一種三坐標四自由度衍射光強測量平臺的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種實驗儀器，尤其涉及一種三坐標四自由度衍射光強測量平臺，它是物理學中經(jīng)光柵衍射及三棱鏡衍射后的衍射光強測量儀器，可以應(yīng)用于教學演示及實驗研究中。
【背景技術(shù)】
[0002]光的衍射現(xiàn)象是光學中的一種基本現(xiàn)象，光的衍射現(xiàn)象十分重要且應(yīng)用十分廣泛，在日常生活和科學研究中占有舉足輕重的地位。光的衍射現(xiàn)象可應(yīng)用于光譜分析及結(jié)構(gòu)分析中，利用其對精細結(jié)構(gòu)相當敏感的“放大”作用，可通過圖樣進行結(jié)構(gòu)分析，例如X射線結(jié)構(gòu)學，衍射成像光譜分析及通過在相干光成像系統(tǒng)中，引入兩次衍射成像概念，而由此發(fā)展成為空間濾波技術(shù)和光學信息處理。因此使學生深刻理解光的衍射原理及熟練掌握測量方法就極為重要。為學生提供易于操作的實驗儀器，是使其在實驗中對光的衍射現(xiàn)象產(chǎn)生興趣從而進行更進一步研究的有力保障。
[0003]目前學校中使用的衍射光強測量系統(tǒng)普遍針對光柵衍射，光強測量系裝置與光柵處于同一水平軸線位置，測量調(diào)節(jié)困難，此裝置在光源角度固定時，無法用棱鏡作為衍射元件進行衍射光譜的光強測量，不利于對不同衍射元件的衍射效果進行對比分析，限制了學生對光的衍射現(xiàn)象的更進一步的研究。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，利用計算機對實驗裝置進行控制，實現(xiàn)自動測量已經(jīng)成為越來越普遍的趨勢，計算機的精準控制可以彌補傳統(tǒng)測量中由于手動調(diào)節(jié)測量帶來的誤差，以提高測量的精確度與準確度，從而為實驗研究提供更準確的實驗數(shù)據(jù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是為了克服【背景技術(shù)】中的不足之處，提供一種利于測量通過不同衍射元件的衍射光譜的光強測量儀器，采用三坐標四自由度設(shè)計，相比于常見的衍射光強測量裝置增加了旋轉(zhuǎn)維度，以便于對在光路經(jīng)由衍射元件產(chǎn)生的光軸偏轉(zhuǎn)情況下的衍射光譜進行測量。本發(fā)明為帶旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的移動平臺，通過步進電機帶動其進行上下，左右，前后及旋轉(zhuǎn)運動，進行衍射光強的測量。機械運動原理是采用模塊化將各軸組合而成，每個軸機械傳動原理相同。
[0005]為了解決上述存在的技術(shù)問題，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0006]—種三坐標四自由度衍射光強測量平臺，包括底座1、X軸機構(gòu)2、Y軸機構(gòu)3、Z軸機構(gòu)4、旋轉(zhuǎn)機構(gòu)5和光強檢測器，X軸機構(gòu)2安裝在底座I上，Y軸機構(gòu)3安裝在X軸機構(gòu)2上，Z軸機構(gòu)4安裝在Y軸機構(gòu)3上、旋轉(zhuǎn)機構(gòu)5安裝在Z軸機構(gòu)4上，光強檢測器安裝在旋轉(zhuǎn)機構(gòu)5上；
[0007]所述的X軸機構(gòu)2包括:X軸底座20^軸電機支架2024軸伺服電機2034軸聯(lián)軸器204、X軸絲杠205、Y軸聯(lián)接支架206、X軸導軌滑塊207和X軸導軌208;X軸電機支架202安裝在X軸底座201上，X軸伺服電機203通過X軸聯(lián)軸器204聯(lián)接X軸絲杠205并安裝在X軸電機支架202上;X軸絲杠205穿過Y軸聯(lián)接支架206并與其螺紋聯(lián)接;X軸導軌208安裝在X軸底座201上，X軸導軌滑塊207安裝在X軸導軌208上并能沿其滑動，Y軸聯(lián)接支架206安裝在X軸導軌滑塊207上帶動直線X軸導軌滑塊207做直線運動;所述的Y軸機構(gòu)3安裝在Y軸聯(lián)接支架206上；
[0008]所述的Y軸機構(gòu)3包括:Y軸底座301、￥軸電機支架302、￥軸伺服電機303、￥軸聯(lián)軸器304、Y軸絲杠305、Z軸聯(lián)接支架306、Y軸導軌滑塊307和Y軸導軌308;Y軸電機支架302安裝在Y軸底座301上，Y軸伺服電機303通過Y軸聯(lián)軸器304聯(lián)接Y軸絲杠305并安裝在Y軸電機支架302上;Y軸絲杠305穿過Z軸聯(lián)接支架306并與其螺紋聯(lián)接;Y軸導軌308安裝在Y軸底座301上，Y軸導軌滑塊307安裝在Y軸導軌308上并能沿其滑動，Z軸聯(lián)接支架306安裝在Y軸導軌滑塊307上帶動直線Y軸導軌滑塊307做直線運動;所述的Z軸機構(gòu)4安裝在Z軸聯(lián)接支架306上；
[0009]所述的Z軸機構(gòu)4包括:Z軸底座401、2軸電機支架402、2軸伺服電機403、2軸聯(lián)軸器404、Z軸絲杠405、旋轉(zhuǎn)機構(gòu)聯(lián)接支架406、Z軸導軌滑塊407和Z軸導軌408; Z軸電機支架402安裝在Z軸底座401上，Z軸伺服電機403通過Z軸聯(lián)軸器404聯(lián)接Z軸絲杠405并安裝在Z軸電機支架402上;Z軸絲杠405穿過旋轉(zhuǎn)機構(gòu)聯(lián)接支架406并與其螺紋聯(lián)接;Z軸導軌408安裝在Z軸底座401上，Z軸導軌滑塊407安裝在Z軸導軌408上并能沿其滑動，旋轉(zhuǎn)機構(gòu)聯(lián)接支架406安裝在Z軸導軌滑塊407上帶動直線Z軸導軌滑塊407做直線運動;所述的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)5安裝在旋轉(zhuǎn)機構(gòu)聯(lián)接支架406上；
[0010]所述的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)5包括:旋轉(zhuǎn)機構(gòu)電機支架501、旋轉(zhuǎn)機構(gòu)伺服電機502、旋轉(zhuǎn)機構(gòu)聯(lián)軸器503、旋轉(zhuǎn)機構(gòu)傳動軸504、旋轉(zhuǎn)機構(gòu)擋圈軸套505和檢測器聯(lián)接支架506;旋轉(zhuǎn)機構(gòu)電機支架501安裝在旋轉(zhuǎn)機構(gòu)聯(lián)接支架506上，旋轉(zhuǎn)機構(gòu)伺服電機502安裝在旋轉(zhuǎn)機構(gòu)電機支架501上，旋轉(zhuǎn)機構(gòu)伺服電機502通過旋轉(zhuǎn)機構(gòu)聯(lián)軸器503聯(lián)接旋轉(zhuǎn)機構(gòu)傳動軸504，旋轉(zhuǎn)機構(gòu)擋圈軸套505安裝在旋轉(zhuǎn)機構(gòu)傳動軸504上;檢測器聯(lián)接支架506安裝在旋轉(zhuǎn)機構(gòu)傳動軸504上并與旋轉(zhuǎn)機構(gòu)擋圈軸套505固連在一起，隨旋轉(zhuǎn)機構(gòu)擋圈軸套505—起做旋轉(zhuǎn)運動，旋轉(zhuǎn)角度大于180度;衍射光強檢測器安裝在檢測器聯(lián)接支架506上。
[0011 ] X-Y-Z各軸機械部件是通過直線導軌滑塊上安裝聯(lián)接支架將各軸模塊化機械部件組合而成。本發(fā)明改變了以往由于光強測量裝置與光柵處于同一水平軸線位置，調(diào)解困難，致使測量困難或者測量結(jié)果不理想的情況，使測量裝置能夠在三坐標四自由度上靈活地調(diào)節(jié)位置，使測量效果極佳。
[0012]由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明具有的有益效果是:
[0013]本發(fā)明可以測量由衍射元件帶來的光軸偏轉(zhuǎn)的光譜測量，彌補了傳統(tǒng)衍射測量儀器的不足，采用上位機控制，相比于手動調(diào)節(jié)提高了測量的準確度及精確度，可以應(yīng)用于教學演示及實驗研究，為教育教學及科研研究帶來很大幫助。
[0014]本發(fā)明應(yīng)用于光的衍射測量時，可以靈活選用衍射元件，光軸偏轉(zhuǎn)不再是實驗調(diào)節(jié)的難點，同時利用上位機控制步進電機可以精確的調(diào)節(jié)位置以實現(xiàn)準確的光譜測量，從而使實驗數(shù)據(jù)更加準確可靠。在降低了實驗難度的同時擴大了實驗范圍，同時制造成本低廉，利于日常教學的應(yīng)用，可以使學生更好的理解經(jīng)由不同衍射元件產(chǎn)生的衍射光譜。
【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明一種三坐標四自由度衍射光強測量平臺的左視圖；
[0016]圖2是本發(fā)明一種三坐標四自由度衍射光強測量平臺的主視圖；
[0017]圖3是本發(fā)明一種三坐標四自由度衍射光強測量平臺的俯視圖；
[0018]圖4是X軸機構(gòu)示意圖；
[0019]圖5是Y軸機構(gòu)示意圖；
[0020]圖6是Z軸機構(gòu)示意圖；
[0021]圖7是旋轉(zhuǎn)機構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0022]以下結(jié)合附圖【具體實施方式】對本發(fā)明做更為詳細的說明:
[0023]一種三坐標四自由度衍射光強測量平臺，如圖1一3所示，包括底座1、X軸機構(gòu)2、Y軸機構(gòu)3、Z軸機構(gòu)4、旋轉(zhuǎn)機構(gòu)5和光強檢測器，以圖1為參照，左右水平向定義為X軸向，前后水平向定義為Z軸向，上下垂直向定義為Y軸向；X軸機構(gòu)2安裝在底座I上，Y軸機構(gòu)3安裝在X軸機構(gòu)2上，Z軸機構(gòu)4安裝在Y軸機構(gòu)3上、旋轉(zhuǎn)機構(gòu)5安裝在Z軸機構(gòu)4上，光強檢測器安裝在旋轉(zhuǎn)機構(gòu)5上；
[0024]參照圖4所示，所述的X軸機構(gòu)2包括:Χ軸底座201、Χ軸電機支架202、Χ軸伺服電機203、Χ軸聯(lián)軸器204、Χ軸絲杠205、Υ軸聯(lián)接支架206、Χ軸導軌