間距可調的雙干涉圖像顯微儀的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種間距可調的雙干涉圖像顯微儀，包括立柱、固定夾、固定夾預緊螺栓、固定環、安全裝置鎖緊手輪、立柱套、預緊手輪、主軸連接板、雙微調移動機構以及光學觀測系統；立柱通過固定夾垂直固定在實驗臺上，利用固定夾預緊螺栓將其鎖緊；立柱套與主軸連接板連接，通過預緊手輪調整立柱套和立柱的相對位置，控制雙微調移動機構的上下移動，實現豎直方向上的粗調；固定環與立柱套接觸，通過安全裝置鎖緊手輪固定雙微調移動機構的上下位置。本發明采用雙干涉圖像顯微儀觀測干涉圖像，實現同時觀測窄條形對象的兩個不同部位，為圖像特性的比較提供了更多的準確性。雙獨顯圖像觀測采集系統，可使采集到的圖像信息更全面、準確，便于分析比較。
【專利說明】
間距可調的雙干涉圖像顯微儀
技術領域
[0001]本發明涉及一種間距可調的雙干涉圖像顯微儀，特別適用于窄條形對象的光干涉領域。
【背景技術】
[0002]滾子軸承是一種支承旋轉軸的組件，廣泛應用在機械行業的各個領域。為了如實地探究工程中軸承應用的實際工況，有效地減小有害摩擦、磨損、提高機械零部件的疲勞壽命，需要開展對有限長線接觸副的滾子彈流潤滑特性的實驗研究。
[0003]研究滾子彈流潤滑實驗的關鍵，就是觀測潤滑膜的形狀及厚度。目前，測量潤滑膜厚度的方法包括電阻法、位移法、電容法、X射線透射法、磁阻法、光干涉法和超聲波法。光干涉法不僅可以測得膜厚，而且可以測得油膜形狀，能直觀地了解接觸表面各處的油膜形狀和變化，因此應用最為廣泛。傳統彈流試驗機觀測設備采用單鏡筒觀察，較適合點接觸副工況，雖然通過移動平臺也可采集滾子不同位置的潤滑膜數據，但同一時刻只能測量窄條形滾子彈流光干涉潤滑圖像一個局部區域，很難準確把握其全局中的更多信息。由于平臺調節過程中的誤差和時差的存在，使得不同時刻的不同部位潤滑膜現象的比較本身就不是處在完全相同的條件下，給實驗結果分析帶來不利影響。因此，采用可同時采集細長方向上兩個指定區域的雙干涉圖像顯微儀，能獲得滾子彈流光干涉圖像中更多的局部及全局性信息，這對滾針彈流潤滑實驗的發展有積極意義。

【發明內容】

[0004]本發明的目的是為了彌補單筒顯微鏡照射下，滾針彈流實驗研究中潤滑膜觀測的局部性。雙干涉圖像顯微儀可以同時觀測窄條形對象兩個不同部位的圖像，比較兩部位的異同，以更好地對彈流干涉圖像進行整體研究。
[0005]根據上述發明構思，本發明采用如下技術方案:
一種間距可調的雙干涉圖像顯微儀，包括立柱、固定夾、固定夾預緊螺栓、固定環、安全裝置鎖緊手輪、立柱套、預緊手輪、主軸連接板、雙微調移動機構以及光學觀測系統;所述立柱通過固定夾垂直固定在實驗臺上，利用固定夾預緊螺栓將其鎖緊;立柱套與主軸連接板連接，通過預緊手輪調整立柱套和立柱的相對位置，控制雙微調移動機構的上下移動，實現豎直方向上的粗調;所述固定環與立柱套接觸，通過安全裝置鎖緊手輪固定雙微調移動機構的上下位置。
[0006]所述雙微調移動機構包括軸套座、移動連桿、平移連接板、連桿軸端固定套環、水平連接桿、垂直立桿、偏擺鎖緊手輪、垂直高度套、筒連接座、左微調移動模塊、右微調移動模塊以及筒座調節模塊;所述軸套座安裝在立柱上，所述移動連桿水平套于軸套座中，移動連桿兩端套有連桿軸端固定套環，避免兩桿之間的相對滑動;所述左微調移動模塊下端與主軸連接板連接，上端與平移連接板連接，平移連接板與移動連桿連接;推動移動連桿，移動連桿能夠沿水平方向移動，實現兩顯微鏡水平粗調，也能夠通過調節左微調移動模塊達到水平微調;松開軸套座上的水平粗調鎖緊手輪，實現光學觀測系統在水平方向上的轉動；所述水平連接桿一端通過偏擺鎖緊手輪連接垂直立桿，另一端接在連桿軸端固定套環外端;松開偏擺鎖緊手輪，調整水平連接桿與垂直立桿間的角度，使處于平行軸方向上的光學觀測系統垂直照明，達到更好的光干涉效果;所述垂直高度套套在垂直立桿上，通過垂直高度套的上下移動實現豎直方向上的粗調;所述右微調移動模塊一端固定在垂直高度套上，一端連接筒座調節模塊，筒連接座固定在筒座調節模塊上，通過調節旋鈕控制筒連接座的上下移動，雙筒垂直高度相對位置通過兩個筒座調節模塊獨立控制。
[0007]所述左微調移動模塊包括上微調移動塊、下微調移動塊、千分尺測微頭;所述上微調移動塊與下微調移動塊通過彈簧連接，千分尺測微頭固定在下微調移動塊上，并與上微調移動塊接觸，通過調節千分尺測微頭，推動上微調移動塊，帶動平移連接板以及連桿運動，從而實現雙微調移動機構水平方向上的微調。
[0008]所述右微調移動模塊以及筒座調節模塊與上述左微調移動模塊的結構類似，由彈簧連接兩個微調移動塊，通過調節旋鈕控制內部觀測機構水平方向及垂直方向上相對位置的移動。
[0009]所述光學觀測系統包括光源、光路轉換器、顯微鏡、CXD攝像機;所述顯微鏡套于筒連接座上，所述光路轉換器安裝于顯微鏡底部，光源與光路轉換器連接，通過光在透鏡與玻璃間的折射與反射原理，改變輸出光的傳播方向；所述CCD攝像機連接于顯微鏡上方，兩個CCD攝像機通過顯微鏡拍攝，同時采集窄條形被測對象兩個不同部位的干涉圖像。
[0010]本發明的原理是:
一種間距可調的雙干涉圖像顯微儀，針對窄條形光干涉圖像可同時采集細長方向上兩個指定區域的光干涉圖像與顯微功能。同時采集兩個獨立的圖像，便于分析比較，配合顯微鏡放大與顯微功能，可調出較清晰的干涉圖像，確保在動態條件下能夠更完整地采集到全局性的圖像信息。可克服雙筒顯微鏡在雙光路平行準直照射時鏡筒中心間距的約束，垂直照射，相位角為0，光干涉效果好;光路轉換器使得可測的雙干涉圖像中心間距更小，避免了雙筒的直徑尺寸約束。雙筒顯微鏡的整體位置及相對間距可調，雙微調機構，一個控制光學觀測系統的整體移動，配合整體裝置的調節旋鈕，可實現多自由度觀測，測量范圍廣；一個控制雙筒顯微鏡的相對位置移動，使得可測的雙干涉圖像中心間距在1—50mm范圍內。雙筒垂直高度可獨立調節控制，可自動適應被測對象的偏斜問題。
[0011]本發明與現有技術比較，具有顯而易見的實質性特點和優點:
本發明采用雙干涉圖像顯微儀觀測干涉圖像，可實現同時觀測窄條形對象的兩個不同部位，為圖像特性的比較提供了更多的準確性。雙微調移動機構，使顯微系統能夠實現平穩的水平微調，一個控制雙筒整體位置的移動，一個控制雙筒間相對位置的變化，確保雙鏡筒能同時觀測到動態條件下被測對象兩個不同部位干涉圖像;垂直照明系統，提高了光干涉效果。雙獨顯圖像觀測采集系統，可使采集到的圖像信息更全面、準確，便于分析比較。
【附圖說明】
[0012]圖1為本發明的結構示意圖。
[0013]圖2為本發明中雙微調機構的結構示意圖。
[0014]圖3為本發明中微調模塊的結構示意圖。
[0015]圖4為本發明中顯微鏡照射及光路傳播原理圖。
【具體實施方式】
[0016]本發明的實施方案結合附圖詳述如下:
如圖1所示，一種間距可調的雙干涉圖像顯微儀，包括立柱3、固定夾2、固定夾預緊螺栓
1、固定環4、安全裝置鎖緊手輪5、立柱套6、預緊手輪7、主軸連接板8、雙微調移動機構以及光學觀測系統;所述立柱3通過固定夾2垂直固定在實驗臺上，利用固定夾預緊螺栓I將其鎖緊;立柱套6與主軸連接板8連接，通過預緊手輪7調整立柱套6和立柱3的相對位置，控制雙微調移動機構的上下移動，實現豎直方向上的粗調;所述固定環4與立柱套6接觸，通過安全裝置鎖緊手輪5固定雙微調移動機構的上下位置。
[0017]如圖2所示，所述雙微調移動機構包括軸套座13、移動連桿14、平移連接板12、連桿軸端固定套環15、水平連接桿17、垂直立桿19、偏擺鎖緊手輪18、垂直高度套24、筒連接座20、左微調移動模塊、右微調移動模塊以及筒座調節模塊;所述軸套座13安裝在立柱3上，所述移動連桿14水平套于軸套座13中，移動連桿14兩端套有連桿軸端固定套環15，避免兩桿之間的相對滑動;所述左微調移動模塊下端與主軸連接板8連接，上端與平移連接板12連接，平移連接板12與移動連桿14連接;推動移動連桿14，移動連桿14能夠沿水平方向移動，實現兩顯微鏡水平粗調，也能夠通過調節左微調移動模塊達到水平微調;松開軸套座13上的水平粗調鎖緊手輪，實現光學觀測系統在水平方向上的轉動，不僅可以在平面上直線移動，也可自由轉動，實現多自由度觀測，測量范圍廣;所述水平連接桿17—端通過偏擺鎖緊手輪18連接垂直立桿19，另一端接在連桿軸端固定套環15外端;松開偏擺鎖緊手輪18，調整水平連接桿17與垂直立桿19間的角度，使處于平行軸方向上的光學觀測系統垂直照明，達到更好的光干涉效果;所述垂直高度套24套在垂直立桿19上，通過垂直高度套24的上下移動實現豎直方向上的粗調;所述右微調移動模塊一端固定在垂直高度套24上，一端連接筒座調節模塊，筒連接座20固定在筒座調節模塊上，通過調節旋鈕控制筒連接座20的上下移動，雙筒垂直高度相對位置通過兩個筒座調節模塊獨立控制，可自動適應被測對象的偏斜。所述兩個微調移動模塊，一個控制光學觀測系統的整體移動，一個控制內部觀測裝置的相對移動，使得可測的雙干涉圖像中心間距在10—50mm范圍內，保證了窄條形對象兩端的信息能夠被同時采集到。
[0018]如圖3所示，所述左微調移動模塊包括上微調移動塊10、下微調移動塊11、千分尺測微頭9;所述上微調移動塊10與下微調移動塊11通過彈簧連接，千分尺測微頭9固定在下微調移動塊11上，并與上微調移動塊10接觸，通過調節千分尺測微頭9，推動上微調移動塊10，帶動平移連接板12以及連桿14運動，從而實現雙微調移動機構水平方向上的微調。
[0019]所述右微調移動模塊以及筒座調節模塊與上述左微調移動模塊的結構類似，由彈簧連接兩個微調移動塊，通過調節旋鈕控制內部觀測機構水平方向及垂直方向上相對位置的移動。
[0020]所述光學觀測系統包括光源23、光路轉換器22、顯微鏡21、(XD攝像機16;所述顯微鏡21套于筒連接座20上，所述光路轉換器22安裝于顯微鏡21底部，如圖4所示，光源23與光路轉換器22連接，通過光在透鏡與玻璃間的折射與反射原理，改變輸出光的傳播方向；所述CXD攝像機16連接于顯微鏡21上方，兩個CCD攝像機16通過顯微鏡21拍攝，同時采集窄條形被測對象兩個不同部位的干涉圖像，便于分析比較。調節筒座調節模塊的旋鈕，可實現顯微鏡21的上下運動，配合顯微鏡放大與縮小功能，可調出較清晰的圖像，確保在動態條件下能夠更準備、完善地采集信息數據。
【主權項】
1.一種間距可調的雙干涉圖像顯微儀，其特征在于，包括立柱(3)、固定夾(2)、固定夾預緊螺栓(1)、固定環(4)、安全裝置鎖緊手輪(5)、立柱套(6)、預緊手輪(7)、主軸連接板(8)、雙微調移動機構以及光學觀測系統;所述立柱(3)通過固定夾(2)垂直固定在實驗臺上，利用固定夾預緊螺栓(I)將其鎖緊;立柱套(6)與主軸連接板(8)連接，通過預緊手輪(7)調整立柱套(6 )和立柱(3 )的相對位置，控制雙微調移動機構的上下移動，實現豎直方向上的粗調;所述固定環(4)與立柱套(6)接觸，通過安全裝置鎖緊手輪(5)固定雙微調移動機構的上下位置。2.根據權利要求1所述的間距可調的雙干涉圖像顯微儀，其特征在于，所述雙微調移動機構包括軸套座(13)、移動連桿(14)、平移連接板(12)、連桿軸端固定套環(15)、水平連接桿(17)、垂直立桿(19)、偏擺鎖緊手輪(18)、垂直高度套(24)、筒連接座(20)、左微調移動模塊、右微調移動模塊以及筒座調節模塊;所述軸套座(13)安裝在立柱(3)上，所述移動連桿(14)水平套于軸套座(13)中，移動連桿(14)兩端套有連桿軸端固定套環(15)，避免兩桿之間的相對滑動;所述左微調移動模塊下端與主軸連接板(8)連接，上端與平移連接板(12)連接，平移連接板(12)與移動連桿(14)連接;推動移動連桿(14)，移動連桿(14)能夠沿水平方向移動，實現兩顯微鏡水平粗調，也能夠通過調節左微調移動模塊達到水平微調;松開軸套座(13)上的水平粗調鎖緊手輪，實現光學觀測系統在水平方向上的轉動;所述水平連接桿(17)—端通過偏擺鎖緊手輪(18)連接垂直立桿(19)，另一端接在連桿軸端固定套環(15)夕卜端;松開偏擺鎖緊手輪(18)，調整水平連接桿(17)與垂直立桿(19)間的角度，使處于平行軸方向上的光學觀測系統垂直照明，達到更好的光干涉效果;所述垂直高度套(24)套在垂直立桿(19)上，通過垂直高度套(24)的上下移動實現豎直方向上的粗調;所述右微調移動模塊一端固定在垂直高度套(24)上，一端連接筒座調節模塊，筒連接座(20)固定在筒座調節模塊上，通過調節旋鈕控制筒連接座(20)的上下移動，雙筒垂直高度相對位置通過兩個筒座調節模塊獨立控制。3.根據權利要求2所述的間距可調的雙干涉圖像顯微儀，其特征在于，所述左微調移動模塊包括上微調移動塊(10)、下微調移動塊(11)、千分尺測微頭(9);所述上微調移動塊(10)與下微調移動塊(11)通過彈簧連接，千分尺測微頭(9)固定在下微調移動塊(11)上，并與上微調移動塊(10)接觸，通過調節千分尺測微頭(9)，推動上微調移動塊(10)，帶動平移連接板(12)以及連桿(14)運動，從而實現雙微調移動機構水平方向上的微調；所述右微調移動模塊及筒座調節模塊與所述左微調移動模塊的結構類似，由彈簧連接兩個微調移動塊，通過調節旋鈕控制內部觀測機構水平方向及垂直方向上相對位置的移動。4.根據權利要求1所述的間距可調的雙干涉圖像顯微儀，其特征在于，所述光學觀測系統包括光源(23)、光路轉換器(22)、顯微鏡(21)、CXD攝像機(16)；所述顯微鏡(21)套于筒連接座(20)上，所述光路轉換器(22)安裝于顯微鏡(21)底部，光源(23)與光路轉換器(22)連接，通過光在透鏡與玻璃間的折射與反射原理，改變輸出光的傳播方向；所述CCD攝像機(16)連接于顯微鏡(21)上方，兩個CXD攝像機(16)通過顯微鏡(21)拍攝，同時采集窄條形被測對象兩個不同部位的干涉圖像。
【文檔編號】G01B9/02GK105865325SQ201610199306
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年4月2日
【發明人】陳曉陽, 施雷, 何建定, 沈雪瑾
【申請人】上海大學, 上海晉哲貿易有限公司