一種三坐標四自由度衍射光強測量平臺的制作方法
【技術領域】
[0001]本發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，它是物理學中經光柵衍射及三棱鏡衍射后的衍射光強測量儀器，可以應用于教學演示及實驗研究中。
【背景技術】
[0002]光的衍射現象是光學中的一種基本現象，光的衍射現象十分重要且應用十分廣泛，在日常生活和科學研究中占有舉足輕重的地位。光的衍射現象可應用于光譜分析及結構分析中，利用其對精細結構相當敏感的“放大”作用，可通過圖樣進行結構分析，例如X射線結構學，衍射成像光譜分析及通過在相干光成像系統中，引入兩次衍射成像概念，而由此發展成為空間濾波技術和光學信息處理。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象產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，測量調節困難，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象的更進一步的研究。隨著計算機技術的發展，利用計算機對實驗裝置進行控制，實現自動測量已經成為越來越普遍的趨勢，計算機的精準控制可以彌補傳統測量中由于手動調節測量帶來的誤差，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據。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是為了克服【背景技術】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計，相比于常見的衍射光強測量裝置增加了旋轉維度，以便于對在光路經由衍射元件產生的光軸偏轉情況下的衍射光譜進行測量。本發明為帶旋轉機構的移動平臺，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問題，本發明是通過以下技術方案實現的:
[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2、Y軸機構3、Z軸機構4、旋轉機構5和光強檢測器，X軸機構2安裝在底座I上，Y軸機構3安裝在X軸機構2上，Z軸機構4安裝在Y軸機構3上、旋轉機構5安裝在Z軸機構4上，光強檢測器安裝在旋轉機構5上；
[0007]所述的X軸機構2包括:X軸底座20^軸電機支架2024軸伺服電機2034軸聯軸器204、X軸絲杠205、Y軸聯接支架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軸聯軸器204聯接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軸聯接支架206并與其螺紋聯接;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3安裝在Y軸聯接支架206上；
[0008]所述的Y軸機構3包括:Y軸底座301、￥軸電機支架302、￥軸伺服電機303、￥軸聯軸器304、Y軸絲杠305、Z軸聯接支架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軸聯軸器304聯接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軸聯接支架306并與其螺紋聯接;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4安裝在Z軸聯接支架306上；
[0009]所述的Z軸機構4包括:Z軸底座401、2軸電機支架402、2軸伺服電機403、2軸聯軸器404、Z軸絲杠405、旋轉機構聯接支架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軸聯軸器404聯接Z軸絲杠405并安裝在Z軸電機支架402上;Z軸絲杠405穿過旋轉機構聯接支架406并與其螺紋聯接;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，旋轉機構聯接支架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;所述的旋轉機構5安裝在旋轉機構聯接支架406上；
[0010]所述的旋轉機構5包括:旋轉機構電機支架501、旋轉機構伺服電機502、旋轉機構聯軸器503、旋轉機構傳動軸504、旋轉機構擋圈軸套505和檢測器聯接支架506;旋轉機構電機支架501安裝在旋轉機構聯接支架506上，旋轉機構伺服電機502安裝在旋轉機構電機支架501上，旋轉機構伺服電機502通過旋轉機構聯軸器503聯接旋轉機構傳動軸504，旋轉機構擋圈軸套505安裝在旋轉機構傳動軸504上;檢測器聯接支架506安裝在旋轉機構傳動軸504上并與旋轉機構擋圈軸套505固連在一起，隨旋轉機構擋圈軸套505—起做旋轉運動，旋轉角度大于180度;衍射光強檢測器安裝在檢測器聯接支架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接支架將各軸模塊化機械部件組合而成。本發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，調解困難，致使測量困難或者測量結果不理想的情況，使測量裝置能夠在三坐標四自由度上靈活地調節位置，使測量效果極佳。
[0012]由于采用上述技術方案，本發明具有的有益效果是:
[0013]本發明可以測量由衍射元件帶來的光軸偏轉的光譜測量，彌補了傳統衍射測量儀器的不足，采用上位機控制，相比于手動調節提高了測量的準確度及精確度，可以應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]本發明應用于光的衍射測量時，可以靈活選用衍射元件，光軸偏轉不再是實驗調節的難點，同時利用上位機控制步進電機可以精確的調節位置以實現準確的光譜測量，從而使實驗數據更加準確可靠。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，利于日常教學的應用，可以使學生更好的理解經由不同衍射元件產生的衍射光譜。
【附圖說明】
[0015]圖1是本發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軸機構示意圖；
[0019]圖5是Y軸機構示意圖；
[0020]圖6是Z軸機構示意圖；
[0021]圖7是旋轉機構示意圖。
【具體實施方式】
[0022]以下結合附圖【具體實施方式】對本發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2、Y軸機構3、Z軸機構4、旋轉機構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2安裝在底座I上，Y軸機構3安裝在X軸機構2上，Z軸機構4安裝在Y軸機構3上、旋轉機構5安裝在Z軸機構4上，光強檢測器安裝在旋轉機構5上；
[0024]參照圖4所示，所述的X軸機構2包括:Χ軸底座201、Χ軸電機支架202、Χ軸伺服電機203、Χ軸聯軸器204、Χ軸絲杠205、Υ軸聯接支架206、Χ軸導軌