[實(shí)用新型]一種具有共軸雙蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)的橢偏儀

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201420394386.4
• 申請(qǐng)日: 2014-07-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN204128952U
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-01-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 田晶晶;何麗;劉蕾
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 系科光電科技（上海）有限公司
• 主分類號(hào): G01N21/21
• 分類號(hào): G01N21/21;F16H1/24
• 代理公司: 上海精晟知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31253
• 代理人: 胡志強(qiáng)

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及橢偏儀技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種具有共軸雙蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)的橢偏儀。?

背景技術(shù)

橢偏儀是一種用于探測(cè)薄膜厚度、光學(xué)常數(shù)以及材料微結(jié)構(gòu)的光學(xué)測(cè)量?jī)x器。由于測(cè)量精度高，適用于超薄膜，與樣品非接觸，對(duì)樣品沒(méi)有破壞，使得橢偏儀成為一種極具吸引力的測(cè)量?jī)x器。?

根據(jù)橢偏儀測(cè)試原理的要求，測(cè)量時(shí)光的入射角度必須接近材料布魯斯特角，在該角度測(cè)量時(shí)由于偏振光分量最為豐富，因而測(cè)試精度最高。另外，為方便試片測(cè)量點(diǎn)的自由移動(dòng)，試片最好采用水平放置，因而就要求角度變換機(jī)構(gòu)必須采用立式放置(即入射光線、出射光線及法線必須在同一垂直平面內(nèi))，而立式放置會(huì)因重力的作用使入射光機(jī)構(gòu)及接收光機(jī)構(gòu)產(chǎn)生墜落，為避免這種情況產(chǎn)生，則要求轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)具備自鎖性能，即在沒(méi)有外力作用的前提下，入射光機(jī)構(gòu)與接收光機(jī)構(gòu)會(huì)穩(wěn)固地停留在轉(zhuǎn)動(dòng)到的位置。?

目前市面上相關(guān)橢偏儀廠家在此技術(shù)上存在的缺點(diǎn)是：垂直平面內(nèi)不能實(shí)現(xiàn)自由變換角度，以及變換角度時(shí)所引起的同心度問(wèn)題、自鎖性問(wèn)題、及性價(jià)比等問(wèn)題。大部分廠家采取的方式是手動(dòng)切換至固定的角度后，使用螺絲固定兩個(gè)手臂至光學(xué)墻上的特定孔位，使用該方式不僅無(wú)法轉(zhuǎn)動(dòng)手臂至一定范圍內(nèi)的任意角度以逼近布魯斯特角，而且也會(huì)產(chǎn)生更大的精度誤差，光路的調(diào)節(jié)流程也會(huì)極為不便。?

實(shí)用新型內(nèi)容

針對(duì)上述提到的現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的是提供一種精度高、且可任意角度轉(zhuǎn)動(dòng)直至逼近布魯斯特角的具有共軸雙蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)的橢偏儀。?

為了實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的，采用的技術(shù)方案如下：?

一種具有共軸雙蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)的橢偏儀，具有入射光手臂和接受光手臂、以及入射光手臂連接桿和接受光手臂連接桿，還包括共軸雙蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)，所述共軸雙蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)包括主軸、第一蝸輪、第二蝸輪、第一蝸桿和第二蝸桿，?

所述第一蝸輪和所述第二蝸輪都與所述主軸軸連接，所述第一蝸桿與所述第一蝸輪的外圈嚙合連接，所述第二蝸桿與所述第二蝸輪的外圈嚙合連接，所述第一蝸桿的兩端與所述入射光手臂連接桿連接，所述第二蝸桿的兩端與所述接受光手臂連接桿連接。?

作為優(yōu)選的技術(shù)方案：所述第一蝸桿和第二蝸桿各連接有一個(gè)步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)。?

作為優(yōu)選的技術(shù)方案：還包括控制所述步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的計(jì)算機(jī)。?

作為優(yōu)選的技術(shù)方案：所述第一蝸桿和所述第二蝸桿的參數(shù)為：?

軸向模數(shù)為2、頭數(shù)為1、導(dǎo)程角為5°12′、旋轉(zhuǎn)方向?yàn)镽方向、分度圓直徑為25mm、齒頂圓直徑為26mm、齒寬為25mm、軸徑為25.5mm。?

作為優(yōu)選的技術(shù)方案：所述第一蝸輪和所述第二蝸輪的參數(shù)為：?

減速比為50、端面模數(shù)為2、齒數(shù)為50、變位系數(shù)為0.5、螺旋角為5°12′、螺旋方向?yàn)镽方向、分度圓直徑為100mm、扭矩為106Nm、兩者之間的安裝中心距為60mm。?

本機(jī)構(gòu)主要零件有：兩套蝸輪(第一蝸輪和第二蝸輪)、兩套蝸桿(第一蝸桿和第二蝸桿)、兩個(gè)步進(jìn)(或伺服)電機(jī)、兩個(gè)聯(lián)軸器、一根主軸、軸承若干以及其他加工零件。第一蝸輪通過(guò)螺絲緊固連接主軸，第二蝸輪通過(guò)內(nèi)軸承連接主軸。本機(jī)構(gòu)是將一個(gè)蝸輪直接連接到主軸后側(cè)，另一個(gè)蝸輪通過(guò)內(nèi)置軸承連接到主軸的前側(cè)，這樣一前一后分別連接到入射光和接受光手臂上。同樣的蝸桿也分別安放在前后，加上步進(jìn)(或伺服)電機(jī)來(lái)提供動(dòng)力。?

另外，在此套機(jī)構(gòu)中，對(duì)精度要求較高，因此蝸輪蝸桿的選擇也是非常關(guān)鍵的，選型時(shí)需充分考慮到蝸輪蝸桿的模數(shù)、傳動(dòng)比、壓力角等技術(shù)參數(shù)，并嚴(yán)格確定這些參數(shù)值的范圍。例如，如果齒距間隙過(guò)大的話會(huì)引起手臂在重力作用下往下落，影響實(shí)際的效果，而且影響到整個(gè)傳動(dòng)的穩(wěn)定性。?

根據(jù)綜合性能需要對(duì)蝸輪蝸桿的材料和加工以及表面熱處理均需要較高的要求，其中蝸桿的材料可以選定為SCM440(合金結(jié)構(gòu)鋼)；熱處理方法：調(diào)質(zhì)處理，齒面高頻淬火。加工工藝：下料后經(jīng)過(guò)正火處理、粗車、精車、滾齒機(jī)加工、磨削、調(diào)質(zhì)處理、齒面高頻淬火，以此來(lái)獲得一個(gè)強(qiáng)度、剛度、力學(xué)綜合性能優(yōu)良的結(jié)構(gòu)。主軸可以采用45#鋼，其加工工藝按常規(guī)步驟來(lái)，達(dá)到相應(yīng)的綜合使用性能優(yōu)和良好的表面性能。?

本實(shí)用新型的有益效果：?