一种反射式光栅装置的制作方法

本发明涉及精密测量技术领域，具体是一种反射式光栅装置。


背景技术：

光栅由大量等宽等间距的平行狭缝构成的光学器件称为光栅，一般常用的光栅是在玻璃片上刻出大量平行刻痕制成，刻痕为不透光部分，两刻痕之间的光滑部分可以透光，相当于一狭缝，随着科学技术的发展，光栅技术也逐渐成熟，其在精密测量领域常有应用。目前市面上用于高动态、精密系统的紧凑光栅一般采用高强度轻质铝合金为安装槽、玻璃光栅安装紧凑型铝型材内，其在实际应用中，读数头与玻璃光栅之间间隙较大，传统光栅传感器相对移动的光栅和读数头之间的间隙很小，容易将栅线破坏，进而导致其可靠性和稳定性较差的缺陷，因此需要设计一种反射式光栅装置来解决上述问题。


技术实现要素：

为了弥补现有技术读数头与玻璃光栅之间间隙较大，传统光栅传感器相对移动的光栅和读数头之间的间隙很小，容易将栅线破坏，进而导致可靠性和稳定性较差的问题，本发明提出一种反射式光栅装置。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种反射式光栅装置，包括铝合金框，所述铝合金框一侧开设有安装槽，所述安装槽内安装有匹配的玻璃光栅，且铝合金框靠近安装槽的一侧安装有零位传感器，所述安装槽内安装有读数头，所述读数头与零位传感器匹配设置 ，所述读数头远离铝合金框的一侧固定设置有储液箱，所述储液箱外侧固定连通有临时储水道，所述临时储水道远离储液箱的一侧固定连通有多组均匀分布的冷却管，多组所述冷却管均匀包裹在读数头外侧，所述储液箱外侧壁固定安装有与临时储水道连通的水泵；有效规避了读数头移动的时候容易刮坏玻璃光栅上栅线的缺陷，采用反射式光栅装置，读数头与玻璃光栅之间的间隙较大，不容易损坏栅线，所以其稳定性和可靠性较高，采用水冷的方式能够及时对读数头进行降温处理。优选的，所述读数头外侧壁固定安装有感温控制盒，所述感温控制盒内壁密封滑动连接有活塞板，所述活塞板下侧壁与感温控制盒下侧内壁之间设置有低沸点蒸发液，且感温控制盒上侧内壁中心处固定安装有与水泵电性连接的弹性开关；无需人工手动操控，从而避免读数头内部电器件长期在过热的环境下工作的缺陷，提高了读数头的使用寿命。优选的，所述铝合金框远离安装槽的一侧设置有调节腔，所述调节腔一端内壁中心处转动连接有调节杆，且调节杆向外贯穿铝合金端壁设置，所述调节杆上固定套设有多组均匀分布的第一斜齿轮，所述调节腔内设置有多组与第一斜齿轮啮合的第二斜齿轮，每个所述第二斜齿轮与调节腔内壁均通过对应的丝杆转动连接，所述丝杆上螺纹连接有升降螺母，所述升降螺母靠近安装槽的一侧固定连接有对应的安装件，且调节腔与安装槽之间开设有与安装件匹配的条形开口，多组所述安装件贯穿条形开口均与玻璃光栅侧壁相抵；能够多点对玻璃光栅进行夹紧安装，使得玻璃光栅受力均匀，提高了玻璃光栅在安装槽内
的安装稳定性，对玻璃光栅进行拆卸，较为方便。优选的，每个所述安装件均设置成l型，且调节杆顶端固定安装有调节钮；这样设置的目的，方便工作人员对于玻璃光栅的安装与固定。优选的，所述储液箱内壁设置有多组均匀分布的导热柱，多组所述导热柱均采用铜合金材料制作而成铜合金制作的导热柱能够及时将储液箱内水中的热量传递到外界，从而方便储液箱内的水下次对读数头进行降温处理。优选的，所述储液箱外侧壁设置有与导热柱匹配的导热槽，所述导热槽远离导热柱的一端开口处直径大于导热槽另一端内壁的直径；变相增大了储液箱侧壁与其内水的接触面积，从而进一步提高了储液箱内外热交换速率。优选的，所述感温控制盒与读数头相抵的一侧固定垫设有导热板，所述导热板采用铝合金材料制作而成；通过在感温控制盒内壁镶嵌设置导热板能够及时将读数头的热量传递给低沸点蒸发液。优选的，所述储液箱侧壁设置有透明观察窗，且临时储水道设置成u型；工作人员可以清楚的知晓储液箱内的水箱，从而及时判断其内的水是否泄漏以及水泵是否能够正常工作。本发明的有益之处在于：1.在实际安装的过程中，读数头与玻璃光栅之间留有1.1mm的间隙，二者之间无接触，有效规避了读数头移动的时候容易刮坏玻璃光栅上栅线的缺陷，采用反射式光栅装置，读数头与玻璃光栅之间的间隙较大，不容易损坏栅线，所以其稳定性和可靠性较高，且读数头小尺寸、紧凑、单场扫描，低细分误差，可以在任意位置设置磁零位点；2.读数头内部的高强度光源等电器元件长期工作会导致读数头内部温度升高时，弹性开关能够及时打开水泵，水泵工作，将储液箱内的水送入临时储水道进而填充多组冷却管，水在逐渐充满冷却管的同时能够快速吸收读数头的热量，读数头热量重新恢复至正常时，低沸点蒸发液随之液化，活塞板复位，水泵将冷却管以及临时储水道内的水重新送入储液箱内，进入储液箱内水中的热量则经过导热柱和导热槽向外扩散，无需人工手动操控，从而避免读数头内部电器件长期在过热的环境下工作的缺陷，提高了读数头的使用寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1为实施例一的铝合金框、玻璃光栅和读数头安装结构示意图；图2为实施例一的导热柱在储液箱内分布结构示意图；图3为实施例一的感温控制盒内部结构示意图；图4为实施例一的调节腔内部结构示意图；图5为图4中a处的放大图；图6为实施例一的安装件结构示意图；图7为实施例二的软质棉与安装件配合结构示意图。
图中：1铝合金框、2安装槽、3玻璃光栅、4读数头、5零位传感器、6储液箱、7水泵、8临时储水道、9冷却管、10感温控制盒、101活塞板、102弹性开关、103导热板、11导热槽、12导热柱、13透明观察窗、14调节腔、141调节杆、142第一斜齿轮、143第二斜齿轮、144丝杆、145升降螺母、146安装件、147条形开口、148软质棉。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。实施例一：请参阅图1-6所示，一种反射式光栅装置，包括铝合金框1，铝合金框1一侧开设有安装槽2，安装槽2内安装有匹配的玻璃光栅3，且铝合金框1靠近安装槽2的一侧安装有零位传感器5，安装槽2内安装有读数头4，读数头4与零位传感器5匹配设置 ，本发明中、读数头4、玻璃光栅3以及零位传感器5等元件均属于反射光栅中十分成熟的器件，因此对其工作原理，本发明中不做详细赘叙，针对目前市面上流行的光栅在实际应用中读数头4与玻璃光栅3之间间隙较大，传统光栅传感器相对移动的光栅和读数头4之间的间隙很小，容易将栅线破坏，进而导致其可靠性和稳定性较差的缺陷，本发明在实际安装的过程中，读数头4与玻璃光栅3之间留有1.1mm的间隙，二者之间无接触，有效规避了读数头4移动的时候容易刮坏玻璃光栅3上栅线的缺陷，采用反射式光栅装置，读数头4与玻璃光栅3之间的间隙较大，不容易损坏栅线，以其稳定性和可靠性较高，且读数头4小尺寸、紧凑、单场扫描，低细分误差，可以在任意位置设置磁零位点，读数头4还安装间隙双向可见指示灯和光学镀膜镜片，提高信噪比。读数头4远离铝合金框1的一侧固定设置有储液箱6，储液箱6内壁设置有多组均匀分布的导热柱12，多组导热柱12均采用铜合金材料制作而成，铜合金制作的导热柱12能够及时将储液箱6内水中的热量传递到外界，从而方便储液箱6内的水下次对读数头4进行降温处理，储液箱6外侧壁设置有与导热柱12匹配的导热槽11，导热槽11远离导热柱12的一端开口处直径大于导热槽11另一端内壁的直径，通过导热槽11的设置，变相增大了储液箱6侧壁与其内水的接触面积，从而进一步提高了储液箱6内外热交换速率，储液箱6外侧固定连通有临时储水道8，储液箱6侧壁设置有透明观察窗13，且临时储水道8设置成u型，通过透明观察窗13的设置，工作人员可以清楚的知晓储液箱6内的水箱，从而及时判断其内的水是否泄漏以及水泵7是否能够正常工作，临时储水道8远离储液箱6的一侧固定连通有多组均匀分布的冷却管9，多组冷却管9均匀包裹在读数头4外侧，储液箱6外侧壁固定安装有与临时储水道8连通的水泵7，读数头4外侧壁固定安装有感温控制盒10，感温控制盒10内壁密封滑动连接有活塞板101，活塞板101下侧壁与感温控制盒10下侧内壁之间设置有低沸点蒸发液，该低沸点蒸发液的为沸点为39.75摄氏度的液态二氯甲烷，其完全被感温控制盒10密封，感温控制盒10与读数头4相抵的一侧固定垫设有导热板103，导热板103采用铝合金材料制作而成，通过在感温控制盒10内壁镶嵌设置导热板103能够及时将读数头4的热量传递给低沸点蒸发液，且感温控制盒10上侧内壁中心处固定安装有与水泵7电性连接的弹性开关
102；读数头4内部的高强度光源等电器元件长期工作会导致读数头4内部温度升高，其内部的热量经由感温控制盒10侧壁传递给低沸点蒸发液，低沸点蒸发液随之气化，自身体积增大，从而推动与感温控制盒10密封滑动连接的活塞板101挤压弹性开关102，弹性开关102随之开启，水泵7工作，将储液箱6内的水送入临时储水道8进而填充多组冷却管9，水在逐渐充满冷却管9的同时能够快速吸收读数头4的热量，读数头4热量重新恢复至正常时，低沸点蒸发液随之液化，活塞板101复位，水泵7将冷却管9以及临时储水道8内的水重新送入储液箱6内，进入储液箱6内水中的热量则经过导热柱12和导热槽11向外扩散，确保其内的水能够满足下次对读数头4进行降温的使用需求，无需人工手动操控，从而避免读数头4内部电器件长期在过热的环境下工作的缺陷，提高了读数头4的使用寿命。铝合金框1远离安装槽2的一侧设置有调节腔14，调节腔14一端内壁中心处转动连接有调节杆141，且调节杆141向外贯穿铝合金端壁设置，每个安装件146均设置成l型，且调节杆141顶端固定安装有调节钮，这样设置的目的，方便工作人员对于玻璃光栅3的安装与固定，调节杆141上固定套设有多组均匀分布的第一斜齿轮142，调节腔14内设置有多组与第一斜齿轮142啮合的第二斜齿轮143，每个第二斜齿轮143与调节腔14内壁均通过对应的丝杆144转动连接，丝杆144上螺纹连接有升降螺母145，升降螺母145靠近安装槽2的一侧固定连接有对应的安装件146，且调节腔14与安装槽2之间开设有与安装件146匹配的条形开口147，多组安装件146贯穿条形开口147均与玻璃光栅3侧壁相抵；使用时，需要对玻璃光栅3进行安装时，首先将玻璃光栅3放入安装槽2内，然后正向转动调节杆141，固定套设在调节杆141上的第一斜齿轮142随之带动第二斜齿轮143和丝杆144转动，与丝杆144螺纹连接的升降螺母145通过安装件146实现对玻璃光栅3在安装槽2内的固定安装，能够多点对玻璃光栅3进行夹紧安装，使得玻璃光栅3受力均匀，提高了玻璃光栅3在安装槽2内的安装稳定性，需要对玻璃光栅3进行拆卸时，只需反向转动调节杆141，安装件146随之相互偏离，便可对玻璃光栅3进行拆卸，较为方便。实施例二：请参阅图7示，对比实施例一，作为本发明的另一种实施方式，安装件146侧壁远离升降螺母145的一侧固定垫设有一层厚度均匀的软质棉148；通过软质棉148的设置在保障安装件146对玻璃光栅3固定的同时提高了安装件146对玻璃光栅3的保护效果。工作原理，针对目前市面上流行的光栅在实际应用中读数头4与玻璃光栅3之间间隙较大，传统光栅传感器相对移动的光栅和读数头4之间的间隙很小，容易将栅线破坏，进而导致其可靠性和稳定性较差的缺陷，该光栅装置在实际安装的过程中，读数头4与玻璃光栅3之间留有1.1mm的间隙，二者之间无接触，有效规避了读数头4移动的时候容易刮坏玻璃光栅3上栅线的缺陷，采用反射式光栅装置，读数头4与玻璃光栅3之间的间隙较大，不容易损坏栅线，其稳定性和可靠性较高，且读数头4小尺寸、紧凑、单场扫描，低细分误差，可以在任意位置设置磁零位点；读数头4内部的高强度光源等电器元件长期工作会导致读数头4内部温度升高，其内部的热量经由感温控制盒10侧壁传递给低沸点蒸发液，低沸点蒸发液随之气化，自身体积增大，从而推动与感温控制盒10密封滑动连接的活塞板101挤压弹性开关102，弹性开关102随之开启，水泵7工作，将储液箱6内的水送入临时储水道8进而填充多组冷却管9，水在逐渐充满冷却管9的同时能够快速吸收读数头4的热量，读数头4热量重新恢复至正常时，低
沸点蒸发液随之液化，活塞板101复位，水泵7将冷却管9以及临时储水道8内的水重新送入储液箱6内，进入储液箱6内水中的热量则经过导热柱12和导热槽11向外扩散；需要对玻璃光栅3进行安装时，首先将玻璃光栅3放入安装槽2内，然后正向转动调节杆141，固定套设在调节杆141上的第一斜齿轮142随之带动第二斜齿轮143和丝杆144转动，与丝杆144螺纹连接的升降螺母145通过安装件146实现对玻璃光栅3在安装槽2内的固定安装，能够多点对玻璃光栅3进行夹紧安装，使得玻璃光栅3受力均匀，提高了玻璃光栅3在安装槽2内的安装稳定性，需要对玻璃光栅3进行拆卸时，只需反向转动调节杆141，安装件146随之相互偏离，便可对玻璃光栅3进行拆卸。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

技术特征：
1.一种反射式光栅装置，包括铝合金框（1），其特征在于：所述铝合金框（1）一侧开设有安装槽（2），所述安装槽（2）内安装有匹配的玻璃光栅（3），且铝合金框（1）靠近安装槽（2）的一侧安装有零位传感器（5），所述安装槽（2）内安装有读数头（4），所述读数头（4）与零位传感器（5）匹配设置 ，所述读数头（4）远离铝合金框（1）的一侧固定设置有储液箱（6），所述储液箱（6）外侧固定连通有临时储水道（8），所述临时储水道（8）远离储液箱（6）的一侧固定连通有多组均匀分布的冷却管（9），多组所述冷却管（9）均匀包裹在读数头（4）外侧，所述储液箱（6）外侧壁固定安装有与临时储水道（8）连通的水泵（7）。2.根据权利要求1所述的一种反射式光栅装置，其特征在于：所述读数头（4）外侧壁固定安装有感温控制盒（10），所述感温控制盒（10）内壁密封滑动连接有活塞板（101），所述活塞板（101）下侧壁与感温控制盒（10）下侧内壁之间设置有低沸点蒸发液，且感温控制盒（10）上侧内壁中心处固定安装有与水泵（7）电性连接的弹性开关（102）。3.根据权利要求2所述的一种反射式光栅装置，其特征在于：所述铝合金框（1）远离安装槽（2）的一侧设置有调节腔（14），所述调节腔（14）一端内壁中心处转动连接有调节杆（141），且调节杆（141）向外贯穿铝合金端壁设置，所述调节杆（141）上固定套设有多组均匀分布的第一斜齿轮（142），所述调节腔（14）内设置有多组与第一斜齿轮（142）啮合的第二斜齿轮（143），每个所述第二斜齿轮（143）与调节腔（14）内壁均通过对应的丝杆（144）转动连接，所述丝杆（144）上螺纹连接有升降螺母（145），所述升降螺母（145）靠近安装槽（2）的一侧固定连接有对应的安装件（146），且调节腔（14）与安装槽（2）之间开设有与安装件（146）匹配的条形开口（147），多组所述安装件（146）贯穿条形开口（147）均与玻璃光栅（3）侧壁相抵。4.根据权利要求3所述的一种反射式光栅装置，其特征在于：每个所述安装件（146）均设置成l型，且调节杆（141）顶端固定安装有调节钮。5.根据权利要求4所述的一种反射式光栅装置，其特征在于：所述储液箱（6）内壁设置有多组均匀分布的导热柱（12），多组所述导热柱（12）均采用铜合金材料制作而成。6.根据权利要求5所述的一种反射式光栅装置，其特征在于：所述储液箱（6）外侧壁设置有与导热柱（12）匹配的导热槽（11），所述导热槽（11）远离导热柱（12）的一端开口处直径大于导热槽（11）另一端内壁的直径。7.根据权利要求6所述的一种反射式光栅装置，其特征在于：所述感温控制盒（10）与读数头（4）相抵的一侧固定垫设有导热板（103），所述导热板（103）采用铝合金材料制作而成。8.根据权利要求7所述的一种反射式光栅装置，其特征在于：所述储液箱（6）侧壁设置有透明观察窗（13），且临时储水道（8）设置成u型。

技术总结
本发明属于精密测量技术领域，具体的说是一种反射式光栅装置，包括铝合金框，铝合金框一侧开设有安装槽，安装槽内安装有匹配的玻璃光栅，且铝合金框靠近安装槽的一侧安装有零位传感器，安装槽内安装有读数头，读数头与零位传感器匹配设置，读数头远离铝合金框的一侧固定设置有储液箱，储液箱外侧固定连通有临时储水道，临时储水道远离储液箱的一侧固定连通有多组均匀分布的冷却管，多组冷却管均匀包裹在读数头外侧，储液箱外侧壁固定安装有与临时储水道连通的水泵；读数头与玻璃光栅之间留有间隙，二者之间无接触，有效规避了读数头移动的时候容易刮坏玻璃光栅上栅线的缺陷，其稳定性和可靠性较高。和可靠性较高。和可靠性较高。


技术研发人员：谢永列 刘建刚 黄倩
受保护的技术使用者：贵阳新豪光电有限公司
技术研发日：2022.05.24
技术公布日：2023/8/31