CN102508352B - 一种二维角度微调调整架 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种二维角度微调调整架，其适用于调整光学干涉仪镜头在X-X、Y-Y两条轴线转动，其组成结构主要包括在外壳内同轴线放置的镜头、上盖、带有弧形凹槽面的小圆环和大圆环，小圆环和大圆环之间采用间隙配合，并有销钉相连，镜头通过上盖安装在调整机构上；两个调整螺杆分别与大圆环和小圆环上的凹槽面接触构成滑动副，调整两个调整螺杆，能够使小圆环内的待调整镜头沿X-X、Y-Y两条轴线转动，实现二维小角度的调整；复位组件分别与大小圆环相连，使镜头能够复位的同时，具有正反两个方向的角度调节。与现有技术相比，本发明具有稳定性好，镜头通光面积大，结构简单及安装调节方便的特点，适用于精密光学镜头的角度调整。

Description

一种二维角度微调调整架

技术领域

本发明涉及微调整机构的技术领域，特别涉及一种二维角度微调调整架，其主要应用于精密光学仪器和透镜的精密机械调整机构中。

背景技术

在光学实验中，人们为了解决其光路的调整问题，常使用光学元件方位调整装置。这些机构中，角度调整的传统机构为三点自适应支撑机构或其变异的机构，且大多数调整机构的调整杆布置的方向为沿光轴的方向。这些机构的优点是：调节方便，有较高的分辨率，是光学机械中常用的调节机构。但是，上述机构的结构往往比较复杂，制造成本高，装配比较麻烦，而且存在调整、定位精度低、反应滞后、运动时存在爬行等缺点，更重要的是现有的调整机构很难在同一个方向上实现角度的多维微量调整，且调节精度很难达到要求。现有技术中专利号为ZL 02260943.1的专利提出了一种“万向节微调调整架”的技术方案，解决了在同一方向上实现角度的多维调整，采用楔形块的楔面实现三维小角度的调整。但楔形块分别与内部的旋转圆环相连接的方式使整个机构的尺寸增大、有效通光面积减小，同时也增加了结构的复杂性，且内部各圆环之间的连接方式使得调整机构在工作过程容易受到外界的干扰，内部镜头的安装不稳定。

发明内容

本发明要解决的技术问题为：为克服上述技术上的不足，提供了一种二维角度微调调整架，该调整架的调整杆垂直于光轴且位于同一方向上，这种驱动方式使操作更加方便于在密集光路中的调整，且不用担心调整时对光路的遮挡和影响；与使用楔形块进行角度调整的机构不同，该调整架采用弧形面调整，免除了楔形块调整机构中的一些复杂安装，增加了整个机构中的相对通光面积，弧形面加工的弧度可用于控制机构角度的调整范围以及调整精度，以适用于不同的场合；该调整架制作工艺简单，成本低，零件较少，提高了机构的整体精度，便于安装，复位精度高，稳定性好，能在很小的空间实现在同一方向对机构做二维角度的调整。

本发明解决上述技术问题的技术方案为：

一种二维角度微调调整架，该调整架包括：外壳、第一调整杆、第二调整杆、第一复位组件和第二复位组件、镜头、上盖、小圆环和大圆环；其中：

大圆环上有第一凹槽，小圆环上有第二凹槽；所说的第一调整杆顶在大圆环第一凹槽的弧形面上，第二调整螺杆顶在小圆环第二凹槽的弧形面上；

小圆环面上有螺纹孔，安装有镜头的上盖通过螺钉固定在小圆环上；

外壳顶上带有第一调整杆、第二调整杆、第一复位组件和第二复位组件；在外壳内，从外壳中心至外壳内边，同中心轴线地置有镜头、上盖、小圆环和大圆环，镜头置于上盖内，上盖固定在小圆环上，小圆环与大圆环之间采用间隙配合，大圆环与外壳之间也采用间隙配合，小圆环与大圆环之间通过两个竖直方向的第一销钉相连接，外壳与大圆环之间通过两个水平方向的第二销钉连接，大圆环与外壳之间通过第一复位组件连接，小圆环与外壳之间通过第二复位组件连接。

进一步的，所说的第一调整杆和第二调整杆位于同一平面内的同一方向上，第一调整杆包括第一刻度手柄和第一螺杆，第二调整杆包括第二刻度手柄和第二螺杆；第一刻度手柄和第二刻度手柄露在外壳上面，第一螺杆、第二螺杆与外壳通过螺纹连接并伸进外壳内，螺杆的末端均为球面，分别顶在第一凹槽和第二凹槽的弧形面上。

进一步的，所说的第一复位组件包括第四销钉、第一拉簧和第一拉杆；第二复位组件包括第二销钉、第二拉簧和第二拉杆；第一拉杆和第二拉杆固定在外壳上，第四销钉和第三销钉分别固定在大圆环和小圆环上；第一拉簧一端与第一拉杆相连，另一端与第四销钉相连，第二拉簧的一端与第二拉杆相连，另一端与第三销钉相连。

进一步的，所说的大圆环上加工有弧形第一凹槽，小圆环上加工有弧形第二凹槽，弧形面加工的形状决定调整机构的调整范围，通过控制大圆环与小圆环的内外径之差改变镜头的通光面积。

进一步的，所说的上盖上加工有弧形面。

进一步的，所说的镜头上有凸块，凸块与上盖的弧形面相压紧，起到固定镜头的作用。

进一步的，应用于精密光学仪器调整机构中或者透镜的精密机械调整机构中。

进一步的，上述调整架应用于光学干涉仪镜头中。

本发明与现在技术相比的优点在于：

1、本发明通过调整螺杆既转动又进给以及圆环绕轴线转动的方式，在同一方向上实现二维小角度的转动调整，而且调节方便。

2、本发明机构在调节过程中，通过拉簧的恢复力实现机构的弹性恢复，稳定性好，安装简单。

附图说明

图1为二维角度微调调整架的正视示意图；

图2为二维角度微调调整架的后视示意图；

图3为二维角度微调调整架的左视示意图；

图中，1.外壳，2.第一复位组件，3.第一调整杆，4.第二调整杆，5.第二复位组件，6.竖直方向的第一销钉，7.大圆环，8.小圆环，9.水平方向的第二销钉，10.上盖，11.镜头，12.螺钉，13.第三销钉，14.第二弹簧，15.第二凹槽，16.第二复位杆，17.第二螺杆，18.第二刻度手柄，19.第一刻度手柄，20.第一螺杆，21.第一复位杆，22.第一凹槽，23.第二弹簧，24.第四销钉，25.镜头凸块，26.上盖弧形面。

具体实施方式

现结合附图说明本发明的实施例。但以下的实施例仅限于解释本发明，本发明的保护范围应包括权利要求的全部内容，而且通过以下实施例对该领域的技术人员即可以实现本发明权利要求的全部内容。

本发明的结构如图1、2、3所示。

如图1所示一种二维角度微调调整架，包括：外壳1，外壳1上带有第一调整杆3、第二调整杆4、第一复位组件2和第二复组件5；在外壳1内，从中心至外壳1内边，由里向外同轴心的置有镜头11、上盖10、小圆环8和大圆环7；上盖10有三个通孔，小圆环8上对应的带有三个螺纹孔，上盖10通过三个螺钉12固定在小圆环8上；小圆环8与大圆环7以及大圆环7与外壳1之间均采用间隙配合可以保证转动过程灵活及不干扰。小圆环8与大圆环7之间通过两个竖直方向的第一销钉6相连接，外壳1与大圆环7之间通过两个水平方向的第二销钉9连接。

如图2所示，待调整的镜头11安装于上盖10内，镜头11上有凸块25，镜头11通过凸块25与上盖10的弧形面26压紧以达到固定并压紧镜头11于上盖10上的目的；大圆环7上有加工的第一凹槽22，小圆环8上有加工的第二凹槽15，所说的第一调整杆3顶在第一凹槽22上，第二调整杆4顶在第二凹槽15上；大圆环7与外壳1之间有第一复位组件2相连，小圆环8与外壳1之间有第二复位组件5相连；

所说的第一调整杆3包括第一刻度手柄19和第一螺杆20；第二调整杆4包括第二刻度手柄18和第二螺杆17。第一刻度手柄19和第二刻度手柄18露在外壳1上面，第一螺杆20和第二螺杆17伸进外壳1内，分别顶在第一凹槽22和第二凹槽15上，如图2、3所示。

水平方向位于同一平面内的第一调整杆3和第二调整杆4，其中第一调整杆3包括第一刻度手柄19和第一螺杆20，第二调整杆4包括第二刻度手柄18和第二螺杆17。为了使大圆环7和小圆环8能够回到原来的位置，分别安装有第一复位组件2和第二复位组件5。第一复位组件2包括第四销钉24、第一弹簧23和第一复位杆21。第二复位组件5包括第三销钉13、第二弹簧14和第二复位杆16。第一弹簧23和第二弹簧14分别用第四销钉24和第三销钉13固定在大圆环7和小圆环8上，用第一复位杆21和第二复位杆16固定在外壳1上，如图2、3所示。

如上述结构，几个联接及配合的部位是：外壳1与大圆环7通过两个水平方向的第二销钉9在水平方向连接，相当于水平方向上的转轴，保证机构中大圆环7、小圆环8、上盖10和镜头11一起绕X-X轴线转动，且大圆环7后面用第一复位组件2与外壳1连接保证结合体在调节过程中能够回到原来的位置，且外壳1与大圆环7以较大的间隙配合，保证有足够的偏转空间；大圆环7与小圆环8通过两个竖直方向的第一销钉6在竖直方向连接，相当于竖直方向的转轴，保证机构中小圆环9、上盖10和镜头11的结合体绕Y-Y轴线转动，且小圆环8后面用第二复位组件5与外壳1连接保证结合体在调整过程中可以回到原来的位置，同样以较大的间隙配合以保证有足够的转动空间。配有第一刻度手柄19的第一螺杆20和配有第二刻度手柄18的第二螺杆17分别拧进壳体1内，这样机构可分别绕X-X、Y-Y两个方向做微量转动。

本发明动态调整过程是：如上述结构，首先轻轻拧动第一刻度手柄19，第一调整杆3的第一螺杆20向下移动，顶着大圆环7第一凹槽22，使大圆环7绕X-X轴微转动；再拧动第二刻度手柄18，第二调整杆4的第二螺杆17向下移动，顶着小圆环8第二凹槽15，使小圆环8绕Y-Y轴微转动。通过以上调节实现镜头绕X-X、Y-Y两个方向做微量转动。

结合图1、2、3，对绕X、Y向的可调角度范围进行说明，根据调节杆3、4的位置不同、大小圆环尺寸的不同、螺杆长度变化以及圆环上凹槽弧形面弧度的变化，对应的角度范围不一样。对于左右调整杆调节的角度范围可以从调节丝杆刚顶到第一、二凹槽的弧形面为始，到调整杆脱离弧形面为止的过程中，弧形面所在的圆环转动的角度即为调节的角度范围。

其中，外壳1、大圆环7和小圆环8材料选用硬铝LY12来加工，易加工且使用轻便；

大圆环7的凹槽22以及小圆环8的凹槽15镀上硬铬，以提高耐磨性；

第一、第二刻度手柄19、18材料选用不锈钢304；

第一、第二螺杆20、17材料用不锈钢304；

所用拉簧选用标准件GB1973.2-86；

用于连接的第一、第二销钉6、9选用标准件GB73-85。

螺钉12选用标准件GB/T13806.1-92。

用于连接拉簧和圆环的第三、第四销钉13、24选用标准件GB825-88。

本发明未详细阐述的部分属于本领域公知技术。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种二维角度微调调整架，其特征在于：该调整架包括：外壳（1）、第一调整杆（3）、第二调整杆（4）、第一复位组件（2）和第二复位组件（5）、镜头（11）、上盖（10）、小圆环（8）和大圆环（7）；其中： 

大圆环（7）上有第一凹槽（22），小圆环（8）上有第二凹槽（15）；所述的第一调整杆（3）顶在大圆环（7）第一凹槽（22）的弧形面上，第二调整螺杆（4）顶在小圆环（8）第二凹槽（15）的弧形面上； 

小圆环（8）面上有螺纹孔，安装有镜头（11）的上盖（10）通过螺钉（12）固定在小圆环（8）上； 

外壳（1）顶上带有第一调整杆（3）、第二调整杆（4）、第一复位组件（2）和第二复位组件（5）；在外壳（1）内，从外壳（1）中心至外壳（1）内边，同中心轴线地置有镜头（11）、上盖（10）、小圆环（8）和大圆环（7），镜头（11）置于上盖（10）内，上盖（10）固定在小圆环（8）上，小圆环（8）与大圆环（7）之间采用间隙配合，大圆环（7）与外壳（1）之间也采用间隙配合，小圆环（8）与大圆环（7）之间通过两个竖直方向的第一销钉（6）相连接，外壳（1）与大圆环（7）之间通过两个水平方向的第二销钉（9）连接，大圆环（7）与外壳（1）之间通过第一复位组件（2）连接，小圆环（8）与外壳（1）之间通过第二复位组件（5）连接； 

所述的第一调整杆（3）和第二调整杆（4）位于同一平面内的同一方向上，第一调整杆（3）包括第一刻度手柄（19）和第一螺杆（20），第二调整杆（4）包括第二刻度手柄（18）和第二螺杆（17）；第一刻度手柄（19）和第二刻度手柄（18）露在外壳（1）上面，第一螺杆（20）、第二螺杆（17）与外壳（1）通过螺纹连接并伸进外壳（1）内，螺杆的末端均为球面，分别顶在第一凹槽（22）和第二凹槽（15）的弧形面上； 

所述的第一复位组件（2）包括第四销钉（24）、第一拉簧（23）和第一拉杆（21）；第二复位组件（5）包括第三销钉（13）、第二拉簧（14）和第二拉杆（16）；第一拉杆（21）和第二拉杆（16）固定在外壳（1）上，第四销钉（24）和第三销钉（13）分别固定在大圆环（7）和小圆环（8）上；第一拉簧（23）一端与第一拉杆（21）相连，另一端与第四销钉（24）相连，第二拉簧（14）的一端与第二拉杆（16）相连，另一端与第三销钉（13）相连； 

所述的大圆环（7）上加工有弧形第一凹槽（22），小圆环（8）上加工有弧形第二凹槽（15），弧形面加工的形状决定调整机构的调整范围，通过控制大圆环（7）与小圆环（8）的内外径之差改变镜头的通光面积； 

所述的上盖（10）上加工有弧形面（26）； 

所述的镜头（11）上有凸块（25），凸块（25）与上盖（10）的弧形面（26）相压紧，起到固定镜头的作用； 

该二维角度微调调整架的调整杆垂直于光轴且位于同一方向上，这种驱动方式使操作更加方便于在密集光路中的调整，且不用担心调整时对光路的遮挡和影响；与使用楔形块进行角度调整的机构不同，该调整架采用弧形面调整，免除了楔形块调整机构中的一些复杂安装，增加了整个机构中的相对通光面积，弧形面加工的弧度可用于控制机构角度的调整范围以及调整精度，以适用于不同的场合；该调整架制作工艺简单，成本低，零件较少，提高了机构的整体精度，便于安装，复位精度高，稳定性好，能在很小的空间实现在同一方向对机构做二维角度的调整。 

2.根据权利要求1所述的二维角度微调调整架，其特征在于：可应用于精密光学仪器调整机构中或者透镜的精密机械调整机构中。 

3.根据权利要求1所述的二维角度微调调整架，其特征在于：可应用于且特别适用于光学干涉仪镜头中。 

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