一种压簧式光学调整架论文和设计

全文摘要

一种压簧式光学调整架，包括调整主体、安装底座、光学元件、定位钢球、驱动组件A、驱动组件B、压簧和锁紧螺栓；驱动组件中的铜衬套以紧密配合安装在所述安装底座中的二通孔内，锁紧螺栓和所述压簧通过安装底座中的台阶孔A和台阶孔B将安装底座连接于调整主体；定位钢球被所述安装底座和调整主体共同夹持，且被对应设置的两锥形盲孔相切；安装主体上的L形切割缝隙有利于减小固定螺栓带来的应力；安装底座和调整主体均采用低膨胀系数的不锈钢材质，更有利于增加光学调整架的稳定性。本装置具有结构简单、小型化等优点，降低了生产和维护成本，能长时间保证光学元件位置的可靠性和稳定性，有利于提高整个设备系统的稳定性。

主设计要求

1.一种压簧式光学调整架，包扩安装底座(1)、调整主体(2)、光学元件(3)以及将调整主体(2)与安装底座(1)串接在一起的两组锁紧螺杆组件，其特征在于：A、所述的安装底座(1)为一L型立面体，在其垂直立面上设有一用于透光通孔(14)，围绕着透光通孔(14)两侧各设有一组有序排布的通孔A(12)、台阶孔A(15)和通孔B(13)和台阶孔B(16)，并在安装底座(1)L型立面体的背面位置设有一锥形盲孔A(11)；所述的通孔A(12)和通孔B(13)中各设有一驱动组件(5、6)；同时，在L型立面与安装底座(1)一侧的结合部设有一L型切割缝隙(17)；B、所述的调整主体(2)为一矩形块体，其块体面上设有安置光学元件(3)的安装孔(24)，所述安装孔(24)相邻的两侧边部位置设有呈三角形分布的一对螺丝孔A(22)、螺丝孔B(23)，以及一锥形盲孔B(21)，并在调整主体(2)螺丝孔B(23)边部的外侧设有一V形定位槽(26)；C、所述的锁紧螺杆组件各由一锁紧螺杆(8)和穿置在杆体上的压簧(7)组成，所述的螺杆组件分别穿透设置在调整主体(2)上的两个台阶孔A和台阶孔B后与调整主体(2)中的对应螺丝孔A、和螺丝孔B构成既能连接安装底座(1)和调整主体(2)，同时又能夹持分设在锥形盲孔A(11)、锥形盲孔B(21)之间的定位钢球(4)的压簧式光学调整构架。

设计方案

1.一种压簧式光学调整架，包扩安装底座(1)、调整主体(2)、光学元件(3)以及将调整主体(2)与安装底座(1)串接在一起的两组锁紧螺杆组件，其特征在于：

A、所述的安装底座(1)为一L型立面体，在其垂直立面上设有一用于透光通孔(14)，围绕着透光通孔(14)两侧各设有一组有序排布的通孔A(12)、台阶孔A(15)和通孔B(13)和台阶孔B(16)，并在安装底座(1)L型立面体的背面位置设有一锥形盲孔A(11)；所述的通孔A(12)和通孔B(13)中各设有一驱动组件(5、6)；同时，在L型立面与安装底座(1)一侧的结合部设有一L型切割缝隙(17)；

B、所述的调整主体(2)为一矩形块体，其块体面上设有安置光学元件(3)的安装孔(24)，所述安装孔(24)相邻的两侧边部位置设有呈三角形分布的一对螺丝孔A(22)、螺丝孔B(23)，以及一锥形盲孔B(21)，并在调整主体(2)螺丝孔B(23)边部的外侧设有一V形定位槽(26)；

C、所述的锁紧螺杆组件各由一锁紧螺杆(8)和穿置在杆体上的压簧(7)组成，所述的螺杆组件分别穿透设置在调整主体(2)上的两个台阶孔A和台阶孔B后与调整主体(2)中的对应螺丝孔A、和螺丝孔B构成既能连接安装底座(1)和调整主体(2)，同时又能夹持分设在锥形盲孔A(11)、锥形盲孔B(21)之间的定位钢球(4)的压簧式光学调整构架。

2.如权利要求1所述的一种压簧式光学调整架，其特征在于：所述的驱动组件由铜衬套(51)、驱动螺杆(52)和钢球(521)组成，所述的铜衬套(51)分别以零公差方式紧密配合安装在所述安装底座(1)中的对应的通孔A和通孔B内，所述铜衬套(51)外侧面与通孔A、通孔B内侧面之间涂覆一层厌氧胶，并通过铜衬套前端设置的前端台阶(513)与安装座固定连接；所述的钢球(521)安置于驱动螺杆(52)的前端，并与调整主体抵接；设置于安装底座(1)下部的驱动组件中的所述驱动螺杆前端内置的钢球与所述调整主体中的V形定位槽(26)相切。

3.如权利要求1所述的一种压簧式光学调整架，其特征在于：所述安装底座(1)和所述调整主体(2)之间设有一被两者共同夹持的定位钢球(4)，所述的定位钢球(4)与所述锥形盲孔A和锥形盲孔B相切。

4.如权利要求1所述的一种压簧式光学调整架，其特征在于：所述安装底座(1)中的L形切割缝隙(17)位于所述安装底座中的通孔B(13)的正下方且靠近安装腰孔(18)处；所述L形切割缝隙宽度0.1～0.5mm。

5.如权利要求1所述的一种压簧式光学调整架，其特征在于：所述安装底座(1)中的通孔A(12)的中心与台阶孔A(15)中心之间的连线和所述安装底座中的通孔B(13)中心与台阶孔B(16)中心之间的连线相互垂直；所述调整主体(2)中的螺丝孔A(22)的中心与锥形盲孔B(21)中心之间的连线和螺丝孔B(23)中心与锥形盲孔B(21)中心之间的连线相互垂直；所述安装底座(1)中的锥形盲孔A(11)正对所述调整主体(2)中的锥形盲孔B(21)。

6.如权利要求1所述的一种压簧式光学调整架，其特征在于：所述光学元件(3)的外径略小于所述调整主体(2)中的安装孔内径；所述光学元件(3)以胶粘的方式固定在所述调整主体(2)的所述安装孔内，并以定位台阶为限将定位光学元件(3)固定在安装孔内的位置；胶合方式是指通过紫外胶或者环氧树脂胶将光学元件(3)与调整主体(2)胶合为一体。

7.如权利要求1所述的一种压簧式光学调整架，其特征在于：所述安装底座(1)的底部两侧设有安装腰孔(18)，通过螺栓以可调整方式固定在设备上。

8.如权利要求1所述的一种压簧式光学调整架，其特征在于：所述调整主体(2)和安装底座(1)材质为低膨胀系数的不锈钢材料。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及光学技术领域，尤其是涉及一种压簧式光学调整架。

背景技术

随着光电行业的发展，光学调整镜架越来越广泛应用于各种光学检测设备中的光学元件的精密调整。目前，常用光学调整架一般由光学元件、安装底座、安装压块、具有拉伸弹簧的二维调整架等器件组成，此种光学调整架结构简单、生产和调试较方便；但是在调整架中普遍使用了拉伸式弹簧(简称拉簧)机构，由于光学调整架在长期反复调整的使用过程中，拉簧的拉伸、抗疲劳等机械性能均会有所下降，由此造成光学调整架的长期稳定性不够，不利于光学设备系统的长期的稳定性和可靠性。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种具有良好稳定使用性能的光学调整机构，用压簧式光学调整架装置来替换传统的拉簧式光学调整架机构。

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：

一种压簧式光学调整架，包括安装底座、调整主体、光学元件以及将调整主体与安装底座串接在一起的两组锁紧螺杆组件，其特征在于：

A、所述的安装底座为一L型立面体，在其垂直立面上设有一透光通孔，围绕着透光通孔两侧各设有一组有序排布的通孔A、台阶孔A和通孔B和台阶孔B，并在安装底座的L型立面体的背面位置设有一锥形盲孔A；所述的通孔A和通孔B中各设有一驱动组件、驱动组件；同时，在L型立面与安装底座一侧的结合部设有一L型切割缝隙；

B、所述的调整主体为一矩形块体，其块体面上设有安置光学元件的安装孔，所述安装孔相邻的两侧边部位置设有呈三角形分布的一对螺丝孔A、螺丝孔B，以及一锥形盲孔B，并在调整主体螺丝孔B边部的外侧设有一V形定位槽；

C、所述的锁紧螺杆组件各由一锁紧螺杆和穿置在杆体上的压簧组成，所述的螺杆组件分别穿透设置在调整主体上的两个台阶孔A和台阶孔B后与调整主体中的对应螺丝孔A、和螺丝孔B构成既能连接安装底座和调整主体，同时又能夹持分设在锥形盲孔A、锥形盲孔B之间的定位钢球的压簧式光学调整构架。

优选地，所述的驱动组件由铜衬套、驱动螺杆和钢球组成，所述的铜衬套分别以零公差方式紧密配合安装在所述安装底座中的对应的通孔A和通孔B内，所述铜衬套外侧面与通孔内侧面之间涂覆一层厌氧胶，并通过铜衬套前端设置的前端台阶与安装座固定连接；所述的钢球安置于驱动螺杆的前端，并与调整主体抵接；设置于安装底座下部的驱动组件中的所述驱动螺杆前端内置的钢球与所述调整主体中的V形定位槽相切。

优选地，所述安装底座和所述调整主体之间设有一被两者共同夹持的定位钢球，所述的定位钢球与所述锥形盲孔A和锥形盲孔B相切。

优选地，所述安装底座中的L形切割缝隙位于所述安装底座中的通孔B的正下方且靠近安装腰孔处；所述L形切割缝隙宽度0.1～0.5mm。

优选地，所述安装底座中的通孔A的中心与台阶孔A中心之间的连线和所述安装底座中的通孔B中心与台阶孔B中心之间的连线相互垂直；所述调整主体中的螺丝孔A的中心与锥形盲孔B中心之间的连线和螺丝孔B中心与锥形盲孔B中心之间的连线相互垂直；所述安装底座中的锥形盲孔A正对所述调整主体中的锥形盲孔B。

优选地，所述光学元件的外径略小于所述调整主体中的安装孔内径；所述光学元件以胶粘的方式固定在所述调整主体的所述安装孔内，并以定位台阶为限将定位光学元件固定在安装孔内的位置；所述胶合方式是指通过紫外胶或者环氧树脂胶将光学元件与调整主体胶合为一体。

优选地，所述安装底座的底部两侧设有安装腰孔，通过螺栓以可调整方式固定在设备上。

优选地，所述调整主体和安装底座材质为低膨胀系数的不锈钢材料。

根据以上技术方案提出的这种压簧式光学调整架，与现有的同类装置相比较，具有以下特点：

具有结构简单、小型化等优点，同时，避免拉伸式弹簧式的光学调整架中拉簧在长期调整过程中，因拉伸疲劳等问题带来的光学调整架的稳定性问题，降低了生产和维护成本，因此，本使用新装专利能长时间保证光学元件位置的可靠性和稳定性，提高整个设备系统的稳定性。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2是本实用新型实施例的一种压簧式光学调整架的分解图；

图3(a)、图3(b)是本实用新型实施例中安装底座的示意图；

图4是本实用新型实施例中调整主体的示意图；

图5是本实用新型实施例中定位钢球、驱动组件A及其位置处的剖视图；

图6是本实用新型实施例中驱动组件B及其位置处的剖视图；

图7是本实用新型实施例中驱动组件A、B的示意图；

图8是本实用新型实施例中驱动组件A、B的放大的剖视图。

图中：

1-安装底座；2--调整主体；3-光学元件；4-定位钢球；5-驱动组件A；6-驱动组件B；7-压簧；8-锁紧螺栓；

对于安装底座-1：

11-锥形盲孔A；12-通孔A；13-通孔B；14-透光通孔；15-台阶孔A；16-台阶孔B；17-L形切割缝隙；18-安装腰孔；

对于调整主体-2：

21-锥形盲孔B；22-螺丝孔A；23-螺丝孔B；24-安装孔；25-定位台阶；26-V 形定位槽

对于驱动组件A5、驱动组件B6：

51\/61-铜衬套；511\/611-铜衬套内侧；512\/612-铜衬套外侧；513\/613-前端台阶；

52\/62-驱动螺杆；521\/621-钢球；522\/622-内六角沉孔；523\/623-驱动螺杆外侧；

具体实施方式

以下结合说明书附图进一步描述本实用新型，并给出本实用新型的实施例。本实用新型提出的这种压簧式光学调整架，其核心创意在于：摒弃传统装置中通常贯用的拉簧式操控结构，通过一组穿置在锁紧螺杆的压簧构成调整主体与安装底座的衔接机构；同时有利用设置在L形安装底座立面上的两组驱动组件操控调整主体上的光学元件的垂直角度。

如图1～8所示，以下结合实施例具体阐述本实用新型的技术方案，如图1所示，本实用新型揭示了一种压簧式光学调整架，该装置包括：安装底座1、调整主体2、光学元件3、定位钢球4、驱动组件A5、驱动组件B6、压簧7和锁紧螺栓8。

A、所述的安装底座1为一L型立面体，在其垂直立面上设有一用于透光通孔 14，围绕着透光通孔14两侧各设有一组有序排布的通孔A12、台阶孔A15和通孔B13 和台阶孔B16，并在安装底座1L型立面体的背面位置设有一锥形盲孔A11；所述的通孔A12和通孔B13中各设有一驱动组件5、6；同时，在L型立面与安装底座1一侧的结合部设有一L型切割缝隙17；

B、所述的调整主体2为一矩形块体，其块体面上设有安置光学元件3的安装孔24，所述安装孔24相邻的两侧边部位置设有呈三角形分布的一对螺丝孔A22、螺丝孔B 23，以及一锥形盲孔B21，并在调整主体2螺丝孔B23边部的外侧设有一V 形定位槽26；

C、所述的锁紧螺杆组件各由一锁紧螺杆8和穿置在杆体上的压簧7组成，所述的螺杆组件分别穿透设置在调整主体2上的两个台阶孔A和台阶孔B后与调整主体2中的对应螺丝孔A、和螺丝孔B构成既能连接安装底座1和调整主体2，同时又能夹持分设在锥形盲孔A11、锥形盲孔B21之间的定位钢球(4)的压簧式光学调整构架。

如图3所示，所述安装底座1上设置有锥形盲孔A11，通孔A12，通孔B13，透光通孔14，台阶孔A15，台阶孔B16，L形切割缝隙17和安装腰孔18；

如图4所示，所述调整主体2上设置有锥形盲孔B21、螺丝孔B22、螺丝孔B23、安装孔24、定位台阶25和V形定位槽26；

在本技术方案中：所述驱动组件A5和驱动组件B6由相同规格和型号的铜衬套和驱动螺杆组成；分别设置在L型立面体上下两个通孔A12、通孔13中，用于连接调整主体2。

所述锁紧螺栓8和所述压簧7穿过所述安装底座1中的台阶孔A15和台阶孔 B16将安装底座1与调整主体2连接在一起，所述锁紧螺栓8前端部分旋紧在所述调整主体1上的螺丝孔A22和螺丝孔B23内部；

同时，所述定位钢球4被所述安装底座1和调整主体2共同夹持，并与所述锥形盲孔A11和所述锥形盲孔B21相切；

所述安装底座1中的L形切割缝隙17位于所述安装底座1的通孔B13下方位置处；所述L形切割缝隙17的宽度约0.1～0.5mm；

所述安装底座1中的通孔A12中心与台阶孔A15中心之间的连线和通孔B13中心与台阶孔B16中心之间的连线相互垂直；

所述调整主体2中的螺丝孔A22中心与锥形盲孔B21中心之间的连线和螺丝孔 B23中心与锥形盲孔B21中心之间的连线相互垂直；所述安装底座1中的锥形盲孔 A11正对所述调整主体2中的锥形盲孔B21；

所述安装底座1中的台阶孔A15正对所述调整主体2中的螺丝孔A22；所述安装底座1中的台阶孔B16正对所述调整主体2中的螺丝孔B23；

所述安装底座1中的透光通孔14正对所述调整主体2中的安装孔24，所述透光通孔14的内径等于所述安装孔24的内径；

所述光学元件3的外径略小于所述调整主体2中的安装孔24的内径；所述调整主体2中的定位台阶15位于所述安装孔24的内部，用于定位光学元件3的背面安装位置。

所述安装腰孔18位于所述安装底座1的底部的两侧；

如图6～7所示，在本技术方案中，驱动组件包括驱动组件A5和驱动组件B6。所述驱动组件B6内部部件的型号、结构和位置关系均和所述驱动组件A5一致。

以驱动组件A5为例说明，所述驱动组件A5包括铜衬套51和驱动螺杆52，所述驱动螺杆52的前端内设置钢珠521，所述驱动螺杆52后端设置有内六角沉孔522；

所述铜衬套内侧511和所述驱动螺杆外侧523设置相同规格的细牙螺纹；所述铜衬套51和所述驱动螺杆52通过所述细牙螺丝啮合为一起；所述驱动螺杆52能够在所述铜衬套51内部沿着前后方向调整移动；

如图5～6所示，所述驱动组件A5和驱动组件B6中的铜衬套51、61的前端台阶 513、613朝向调整主体2；

所述驱动组件A5中的铜衬套51以零公差方式紧密配合安装在所述安装底座1 中的通孔A12内，所述驱动组件A5中的铜衬套外侧面512与通孔A12的内侧面之间涂覆一层厌氧胶，用于稳定驱动组件A5中的铜衬套51与通孔A12之间的相对位置关系；

所述驱动组件B6中的铜衬套61以零公差方式紧密配合安装在所述安装底座1 中的通孔B13内，所述驱动组件B6中的铜衬套外侧面612与通孔B13的内侧面之间涂覆一层厌氧胶，用以稳定驱动组件B6中的铜衬套61与通孔B13之间的相对位置关系；所述驱动组件B6中的所述驱动螺杆62前端内置的钢球621与所述调整主体1 中的V形定位槽26相切。

所述锁紧螺栓8的锁紧扭力由所述锁紧螺栓8的规格型号和所述的压簧7的规格型号决定；

所述定位钢球4位于所述安装底座1和所述调整主体2之间，且与锥形盲孔A11 和锥形盲孔B21相切；

所述光学元件3以胶粘的方式固定在所述调整主体2的所述安装孔24内，并以定位台阶25定位光学元件3在安装孔24内的位置；所述胶合方式是指通过紫外胶或者环氧树脂胶将光学元件3与调整主体2胶合为一体组件。

所述安装底座1和调整主体2的材质为低膨胀系数的不锈钢材料，如65Mn弹簧钢、60Si2MnA弹簧钢或50CrVA弹簧钢等；

对本实用新型一种压簧式光学调整架的使用方法做如下简述：

将安装底座1、调整主体2、定位钢球4、驱动组件A5、驱动组件B6、压簧7和锁紧螺栓8等机械部件安装起来，使用扭力扳手将按一定扭力锁紧螺栓8锁紧，而后，通过胶合方式将光学元件3固定在调整主体2上，共同组成一种压簧式光学调整架。通过安装底座1两侧的安装腰孔18，使用螺栓将压簧式光学调整架可调整地固定在设备中。

调整时，使用内六角扳手插入驱动组件A5中的驱动螺杆52后端的内六角沉孔 522且旋转，使得驱动螺杆52可以前后移动，推动调整主体2在水平方向上产生角度变化运动，进而使得光学元件3在水平方向上产生角度变化运动；使用内六角扳手插入驱动组件B6中的驱动螺杆62后端的内六角沉孔622且旋转，使得驱动螺杆62可以前后移动，推动调整主体2在垂直方向上产生俯仰角度变化运动，进而使得光学元件3在垂直方向上产生俯仰角度变化运动，共同完成光学元件的角度调整。

在调整中及完毕后，光学元件3及调整主体2发生角度变化，而安装底座1不动；同时，安装底座18中的通孔B13下方设置有L形切割缝隙17，可以有效地降低锁紧安装底座1时产生的应力变化。

同时，安装底座1和调整主体2均采用具有良好力学性能(如抗疲劳变形、低膨胀系数等)的不锈钢材料，如65Mn弹簧钢、60Si2MnA弹簧钢或50CrVA弹簧钢等。这样进一步增加了所述压簧式光学调整架的稳定性和可靠性。

以上仅是申请人针对技术方案给出的本实用新型的基本实施方式，并不代表本实用新型的全部，本行业的技术人员依据本创意所提出的不具有实质性创新内容的改进均应视为属于本实用新型保护的范畴。

设计图

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