承座6通过右轴承座垫块5与底座I连接，滚珠丝杠7的右端与电机3的输出端通过弹性联轴器4相连接，电机支架2下端前侧与底座I上端固定连接，电机支架2右端与电机3固定连接，滚珠丝杠7与滚珠丝杠螺母35构成螺旋副，柔性铰链36两端面分别与斜块37以及滚珠丝杠螺母35固定。斜块37跨过滚珠丝杠7和柔性铰链36固定于直线导轨滑块38上，直线导轨滑块38与第一直线导轨39构成滚动副，第一直线导轨39与底座I固定连接，直线导轨34与z向工作台31之间构成直线滑动副，直线导轨34与斜块37固定连接，z向工作台31与z向支撑架33之间通过交叉滚珠导轨42连接，z向支撑架33与底座I固定连接。在本发明实施例中，滚珠丝杠7从柔性铰链36与斜块的中心穿过，充分利用空间，减少了整个结构的尺寸。滚珠丝杠螺母35通过柔性铰链36来驱动斜块37做X向运动。斜块37固定在直线导轨滑块38上，直线导轨滑块38安装在第一直线导轨39上，第一直线导轨39通过螺钉与底座I相连。柔性铰链36使滚珠丝杠螺母35与斜块37之间的连接为柔性连接，可消除滚珠丝杠7变形引入的运动误差，提高传动的平稳性，同时柔性铰链36还能消除部分因工件加工引入的误差，便于整体结构的安装。此外，还能保证斜块37沿X向运动的直线度仅由直线导轨39与直线导轨滑块38之间的滚动副决定，从而提高斜块37的 运动精度及运动平稳性。利用滚珠丝杠的大范围驱动达到整个静态位移发生装置的大范围要求，通过选用小导程的滚珠丝杠，可以提高静态位移发生装置的驱动分辨率。第二直线导轨34固定在斜块37上，利用第二直线导轨34的高性能表面进行高精度的导向，减少了斜块的加工工序，同时提高从X到z方向运动换向过程中的响应速度与稳定性。斜块的倾斜度，不仅起到换向作用，还对驱动信号进行了机械结构的细分，将X向运动细分为z向的运动，提高驱动的分辨率。z向工作台31与第二直线导轨34之间通过滑动摩擦副，将导轨的X向移动转化为z向工作台31的z向运动。z向支撑架33与底座I通过螺钉连接。交叉滚柱导轨42将z向支撑架33与z向工作台31连接,对z向工作台31起导向作用,确保z向工作台31的工作范围与运动精度。静态位移发生装置110采用滚珠丝杠驱动实现X向工作台的大范围进给，依靠直线导轨的导向作用来维持X运动的直线度与运动平稳性。斜块上直线导轨与Z向工作台31之间的直线副将X向运动转化为z向运动，直线导轨的高平面度来保证换向的平稳性与运动的可控性。同时，由步进电机的电子细分与斜块的机械结构细分实现z方向的高驱动分辨率。解决了传统检测手段检定范围小的问题，实现了静态检测大范围与高驱动分辨率的驱动方式。动态位移发生装置通过压电陶瓷驱动衍射光栅运动，整个动态位移发生装置结构简单，驱动可靠。利用压电陶瓷的驱动曲线与驱动电压曲线相似的特点，可以产生多变的可控位移驱动，从而使触针式轮廓仪传感器在检测过程中与实际测量过程中的工况更加接近，更好的反应检定触针式轮廓仪传感器在实际测量状态的动态特性。驱动位移测量装置基于光栅衍射位移测量原理实现，光栅信号设计成相位差相差90°的四路信号，提高光电信号的相位精度和电子学倍频能力，提高了整个检测系统的精度与可靠性。在本发明实施例中，滚珠丝杠7由螺杆71、螺母35和滚珠73组成；螺杆71从柔性铰链与斜块的中心穿过，充分利用空间，减少了整个结构的尺寸。滚珠丝杠螺母35通过柔性铰链36来驱动斜块37做X向运动。斜块37固定在直线导轨滑块38上，直线导轨滑块38安装在第一直线导轨39上，直线导轨39通过螺钉与底座I相连。柔性铰链36使滚珠丝杠螺母35与斜块37之间的连接为柔性连接，可消除滚珠丝杠7变形引入的运动误差，提高传动的平稳性，同时柔性铰链36还能消除部分因工件加工引入的误差，便于整体结构的安装。此外，还能保证斜块37沿X向运动的直线度仅由直线导轨39与直线导轨滑块38之间的滚动副决定，从而提高斜块37的运动精度及运动平稳性。利用滚珠丝杠的大范围驱动达到整个静态位移发生装置的大范围要求，通过选用小导程的滚珠丝杠，可以提高静态位移发生装置的驱动分辨率。在本发明实施例中，静态位移发生装置110工作过程为计算机发出位移信号，步进电机旋转带动滚珠丝杠旋转，在螺旋副的作用下，滚珠丝杠螺母产生X方向的移动。斜块由柔性铰链连接滚珠丝杠螺母，在滚珠丝杠螺母的驱动下，由斜块下方的直线导轨进行导向，进行X方向的运动。斜块上方固定一个直线导轨，导轨上表面与固定的圆柱构成直线畐O。从而，实现Z向工作台31沿着交叉滚珠导轨42在Z方向上的运动。利用滚珠丝杠的大范围行程，达到静态位移发生装置的大范围驱动要求。同时选用小导程的滚珠丝杠、对步进电机的驱动细分以及斜块的机械结构细分，使整个静态位移发生装置满足大范围与高驱动分辨率的要求。整个测量都可全范围、单点进行，因此可以对触针式轮廓仪传感器的全范围多点测量精度进行评定，解决了传统检测只能在粗糙度范围内的示值误差评定的不足。如图4所示，斜块37的斜面倾斜度为斜面倾斜的程度，用正切值计量其大�。恍笨� 37的斜面倾斜度的范围为I : 3 I : 50;当倾斜度小于I : 3时，虽然静态驱动的范围更大，但斜块起到的机械结构细分作用有限，从而静态驱动过程中的静态驱动分辨率低，达不到要求的高分辨率要求。倾斜度大于I : 50时，细分效果更加明显，然而机械加工的难度增大，而且会降低整个静态驱动的工作范围，不能满足静态驱动大范围的要求。斜块37的顶面是斜面A，倾斜度在斜度范围中选取。斜面上加工了 2个螺纹孔，用于直线导轨的安装。斜面中心位置的下方由前L型侧壁B、后L型侧壁D及连接L型的后壁C组成。后壁C上有I大4小的五个通孔。大孔位于后壁C的中心位置，4个小孔围绕大孔布置且关于大孔左右、上下两两对称。组装时丝杠从大孔中心穿过，四个小孔用于与柔性铰链36的固定连接。从上往下看，前后L型侧壁B、C的下端伸出斜面宽度部分分别加工一个通孔。两个通孔的位置关于斜块的前后方向上对称，且位于L型侧壁左右方向的中心位置。如图5、6(a)、6(b)所示，Z向工作台31由外围的刚性部分和中心的柔性部分组成；刚性部分与柔性部分之间通过如图6(a)所示的柔性铰链结构连接。其中柔性部分相对于刚性部分可以产生相对的位移，其原理是通过薄的钢板发生弹性变形，并通过悬臂梁式结构对弹性变形进行放大。从图6(b)中可知，z向工作台31有两个突出的长方形凸台，凸台相对于中心对称。凸台的外侧与z向工作台31的背面垂直。第二直线导轨34固定在斜块37上，利用直线导轨34的高性能表面进行高精度的导向，减少了斜块的加工工序，同时提高从X到Z方向运动换向过程中的响应速度与稳定性。斜块的倾斜度，不仅起到换向作用，还对驱动信号进行了机械结构的细分，将X向运动细分为z向的运动，提高驱动的分辨率。z向工作台31与直线导轨34之间通过滑动摩擦畐0，将导轨的X向移动转化为z向工作台31的z向运动。z向支撑架33与底座I通过螺钉连接。交叉滚柱导轨42将z向支撑架33与z向工作台31连接，对z向工作台31起导向作用，确保z向工作台31的工作范围与运动精度。电机3通过电机支架2与底座I相连，由螺钉完成电机的固定。弹性联轴器4将电机3与滚珠丝杠7连接，将电机3的转动转化为滚珠丝杠7的转动，滚珠丝杠7由左轴承座40和右轴承座6进行支撑。左轴承座垫块41和右轴承座垫块5分别调整左、右轴承座中心轴线与底座的距离，使滚珠丝杠7与电机3的中心轴线重合，保证转动过程的运动精度。衍射光栅30安装在z向工作台31上，其位移与z向工作台31相同，衍射光栅30的上端面提供触针式轮廓仪传感器的输入信号，衍射光栅的位移信号由位移测量系统测量获取。在本发明实施例中，触针式轮廓仪传感器的动态位移发生装置120由压电陶瓷32,z向工作台31、z向支撑架33等构成。如图4所示，压电陶瓷32镶在z向工作台31中，下端面与z向工作台31的刚性结构处胶接，上端面与z向工作台31的柔性部分的下端面胶接，z向工作台31、交叉滚柱导轨42、z向支撑架33及底座I的连接与静态检定装置相同。动态位移发生装置120工作过程为根据动态驱动曲线(正旋波曲线、三角波曲 线、方波曲线等)，由计算机发出相应的驱动指令，PZT驱动根据计算机信号驱动压电陶瓷32，使压电陶瓷32根据驱动曲线来进行上下伸缩运动，通过z向工作台31的柔性部分连接衍射光栅30，从而驱动衍射光栅30与柔性部分共同进行与驱动曲线相同的运动。动态测量过程中压电陶瓷32的位移曲线与驱动电压信号曲线类似，因此可以灵活的调整动态测量的驱动曲线，检定时与多刻线样板相比，更能反应出零件表面形貌复杂多变的特点，从而更全面、更可靠、更精确的检定触针式轮廓仪传感器的动态特性。如图7 (a)、7 (b)、图8所示，位移测量装置130的结构为激光器44置于光路支撑板11后侧，第一反射镜45、第二反射镜27分别安装在光路支撑板11两侧，衍射光栅30下端与z向工作台31的柔性部分上端连接，第三反射镜10、第四反射镜24分别置于两路衍射光光路上，第三反射镜10与L型支撑座9粘接，第四反射镜24与可调整支撑座23粘接，1/4波片22、第一分光棱镜14、第二分光棱镜15依次与棱镜安装座12固定，1/4波片25、第三分光棱镜21分别安装于第一分光棱镜14的两侧,其中第三分光棱镜21旋转45° ;光电接收器13、17、19、20分别安装于四路出射光位置。激光器44由V型夹块43固定于光路底座11上。内套筒28置于外套筒26内部，外套筒26由螺钉29固定在光路底座11上。第一反射镜45与第二反射镜27分别安装在外套筒26与内套筒28的端面上，两反射镜的镜面与套筒的中心轴线呈45°。通过两面反射镜将激光器44发出的激光光路底座11背面移到正面，完成水平面的平移。第三反射镜10粘接在L型支撑座9上，改变-I级衍射光的传播方向。1/4波片25调整-I级衍射光的偏振光的偏振方向。第四反射镜24粘接在可调整支撑座23上，通过调整23使第四反射镜的角度发生微小改变，从而使+1级衍射光与-I级衍射光在分光棱镜处无光程差的相交。1/4波片22起调相作用，使+1级衍射光与-I级衍射光的到达第一分光棱镜14的相位一致。1/4波片25、22通过螺钉固定在棱镜安装座12上，棱镜安装座固定于光路底座11上。第二分光棱镜15与第一分光棱镜14平行放置,从第一分光棱镜发出的光路经第二分光棱镜15分光面后分成两路发出。第三分光棱镜21的安装与第一分光棱镜14成45°角，从第一分光棱镜发出的另一路光经第三分光棱镜21后分成两路发出。光电接收器13、16由L型夹板17夹靠在第二分光棱镜的两出射光平面上，光电接收器19、20由L型夹板18夹靠在第三分光棱镜的两出射光平面上，分别接收四路光信号。位移测量装置130的工作原理为从半导体激光器44发出的光，经反射镜45、27照射到衍射光栅上，光衍射后分成两路。一路沿反射镜10照射到1/4波片25，进行相位调制。另一路沿反射镜24照射到1/4波片25，进行相位调制。由相互垂直的线偏振光变为旋向相反的两圆偏振光，两路光经相位调制后到达分光棱镜14处，经分光棱镜15、21后变成四路位相依次相差90°的干涉信号。四路信号的分离，提高了整个检测的精度和可靠性。四路信号(a、b、c、d)两两进行差动放大，输入后续的处理电路，即可得到光栅移动的位移信息。本发明提供检定装置可实现高端表面形貌轮廓仪的触针式传感器进行静、动态检测；填补了国内在触针式轮廓仪传感器动态跟随性能检定上的空白，同时大大增加了检定的范围。该检定装置的测量值可直接溯源到长度基准，具有检定精度高、检测速度快、结构简单、成本低等特点。可以检定装置用于高精度的触针式轮廓仪传感器检验，静态检定范围达10mm，垂直分辨率达5nm，位置精度达5nm，动态检定频率小于等于200Hz，动态检定幅值达 8 μ m0
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。
权利要求
1.一种触针式轮廓仪传感器静态及动态特性的检定装置，其特征在于，包括静态位移发生装置、镶嵌在所述静态位移发生装置上的动态位移发生装置以及用于将静态位移发生装置和动态位移发生装置的位移变化信号转化为光学信号的位移测量装置； 所述静态位移发生装置(110)包括底座(I)、右轴承座￠)、左轴承座(40)、滚珠丝杠(7)、斜块(37)、x向直线导轨滑块(38)、第一直线导轨(39)、第二直线导轨(34)、z向工作台(31)和z向支撑架(33)； 斜块(37)固定在X向直线导轨滑块(38)上，X向直线导轨滑块(38)安装在第一直线导轨(39)上，第一直线导轨(39)与底座(I)固定连接；滚珠丝杠(7)从斜块(37)的中心穿过且两端分别固定在右轴承座(6)和左轴承座(40)上；第二直线导轨(34)固定在斜块(37)的斜面上；z向工作台(31)与z向支撑架(33)连接，z向支撑架(33)与底座(I)连接；z向工作台(31)与第二直线导轨(34)之间通过滑动摩擦将第二直线导轨的X向移动转化为z向工作台(31)的z向运动。
2.如权利要求I所述的检定装置，其特征在于，滚珠丝杠包括螺杆(71)、螺母(35)和滚珠(73)，螺杆(71)的一端与外部的电机连接，另一端从斜块(37)的中心穿过后固定在左轴承座(40)上，螺母(35)通过柔性铰链(36)与斜块(37)固定连接。
3.如权利要求2所述的检定装置，其特征在于，所述斜块(37)包括斜面、位于斜面中心位置的下方的前、后两个L型侧壁以及连接所述两个L型侧壁的后壁； 斜面上具有用于与第二直线导轨(34)固定连接的螺纹孔；后壁上具有N个通孔，一个通孔位于后壁的中心位置且用于使所述螺杆(71)穿过；另N-I个通孔围绕所述一个通孔对称布置且用于与柔性铰链(36)固定连接；所述N为大于等于5的奇数； 前、后两个L型侧壁的下端伸出斜面宽度部分分别具有一个通孔，两个通孔位于L型侧壁左右方向的中心位置且与斜块的前后方向上对称布置。
4.如权利要求2所述的检定装置，其特征在于，所述斜块的斜面的倾斜度为I: 3 I 50。
5.如权利要求I所述的检定装置，其特征在于，所述z向工作台(31)包括位于中心的柔性部分和外围的刚性部分；所述刚性部分与所述柔性部分通过柔性铰链连接；所述刚性部分具有两个中心对称的长方形凸台；所述长方形凸台的外侧与z向工作台(31)的背面垂直。
6.如权利要求5所述的检定装置，其特征在于，所述动态位移发生装置(120)包括压电陶瓷(32)，压电陶瓷(32)镶在z向工作台(31)中，压电陶瓷(32)的下端面与z向工作台(31)的刚性部分胶接，压电陶瓷(32)的上端面与z向工作台(31)的柔性部分的下端面胶接。
7.如权利要求5所述的检定装置，其特征在于，所述位移测量装置(130)包括光路支撑板(11)，位于光路支撑板(11)两侧的第一反射镜(45)和第二反射镜(27),衍射光栅(30)、位于衍射光栅(30)的两路衍射光光路上的第三反射镜(10)和第四反射镜(24)，棱镜安装座(12)，依次与棱镜安装座(12)固定的1/4波片(22)、第一分光棱镜(14)和第二分光棱镜(15),分别安装在第一分光棱镜(14)两侧的1/4波片(25)和第三分光棱镜(21),以及分别位于四路出射光位置的光电接收器(13)、(17)、(19)、(20);所述第三反射镜(10)与L型支撑座(9)粘接，所述第四反射镜(24)与可调整支撑座(23)粘接，所述第三分光棱镜(21)旋转45°角 。
全文摘要
本发明公开了一种触针式轮廓仪传感器静态及动态特性的检定装置，检定装置包括静态位移发生装置、动态位移发生装置及位移测量装置；静态位移发生装置包括底座、右轴承座、左轴承座、滚珠丝杠、斜块、x向直线导轨滑块、第一直线导轨、第二直线导轨、z向工作台和z向支撑架；斜块固定在x向直线导轨滑块上，滑块安装在第一直线导轨上，第一直线导轨与底座固定连接；滚珠丝杠从斜块的中心穿过且两端分别固定在右轴承座和左轴承座上；第二直线导轨固定在斜块的斜面上；z向工作台与z向支撑架连接，z向支撑架与底座连接；z向工作台与第二直线导轨通过滑动摩擦将x向移动转化为z向运动。本发明具有检定精度高、检定范围大、检测速度快、结构简单、成本低的特点。
文档编号G01B21/30GK102967289SQ20121042866
公开日2013年3月13日 申请日期2012年11月1日 优先权日2012年11月1日
发明者虢磊, 刘晓军, 卢文龙 申请人:华中科技大学
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