CN102854599B - 二自由度微动微调调整架 - Google Patents

Abstract

一种二自由度微动微调调整架，包括壳体、镜头、可动块、镜头卡紧组件，镜头的两侧对称设有与壳体轴线相垂直的第一调整杆和第二调整杆，第一调整杆的下端部前后两侧固定有第三调整组件和第四调整组件，第四调整组件上设有与第三调整组件相连的第四复位组件；第二调整杆第二调整杆上部前后两侧固定有第一调整组件和第二调整组件，第二调整组件上设有与第一调整组件相连的第一复位组件，第二调整杆第二调整杆下端部前后两侧固定有第一定位块和第二定位块，第二定位块上分别设有与第一定位块相连的第二复位组件和第三复位组件；其结构简单、成本低，复位精度高，能在很小的空间内实现在同一方向对机构做二维转动的调整。

Description

二自由度微动微调调整架

技术领域

本发明涉及微调机构技术领域，特别是一种适应用于精密光学仪器和透镜的精密机械调整机构中二自由度微动微调调整架。

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。

发明内容

技术问题：本发明的目的是要解决已有技术中的不足之处，提供一种结构简单、制作工艺简便、成本低、便于安装、定位精度较高、稳定性好的二自由度微动微调调整架。

技术方案：本发明的二自由度微动微调调整架，包括壳体、套装在壳体内的可动块，镜头安装于可动块上，镜头前端设有镜头卡紧组件，镜头卡紧组件设在可动块的凹槽内，可动块上设有固定镜头的手动卡紧螺钉；镜头的两侧对称设有与壳体轴线相垂直的第一调整杆和第二调整杆，第一调整杆和第二调整杆的上端伸出壳体，第一调整杆的下端部前后两侧固定有第三调整组件和第四调整组件，第四调整组件上设有与第三调整组件相连的第四复位组件；第二调整杆上部前后两侧固定有第一调整组件和第二调整组件，第二调整组件上设有与第一调整组件相连的第一复位组件，第二调整杆下端部前后两侧固定有第一定位块和第二定位块，第二定位块上分别设有与第一定位块相连的第二复位组件和第三复位组件；第一定位块与第二定位块之间设有滚珠；定位块一及定位块二上均带有凹槽，滚珠位于两个定位块的凹槽内；

所述的第一调整杆包括第一手柄、第一螺杆、第一球头，第一手柄设在第一螺杆的上端部，第一球头设在第一螺杆的下端部，通过第一球头顶在第三调整组件和第四调整组件上；

所述的第二调整杆包括第二手柄、第二螺杆、第二球头，第二手柄设在第二螺杆的外端部，第二球头设在第二螺杆下端部，通过第二球头顶在第一调整组件中的第一滑块和第二调整组件中的第二滑块上；

所述的第一复位组件包括设在第一调整组件和第二调整组件之间的第一拉簧、分别设在第一调整组件和第二调整组件两端面固定第一拉簧的一号销钉和二号销钉；

所述的第二复位组件包括设在第一定位块和第二定位块之间的第二拉簧、分别设在第一定位块和第二定位块两端面固定第二拉簧的三号销钉和四号销钉；

所述的第三复位组件包括设在第一定位块和第二定位块之间的第三拉簧、分别设在第一定位块和第二定位块两端面固定第三拉簧的五号销钉、和六号销钉；

所述的第四复位组件包括设在第三调整组件和第四调整组件之间的第四拉簧，分别设在第三调整组件和第四调整组件两端面固定第四拉簧的七号销钉和八号销钉；

所述的第一调整组件包括第一调整块和第一滑块，第一滑块嵌于第一调整块内；

所述的第二调整组件包括第二调整块和第二滑块，第二滑块嵌于第二调整块内；

所述的第三调整组件包括第三调整块和第三滑块，第三滑块嵌于第三调整块内；

所述的第四调整组件包括第四调整块和第四滑块，第四滑块嵌于第四调整块内；

所述的镜头卡紧组件包括镜头卡紧圈、卡紧连接件、卡钩固定螺钉、卡钩，镜头卡紧圈定位于可动块的凹槽内，并通过卡圈预紧组件压紧于可动块上，卡钩通过卡钩固定螺钉与镜头卡紧圈固连。

所述的卡圈预紧组件包括卡圈预紧螺钉和卡圈预紧弹簧；

所述的镜头上设有置于卡钩内的凸块；

所述的第一调整杆上部设有固定在壳体内的第一套筒；

所述的第二调整杆上部设有固定在壳体内的第二套筒。

有益效果：本发明的调整杆垂直于通光孔轴线且位于同一方向上，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；与现有技术相比，调整架集镜头调整及镜头定位于一体，使镜头的安装调节更加方便；本发明制作工艺简单，结构紧凑、成本低，零件较少，不仅提高了机构的整体精度，而且便于安装，复位精度高，稳定性好，能在很小的空间内实现在同一方向对机构做二维转动的调整。主要有如下优点：

1、本发明通过螺杆的旋转进给运动以推动带镜头的可动块绕滚珠球心的转动，调节方便且结构较简单，减轻了整个调整体的重量；

2、本发明机构在调节过程中，通过弹簧的恢复力实现机构的调节复位，稳定性较好，安装方便简单，便于维修；

3、本发明实现了镜头的调整与安装的一体化，减少了调整机构的空间尺寸。

附图说明

图1为本发明的主视结构示意图；

图2为本发明的后视结构示意图；

图3为本发明的不含镜头时的左视结构示意图；

图4为本发明的不含镜头时的右视结构示意图；

图5为图2中A-A向剖视图中可动块及镜头卡紧部分结构示意图。

图中：1.壳体，2.第一调整杆，3.第一套筒，4.第二调整杆，5.第二套筒，6.第一调整组件，7.第二调整组件，8.第一复位组件，9.手动卡紧螺钉，10.第一定位块11.第二复位组件，12.第二定位块，13.第三复位组件，14.第四复位组件，15.第三调整组件，16.第四调整组件，17.可动块、18.镜头，19.滚珠，20.卡圈预紧组件一，21.卡圈预紧组件二，22.卡圈预紧组件三，23.卡圈预紧组件四，24.镜头卡紧组件，201.第一手柄，202.第一螺杆，203.第一球头，401.第二手柄，402.第二螺杆，403第二球头，601.第一滑块，602.第一调整块，701.第二滑块，702.第二调整块，801.一号销钉，802.第一拉簧，803.二号销钉，1101.三号销钉，1102.第二拉簧，1103.四号销钉，1301.五号销钉，1302.第三拉簧，1303.六号销钉，1401.七号销钉，1402.第四拉簧，1403.八号销钉，1501.第三滑块，1502.第三调整块，1601.第四滑块，1602.第四调整块，1801.凸块，2101.卡圈预紧螺钉二，2102.卡圈预紧弹簧二，2201.卡圈预紧螺钉三，2202.卡圈预紧弹簧三，2401.镜头卡紧圈，2402.卡紧连接件，2403.卡钩固定螺钉，2404.卡钩。 

具体实施方式

下面结合附图对本发明的一个实施例作进一步的描述：

如图1、2所示，本发明的二自由度微动微调调整架，主要由壳体1、调整杆、镜头18、调整块组件、定位块和复位组件构成。镜头18套装在壳体1内，镜头18前部外缘上设有可动块17，可动块17上开有9个螺钉孔，镜头18前端设有镜头卡紧组件24，所述的镜头卡紧组件24包括镜头卡紧圈2401、卡紧连接件2402、卡钩固定螺钉2403、卡钩2404，镜头卡紧圈2401定位于可动块17的凹槽内，并通过调节卡圈预紧组件一20、卡圈预紧组件二21、卡圈预紧组件三22和卡圈预紧组件四23中的卡圈预紧螺钉使镜头卡紧圈2401压紧于可动块17上，如图2、4所示，四个卡圈预紧组件对称的分布在镜头卡紧圈的凸块位置，所述的卡圈预紧组件二21由卡圈预紧螺钉二2101和卡圈预紧弹簧二2102组成，卡圈预紧弹簧二2102套在卡圈预紧螺钉二2101，卡圈预紧螺钉二2101通过镜头卡圈上凸块上的沉头孔螺纹连接于可动块上，卡圈预紧组件一20、卡圈预紧组件三22和卡圈预紧组件四23具有与卡圈预紧组件二21同样的结构组成，通过拧动卡圈预紧螺钉压缩卡圈预紧弹簧使得镜头卡紧圈压紧于可动块17的凹槽内。如图4所示，卡钩2404通过卡钩固定螺钉2403与镜头卡紧圈2401固连；所述的镜头18上设有置于卡钩2404内的凸块1801。镜头卡紧组件24设在可动块17的凹槽内，可动块17上设有固定镜头卡紧组件24的手动卡紧螺钉9；镜头18的两侧对称设有与壳体1轴线相垂直的第一调整杆2和第二调整杆4，第一调整杆2和第二调整杆4的上端伸出壳体1，第一调整杆2上部设有固定在壳体1内的第一套筒3；第一调整杆2及第二调整杆4分别与第一套筒3与套筒二5采取螺纹连接的方式伸进壳体1内；第二调整杆4上部设有固定在壳体1内的第二套筒5。第一套筒3和第二套筒5与端盖采取过盈配合的方式；所述的第一调整杆2包括第一手柄201、第一螺杆202、第一球头203，第一手柄201设在第一螺杆202的上端部，第一球头203设在第一螺杆202的下端部，通过第一球头203顶在第三调整组件15和第四调整组件16上；所述的第二调整杆4包括第二手柄401、第二螺杆402、第二球头403，第二手柄401设在第二螺杆402的外端部，第二球头403设在第二螺杆402上部，通过第二球头403顶在第一调整组件6和第二调整组件7上；第一调整杆2的下端部前后两侧固定有第三调整组件15和第四调整组件16，第二调整组件7、第二定位块12和第四调整组件16上分别开有相应的3个螺纹孔，第二调整组件7、第二定位块12和第四调整组件16通过螺钉固定在可动块17上；第四调整组件16上设有与第三调整组件15相连的第四复位组件14，所述的第三调整组件15包括第三调整块1502和第三滑块1501，第三滑块1501嵌于第三调整块1502内；所述的第四调整组件16包括第四调整块1602和第四滑块1601，第四滑块1601嵌于第四调整块1602的斜面内；所述的第四复位组件14包括设在第三调整组件15和第四调整组件16之间的第四拉簧1402，分别设在第三调整组件15和第四调整组件16两端面固定第四拉簧1402的七号销钉1401和八号销钉1402；第二调整杆4上部前后两侧固定有第一调整组件6和第二调整组件7；如图3所示，所述的第一调整组件6包括第一调整块602和第一滑块601，第一滑块601嵌于第一调整块602内，所述的第二调整组件7包括第二调整块702和第二滑块701，第二滑块701嵌于第二调整块702的斜面内；第二调整组件7上设有与第一调整组件6相连的第一复位组件8，所述的第一复位组件8包括设在第一调整组件6和第二调整组件7之间的第一拉簧802、分别设在第一调整组件6和第二调整组件7两端面固定第一拉簧802的一号销钉801、和二号销钉803；第二调整杆4下端部前后两侧固定有第一定位块10和第二定位块12，第二定位块12上分别设有与第一定位块10相连的第二复位组件11和第三复位组件13；所述的第二复位组件11包括设在第一定位块10和第二定位块12之间的第二拉簧1102、分别设在第一定位块10和第二定位块12两端面固定第二拉簧1102的三号销钉1101和四号销钉1103；在壳体1的外壁上开有六个螺钉孔，第一调整组件6、第一定位块10和第三调整组件15上开有相应的螺纹孔，并通过螺钉固定于壳体1内壁上；所述的第三复位组件13包括设在第一定位块10和第二定位块12之间的第三拉簧1302、分别设在第一定位块10和第二定位块12两端面固定第三拉簧1302的五号销钉1301、和六号销钉1303；第一定位块10与第二定位块12之间设有滚珠19；定位块一10及定位块二12上均带有，滚珠19位于两个定位块的凹槽内；滚珠19置于第一定位块10与第二定位块12的凹槽内，形成球副。第一调整杆2与第三调整组件15和第四调整组件16接触，第二调整杆4与第一调整组件6和第二调整组件7接触；为了使可动块17能够在调整时能够稳定的运动以及复位，采用弹簧复位的形式，如图1所示，其中第一复位组件8用于连接第一调整组件6和第二调整组件7，第二复位组件11及第三复位组件13用于连接第一定位块10和第二定位块12，第四复位组件14用于连接调整块组件三15和调整块组件四16。

如图3、4、5所示，镜头卡紧组件24与可动块17内孔同轴心放置，镜头卡紧组件24凸块置于可动块17凹槽内，镜头卡紧组件24的凸块与可动块的凹槽带有对应的螺纹孔，通过卡圈预紧螺钉和卡圈预紧弹簧将镜头卡紧组件24压紧于可动块体17上；待调整的镜头18安装于可动块17内，镜头18上有凸块1801，镜头18与可动块17的内孔采取间隙配合，镜头18的凸块1801通过可动块孔壁上的凹槽置于镜头卡紧组件24的卡钩2404内；通过拧紧手动卡紧螺钉9使镜头卡紧圈2401带动卡钩2404后移达到固定并压紧镜头18于可动块17上的目的。

如图1、2、3、4、5所示，所说的镜头卡紧组件24包括镜头卡紧圈2401、卡紧连接件2402、卡钩固定螺钉2403和卡钩2404。镜头卡紧圈2401通过其带有的凸块定位于可动块17的凹槽内；卡钩2404通过固定螺钉2403固定于镜头卡紧圈上；卡紧连接件2402固定于卡紧圈上。

如图1、3、4、5所示，所说的卡圈预紧组件一、二和卡圈预紧组件三、四对称的分布在镜头卡紧圈的凸块位置，所说的卡圈预紧组件二21由卡圈预紧螺钉二2101和卡圈预紧弹簧二2102组成，卡圈预紧弹簧二2102套在卡圈预紧螺钉二2101，卡圈预紧螺钉二2101通过镜头卡圈上凸块上的沉头孔螺纹连接预紧于可动块上，卡圈预紧组件一、三、四具有与卡圈预紧组件二相同的结构和连接形式。

如图3、4所示，所说的第一调整组件6包括第一调整块602和第一滑块601，第二调整组件7包括第二调整块702和第二滑块701，第三调整组件15包括第三调整块1502和第三滑块1501，第四调整组件16包括第四调整块1602和第四滑块1601，其中第一滑块601和第二滑块701上带有防止可动块的偏斜的凹槽，所述的第一调整杆2包括第一手柄201、第一螺杆202和第一球头203，第二调整杆4包括第二手柄401、第二螺杆402和第二球头403；第一手柄201和第二手柄401露在壳体1上面，第一螺杆202和第二螺杆402通过套筒伸进壳体内；第一螺杆202末端通过螺钉与第一球头203相连，第一球头203顶在第一调整组件6的第一滑块601和第二调整组件7的第二滑块701上，第二螺杆402末端通过螺钉与第二球头403相连，第二球头403顶在第三调整组件15的第三滑块1501和第四调整组件16的第四滑块1601上。

所说的复位组件中，第一复位组件8包括一号销钉801、第一拉簧802和二号销钉803，一号销钉801置于第一调整块602凹槽内，二号销钉803置于第二调整块702的凹槽内；第二复位组件11包括三号销钉1101、第二拉簧1102和四号销钉1103，三号销钉1101置于第一定位块10的凹槽内，四号销钉1103置于第二定位块12的凹槽内；第三复位组件13包括五号销钉1301、第三拉簧1302和六号销钉1303，五号销钉1301置于定位块一10的凹槽内，六号销钉1303置于第二定位块12的凹槽内；第四复位组件14包括七号销钉1401、第四拉簧1402和八号销钉1403，七号销钉1401置于第三调整块1502的凹槽内，八号销钉1403置于第四调整块1602的凹槽内；第一拉簧802一端与一号销钉801相连，另一端与二号销钉903相连，第二拉簧1102一端与三号销钉1101相连，另一端与四号销钉1103相连，第三拉簧1302一端与五号销钉1301相连，另一端与六号销钉1303相连，第四拉簧1402一端与七号销钉1401相连，另一端与八号销钉1403相连。

所述的壳体1、可动块17、第一手柄201、第二手柄401、第一调整块602、第二调整块702、第三调整块1502、第四调整块1602、第一定位块10、第二定位块12、镜头卡紧圈2401、卡紧连接件2402和卡钩2404材料选用高强度硬铝2A12来加工，易加工且使用轻便。

所述的第一滑块601、第二滑块701、第三滑块1501、第四滑块1601、第一螺杆202、第二螺杆402、第一球头203和第二球头403材料选用不锈钢304。

所述的一号销钉801、二号销钉803、三号销钉1101、四号销钉1103、五号销钉1301、六号销钉1303、七号销钉1401、八号销钉1403选用标准件GB73-85。

工作过程：首先拧动第一手柄201，第一调整杆2的第一螺杆201向下螺旋运动，顶在第三滑块1501和第四滑块1601上，使可动块17带动镜头18绕竖直轴方向微转动；再拧动第二手柄401，第二调整杆4的第二螺杆402向下螺旋运动，顶在第一滑块601和第二滑块701上，使得可动块17带动镜头18绕水平轴方向微转动；通过对手柄的调节实现镜头绕水平和竖直两个方向做微量转动。根据调整杆位置设置的不同以及可动块上带有的第二调整块和第四调整块斜度的不同，对应的角度范围也就不一样，调整范围一般不超过为±3°，调整的精度与螺杆的加工精度及螺杆的螺纹特征有关。

Claims (1)

1.一种二自由度微动微调调整架，其特征在于：它包括壳体（1）、套装在壳体（1）内的可动块（17），镜头（18）安装于可动块（17）上，镜头（18）前端设有镜头卡紧组件（24），镜头卡紧组件（24）设在可动块（17）的凹槽内，可动块（17）上设有固定镜头卡紧组件（24）的手动卡紧螺钉（9）；镜头（18）的两侧对称设有与壳体（1）轴线相垂直的第一调整杆（2）和第二调整杆（4），第一调整杆（2）和第二调整杆（4）的上端伸出壳体（1），第一调整杆（2）的下端部前后两侧固定有第三调整组件（15）和第四调整组件（16），第四调整组件（16）上设有与第三调整组件（15）相连的第四复位组件（14）；第二调整杆（4）上部前后两侧固定有第一调整组件（6）和第二调整组件（7），第二调整组件（7）上设有与第一调整组件（6）相连的第一复位组件（8），第二调整杆（4）下端部前后两侧固定有第一定位块（10）和第二定位块（12），第二定位块（12）上分别设有与第一定位块（10）相连的第二复位组件（11）和第三复位组件（13）；第一定位块（10）与第二定位块（12）之间设有滚珠（19）；第一定位块（10）及第二定位块（12）上均带有弧形凹槽，滚珠（19）位于两个定位块的弧形凹槽内；

所述的第一调整杆（2）包括第一手柄（201）、第一螺杆（202）、第一球头（203），第一手柄（201）设在第一螺杆（202）的上端部，第一球头（203）设在第一螺杆（202）的下端部，通过第一球头（203）顶在第三调整组件（15）和第四调整组件（16）上；

所述的第二调整杆（4）包括第二手柄（401）、第二螺杆（402）、第二球头（403），第二手柄（401）设在第二螺杆（402）的外端部，第二球头（403）设在第二螺杆（402）上部，通过第二球头（403）顶在第一调整组件（6）和第二调整组件（7）上；

所述的第一复位组件（8）包括设在第一调整组件（6）和第二调整组件（7）之间的第一拉簧（802）、分别设在第一调整组件（6）和第二调整组件（7）两端面固定第一拉簧（802）的一号销钉（801）、和二号销钉（803）；

所述的第二复位组件（11）包括设在第一定位块（10）和第二定位块（12）之间的第二拉簧（1102）、分别设在第一定位块（10）和第二定位块（12）两端面固定第二拉簧（1102）的三号销钉（1101）和四号销钉（1103）；

所述的第三复位组件（13）包括设在第一定位块（10）和第二定位块（12）之间的第三拉簧（1302）、分别设在第一定位块（10）和第二定位块（12）两端面固定第三拉簧（1302）的五号销钉（1301）、和六号销钉（1303）；

所述的第四复位组件（14）包括设在第三调整组件（15）和第四调整组件（16）之间的第四拉簧（1402），分别设在第三调整组件（15）和第四调整组件（16）两端面固定第四拉簧（1402）的七号销钉（1401）和八号销钉（1402）；

所述的第一调整组件（6）包括第一调整块（602）和第一滑块（601），第一滑块（601）嵌于第一调整块（602）内；

所述的第二调整组件（7）包括第二调整块（702）和第二滑块（701），第二调整块（702）具有一定的斜度，第二滑块（701）嵌于第二调整块（702）内；

所述的第三调整组件（15）包括第三调整块（1502）和第三滑块（1501），第三滑块（1501）嵌于第三调整块（1502）内；

所述的第四调整组件（16）包括第四调整块（1602）和第四滑块（1601），第四调整块（1602）具有一定的斜度，第四滑块（1601）嵌于第四调整块（1602）内；

所述的镜头卡紧组件（24）包括镜头卡紧圈（2401）、卡紧连接件（2402）、卡钩固定螺钉（2403）、卡钩（2404），镜头卡紧圈（2401）定位于可动块（17）的凹槽内，并通过卡圈预紧组件（20-23）压紧于可动块上，卡钩（2404）通过卡钩固定螺钉（2403）与镜头卡紧圈（2401）固连；

卡圈预紧组件一（20）、卡圈预紧组件二（21）、卡圈预紧组件三（22）、卡圈预紧组件四（23）均由卡圈预紧螺钉和卡圈预紧弹簧组成；

所述的镜头卡紧圈2401带有凸块和沉头孔，卡圈预紧组件安装于凸块上的沉头孔内。

2.根据权利要求1所述的二自由度微动微调调整架，其特征在于：所述的镜头（18）上设有置于卡钩（2404）内的凸块（1801）。

3.根据权利要求1所述的二自由度微动微调调整架，其特征在于：所述的第一调整杆（2）上部设有固定在壳体（1）内的第一套筒（3）。

4.根据权利要求1所述的二自由度微动微调调整架，其特征在于：所述第二调整杆（4）上部设有固定在壳体（1）内的第二套筒（5）。