本發明涉及光學檢測技術領域，具體是光譜共焦檢測裝置。

背景技術：

光學測量與成像技術，通過光源、被測物體和探測器三點共軛，消除焦點以外的雜散光，得到比傳統寬場顯微鏡更高的橫向分辨率，同時由于引入針孔探測具有了軸向深度層析能力，通過焦平面的上下平移從而得到物體的微觀三維空間結構信息。這種三維成像能力使得共焦三維顯微成像技術已經廣泛應用于生物醫學、材料分析、工業探測及計量等各種不同的領域之中。

現有的光學測量與成像技術主要激光成像，其功耗大、成本高，而且精度較差，難以勝任復雜異形表面(如曲面、弧面、凸凹溝槽等)的快速高精度、穩定檢測或者成像的需求。

光譜共焦成像技術比激光成像具有更高的精度，而且能夠顯著降低功耗和成本。但現有的光譜共焦檢測設備大都是靜態檢測，檢測效率低，而且難以勝任復雜異形表面。雖然也有些鏡頭可以移動的，但結構復雜、精度低，檢測效率也低。

技術實現要素：

為了克服現有技術的不足，本發明提供了一種光譜共焦檢測裝置，其采用光譜共焦位移傳感器與伺服位移平臺相結合的方式，簡化了結構，提高了檢測精度和檢測效率。

其具體技術方案是，一種光譜共焦檢測裝置，包括：

檢測平臺，用于安裝被測物體；

光譜共焦位移傳感器，用于檢測被測物體的位置或者形狀；

若干個直線電機位移平臺，所述直線電機位移平臺的動子上設置有所述檢測平臺或所述光譜共焦位移傳感器；

控制系統，用于控制所述光譜共焦位移傳感器和所述直線電機位移平臺；

機架，用于安裝所述檢測平臺、所述光譜共焦位移傳感器、所述直線電機位移平臺和所述控制系統。

作為對技術方案的改進，所述機架包括底座，所述直線電機位移平臺的定子安裝在所述底座上，所述檢測平臺位于所述底座的上表面，所述底座上設置有懸臂，所述光譜共焦位移傳感器安裝在所述懸臂上。

作為對技術方案的改進，所述懸臂上設置有能夠沿預設方向伸縮的伸縮裝置，所述光譜共焦位移傳感器安裝在所述伸縮裝置上。

作為對技術方案的改進，所述伸縮裝置的伸縮方向垂直于所述檢測平臺的工作平面。

作為對技術方案的改進，所述懸臂設置在所述直線電機位移平臺的動子上。

作為對技術方案的改進，所述直線電機位移平臺包括第一移動裝置、第二移動裝置和第三移動裝置，所述第一移動裝置和所述第二移動裝置的定子分別固定在所述底座上表面的兩側，所述第一移動裝置的動子和所述第二移動裝置的動子的移動方向平行，所述第三移動裝置的定子的兩端分別固定連接所述第一移動裝置和所述第二移動裝置的動子，所述懸臂固定在所述第三移動裝置的動子上，且所述第三移動裝置的動子的移動方向垂直于所述第一移動裝置的動子的移動方向和所述第二移動裝置的動子的移動方向。

作為對技術方案的改進，所述第一移動裝置、所述第二移動裝置和所述第三移動裝置均為直線電機，且所述第一移動裝置、所述第二移動裝置和所述第三移動裝置的動子的移動方向均平行于所述檢測平臺的工作平面。

作為對技術方案的改進，所述檢測平臺設置在所述直線電機位移平臺的動子上。

作為對技術方案的改進，所述直線電機位移平臺和所述檢測平臺為疊加在一起的三層平臺，所述三層平臺的底層作為所述直線電機位移平臺的定子安裝在所述底座上，所述三層平臺的中間層與所述底層滑動連接，所述三層平臺的頂層作為所述檢測平臺與所述中間層滑動連接，所述中間層和所述頂層均由直線電機驅動。

作為對技術方案的改進，所述直線電機位移平臺中設置有光柵尺。

本發明至少具有以下有益效果：

(1)提供了一種帶直線電機位移平臺的光譜共焦檢測裝置，通過將直線電機位移平臺和光譜共焦位移傳感器相結合，可移動平臺相對于靜態檢測或者僅光譜共焦位移傳感器移動而言，極大地提高了檢測效率，適用于更復雜形狀的檢測，直線電機位移平臺移動控制精度高、結構簡單、運行穩定，提高了檢測精度。

(2)除了檢測平臺可以移動外，光譜共焦位移傳感器也可以在三維空間中移動，如此，直線電機位移平臺和光譜共焦位移傳感器可以聯動，使得該光譜共焦檢測裝置可以檢測外形極為復雜的物體，而且進一步提高了檢測效率，并同時可以使光譜共焦檢測裝置的檢測區域的體積更小。

(3)光譜共焦位移傳感器在與檢測平臺工作平面平行的方向上的移動由三個直線電機驅動，控制精度高，而且運行穩定。

為使本發明的上述目的、特征和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合所附附圖，作詳細說明如下。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應當理解，以下附圖僅示出了本發明的某些實施例，因此不應被看作是對范圍的限定，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他相關的附圖。

圖1是本發明實施例1中光譜共焦檢測裝置的示意圖；

圖2是本發明實施例2中光譜共焦檢測裝置的示意圖；

圖3是本發明實施例2中直線電機位移平臺的示意圖。

主要元件符號說明：

1-機架，2-伸縮裝置，21-伸縮裝置的定子，22-伸縮裝置的動子，23-中繼控制器，3-檢測平臺，31-底層，32-中間層，41-第一移動裝置，42-第二移動裝置，43-第三移動裝置，6-懸臂，51-傳輸鏈，7-立柱。

具體實施方式

在下文中，將更全面地描述本發明的各種實施例。本發明可具有各種實施例，并且可在其中做出調整和改變。然而，應理解：不存在將本發明的各種實施例限于在此公開的特定實施例的意圖，而是應將本發明理解為涵蓋落入本發明的各種實施例的精神和范圍內的所有調整、等同物和/或可選方案。

在下文中，可在本發明的各種實施例中使用的術語“包括”或“可包括”指示所公開的功能、操作或元件的存在，并且不限制一個或更多個功能、操作或元件的增加。此外，如在本發明的各種實施例中所使用，術語“包括”、“具有”及其同源詞僅意在表示特定特征、數字、步驟、操作、元件、組件或前述項的組合，并且不應被理解為首先排除一個或更多個其它特征、數字、步驟、操作、元件、組件或前述項的組合的存在或增加一個或更多個特征、數字、步驟、操作、元件、組件或前述項的組合的可能性。

在本發明的各種實施例中，表述“或”或“A或/和B中的至少一個”包括同時列出的文字的任何組合或所有組合。例如，表述“A或B”或“A或/和B中的至少一個”可包括A、可包括B或可包括A和B二者。

在本發明的各種實施例中使用的表述(諸如“第一”、“第二”等)可修飾在各種實施例中的各種組成元件，不過可不限制相應組成元件。例如，以上表述并不限制所述元件的順序和/或重要性。以上表述僅用于將一個元件與其它元件區別開的目的。例如，第一用戶裝置和第二用戶裝置指示不同用戶裝置，盡管二者都是用戶裝置。例如，在不脫離本發明的各種實施例的范圍的情況下，第一元件可被稱為第二元件，同樣地，第二元件也可被稱為第一元件。

應注意到：在本發明中，除非另有明確的規定和定義，“安裝”、“連接”、“固定”等術語應做廣義理解，例如，可以是固定連接、也可以是可拆卸連接、或者一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接連接，也是可以通過中間媒介間接相連；可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。

在本發明中，本領域的普通技術人員需要理解的是，文中指示方位或者位置關系的術語為基于附圖所示的方位或者位置關系，僅是為了便于描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或者元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。

在本發明的各種實施例中使用的術語僅用于描述特定實施例的目的并且并非意在限制本發明的各種實施例。如在此所使用，單數形式意在也包括復數形式，除非上下文清楚地另有指示。除非另有限定，否則在這里使用的所有術語(包括技術術語和科學術語)具有與本發明的各種實施例所屬領域普通技術人員通常理解的含義相同的含義。所述術語(諸如在一般使用的詞典中限定的術語)將被解釋為具有與在相關技術領域中的語境含義相同的含義并且將不被解釋為具有理想化的含義或過于正式的含義，除非在本發明的各種實施例中被清楚地限定。

實施例1

本實例提供了一種光譜共焦檢測裝置。

具體地，請參閱圖1，該光譜共焦檢測裝置包括：

檢測平臺3，用于安裝被測物體；

光譜共焦位移傳感器(圖中未示出)，用于檢測被測物體的位置或者形狀；

直線電機位移平臺，直線電機位移平臺的動子上設置有檢測平臺3，檢測平臺3用于安裝被測物體并供光譜共焦位移傳感器檢測；

控制系統，用于控制光譜共焦位移傳感器和直線電機位移平臺3；

機架1，用于安裝檢測平臺3、光譜共焦位移傳感器、直線電機位移平臺和控制系統。

具體地，本實施例中的光譜共焦位移傳感器，是指利用光譜共焦技術檢測被測物體的位置或形狀的傳感器，其原理是：使用特殊透鏡，延長不同顏色光的焦點光暈范圍，形成特殊放大色差，使其根據不同的被測物體到透鏡的距離，會對應一個精確波長的光聚焦到被測物體上，通過測量反射光的波長，就可以得到被測物體到透鏡的精確距離。

光譜共焦成像技術分辨率高，不僅能夠提供物體的微觀三維空間形態結構信息，而且還能夠提供豐富的光譜信息，給出物體中物質結構和成分的更多細節信息，因此在生物醫學檢測、食品檢測、材料檢測等領域中具有廣泛的應用前景。

具體地，機架1包括底座，直線電機位移平臺的定子安裝在底座上，檢測平臺3位于底座的上表面。底座上設置有懸臂6，光譜共焦位移傳感器安裝在懸臂6上。

在本實施例中，底座可以具有多種形狀，例如封閉式的方臺形、圓臺形，非封閉式的框架形等。作為一種優選的底座形狀，底座的底部為封閉式結構，其內部具有空腔，用于容納各種機電設施。

在本實施例中，底座的上表面和檢測平臺3優選為大理石平臺。大理石平臺主要礦物成分為輝石，斜長石，少量橄欖石，黑云母以及微量磁鐵礦，黑色光澤，結構精密，經過億萬年的老化，質地均勻，形態穩定性好、強度大、硬度高，能在重負荷下保持高精度。

優選地，懸臂6上設置有能夠沿預設方向伸縮的伸縮裝置2，光譜共焦位移傳感器安裝在伸縮裝置2上。具體地，該伸縮裝置2為直線電機式或者氣動式的伸縮裝置2，其具體結構包括伸縮裝置的定子21、伸縮裝置的動子22和中繼控制器23。伸縮裝置的定子21固定在懸臂6上，光譜共焦位移傳感器安裝在伸縮裝置的動子22的動子上，中繼控制器23用于根據控制系統發出的控制信號控制伸縮裝置2和光譜共焦位移傳感器工作。

進一步地，伸縮裝置2的伸縮方向垂直于檢測平臺3的工作平面。當伸縮裝置2的伸縮方向垂直于檢測平臺3的工作平面時，可以實時調整光譜共焦位移傳感器和被測物體的距離，便于精密檢測。

進一步地，懸臂6設置在直線電機位移平臺的動子上。

具體地，如圖1所示，直線電機位移平臺包括第一移動裝置41、第二移動裝置42和第三移動裝置43。第一移動裝置41和第二移動裝置42的定子分別固定在底座上表面的兩側，第一移動裝置41的動子和第二移動裝置42的動子的移動方向平行，第三移動裝置43的定子的兩端分別固定連接第一移動裝置41和第二移動裝置42的動子。懸臂6固定在所述第三移動裝置的動子上，且第三移動裝置43的動子的移動方向垂直于第一移動裝置41的動子的移動方向和第二移動裝置42的動子的移動方向。

進一步地，如圖1所示，第一移動裝置41、第二移動裝置42和第三移動裝置43均為直線電機。為了持續給第三移動裝置43、伸縮裝置2和光譜共焦位移傳感器供電及保持通信，第一移動裝置41、第二移動裝置42和第三移動裝置43上分別設有傳輸鏈，傳輸鏈內部具有容納電源線、通信線的空間。具體地，以第一移動裝置41為例，在第一移動裝置41的外側設置有傳輸鏈51，傳輸鏈51相對于第一移動裝置41的動子平行設置，且其移動方向與第一移動裝置41的動子的移動方向相同。

進一步優選，直線電機位移平臺中設置有光柵尺。光柵尺，也稱為光柵尺位移傳感器(光柵尺傳感器)，是利用光柵的光學原理工作的測量反饋裝置。在本實施例中，通過設置光柵尺，可以精確控制直線第一移動裝置41、第二移動裝置42和第三移動裝置43的移動。

實施例2

本實例也提供了一種光譜共焦檢測裝置。

如圖2所示，與實施例1相比，本實施例的主要區別在于：檢測平臺3設置在直線電機位移平臺的動子上。

作為一種優選的懸臂6與底座之間的固定連接方式，圖2中底座的上表面固定有兩根立柱7，懸臂6的兩端分別固定一根立柱7。

進一步地，直線電機位移平臺3固定在底座中，底座的上表面為大理石平臺。檢測平臺3露出該大理石平臺，直線電機設置在底座的內部。

具體地，如圖3所示，直線電機位移平臺和檢測平臺3為疊加在一起的三層平臺，三層平臺的底層31作為直線電機位移平臺的定子安裝在底座上，三層平臺的中間層32與底層31滑動連接，檢測平臺3作為三層平臺的頂層與中間層32滑動連接，中間層32和檢測平臺3均由直線電機驅動。

進一步優選，直線電機位移平臺中設置有光柵尺。光柵尺，也稱為光柵尺位移傳感器(光柵尺傳感器)，是利用光柵的光學原理工作的測量反饋裝置。在本實施例中，通過設置光柵尺，可以精確控制中間層32和檢測平臺3的移動。

本實施方式至少具有以下有益效果：

(1)提供了一種帶直線電機位移平臺的光譜共焦檢測裝置，通過將直線電機位移平臺和光譜共焦位移傳感器相結合，可移動平臺相對于靜態檢測或者僅光譜共焦位移傳感器移動而言，極大地提高了檢測效率，適用于更復雜形狀的檢測，直線電機位移平臺移動，控制精度高、結構簡單、運行穩定，提高了檢測精度。

(2)除了檢測平臺3可以移動外，光譜共焦位移傳感器也可以在三維空間中移動，如此，直線電機位移平臺和光譜共焦位移傳感器可以聯動，使得該光譜共焦檢測裝置可以檢測外形極為復雜的物體，而且進一步提高了檢測效率，并同時可以使光譜共焦檢測裝置的檢測區域的體積更小。

(3)光譜共焦位移傳感器在與檢測平臺3工作平面平行的方向上的移動由三個直線電機驅動，控制精度高，而且運行穩定。

本領域技術人員可以理解附圖只是一個優選實施場景的示意圖，附圖中的模塊或流程并不一定是實施本發明所必須的。

本領域技術人員可以理解實施場景中的裝置中的模塊可以按照實施場景描述進行分布于實施場景的裝置中，也可以進行相應變化位于不同于本實施場景的一個或多個裝置中。上述實施場景的模塊可以合并為一個模塊，也可以進一步拆分成多個子模塊。

上述本發明序號僅僅為了描述，不代表實施場景的優劣。

以上公開的僅為本發明的幾個具體實施場景，但是，本發明并非局限于此，任何本領域的技術人員能思之的變化都應落入本發明的保護范圍。