[發明專利]擺臂式三維輪廓儀

無效

• 申請號: 201010266710.0
• 申請日: 2010-08-24
• 公開（公告）號: CN101936699A
• 公開（公告）日: 2011-01-05
• 發明（設計）人: 景洪偉;吳時彬;林昭珩
• 申請（專利權）人: 中國科學院光電技術研究所
• 主分類號: G01B5/20
• 分類號: G01B5/20;G01B5/28
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 梁愛榮

1.一種擺臂式三維輪廓儀，其特征在于，該輪廓儀包括：測頭系統、橫臂、立柱、配重、被測平面元件、工件轉臺和橫臂轉臺，立柱的一端部位于橫臂轉臺的安裝孔中并固定連接，橫臂位于立柱的另一端部安裝孔中；在橫臂的一端部設置有配重，在橫臂的另一端部設置有測頭系統；工件轉臺上置有被測平面元件；測頭系統的探測端與被測平面元件接觸；所述的橫臂和立柱，用于完成測頭系統的旋轉運動；所述的配重用于平衡測頭系統和橫臂以保證橫臂轉臺保持平穩的旋轉。

2.根據權利要求1所述的擺臂式三維輪廓儀，其特征在于，所述的測頭系統的分辨力為25nm，測量精度為50nm。

3.根據權利要求1所述的擺臂式三維輪廓儀，其特征在于，所述的工件轉臺為氣浮轉臺，工件轉臺的端面跳動為25nm，工件轉臺的角晃動為0.02″。

4.根據權利要求1所述的擺臂式三維輪廓儀，其特征在于，所述的橫臂轉臺為氣浮轉臺，橫臂轉臺的端面跳動為25nm，橫臂轉臺的角晃動為0.02″。

5.根據權利要求1所述的擺臂式三維輪廓儀，其特征在于，所述的橫臂和工件轉臺的尺寸可根據被測平面元件的尺寸進行調整，用以滿足不同口徑的被測平面元件三維表面輪廓的測量。

6.根據權利要求1所述的擺臂式三維輪廓儀，其特征在于，設定工件轉臺連續旋轉，橫臂轉臺以一設定的步距旋轉，當停在某一位置時通過工件轉臺的連續旋轉掃描一個圓周上的輪廓；當橫臂轉臺以一設定的步距旋轉覆蓋整個測頭軌跡后，掃描一簇同心圓周上的輪廓。

7.根據權利要求1所述的擺臂式三維輪廓儀，其特征在于，定義被測平面元件的坐標系為XOY，當橫臂轉臺停在某一位置α，工件轉臺旋轉至點P時，工件轉臺的轉角為β，此時點P在工件坐標系XOY中的坐標值為：

X=L×cos(β)×2×(1-cos(α)),]]>

Y=L×sin(β)×2×(1-cos(α)),]]>

式中L為工件轉臺的旋轉軸到橫臂轉臺的旋轉軸的距離，α為橫臂轉臺轉角，β為工件轉臺轉角，P點的Z坐標通過測頭系統直接測得。