CN103984074B - 光学元件的夹具和角度调整机构 - Google Patents

Abstract

一种光学元件的夹具和角度调整机构，包括外底座、内顶板、磁板、磁块、连杆、竖杆、限位柱、磁铁、定杆、动杆。本发明通过调节定杆和动杆，使顶板和底板相对转动，在磁板和磁块的作用下，顶板和底板保持接触，通过三个连杆带动三个竖杆分离，可以放入不同尺寸的光学元件，然后在磁铁的磁力作用下，各个杆件复位，将光学元件在竖杆之间夹紧，从而实现不同直径和尺寸的光学元件夹持功能；本发明通过位于磁铁上的螺孔，通过螺纹顶丝机构，使得竖杆可以在底板后侧的腰形限位通孔内移动，实现平面内三个角度的调整。本发明通过磁铁实现夹紧，省去了以往的柔性铰链或弹簧调整机构，结构简单，整体结构稳定可靠紧凑。

Description

光学元件的夹具和角度调整机构

技术领域

本发明涉及一种夹具和调整机构，尤其涉及一种光学元件的夹具和角度调整机构。

背景技术

在光学精密机械的实验中，很多场合要求其中的光学元件具有较高的安装和调节精度，以往的光机设计中，一般是设计一个调整架，通过调整架的三点与光学元件接触，然后用顶丝压紧，这种结构的缺点是光学元件的对中性不好，而且用顶丝结构，对于光学元件的角度不易调节。

在公开号CN101369104A的专利文献中，公开了一种光学元件微调整装置，调整和定位光学元件，该装置的优点是稳定性好，摩擦定位机构通过压电执行器，可沿光学元件的轴线方向调整定位光学元件，调节精度高，缺点是加工装配复杂，操作不方便，而且成本较高。而在公开号CN102722016A的专利文献中，公开了一种光学元件Z、tip、tilt三自由度微动调整机构，基于3-TPT并联机构，采用了压电驱动器作为驱动单元，柔性运动链作为传动单元，电容传感器作为位置检测反馈单元，实现光学元件的Z、tip、tilt三自由度微动，同样具有调节精度高的优点，但同样存在成本较高，柔性铰链的加工复杂，整体结构调节不方便的缺点。

发明内容

为了克服已有技术中存在的上述缺点，本发明提供一种光学元件的夹具和角度调整机构，该调整机构通过三个连杆带动三个竖杆分离，可以放入不同尺寸的光学元件，然后在磁铁的磁力作用下，各个杆件复位，将光学元件在竖杆之间夹紧，从而实现不同直径和尺寸的光学元件夹持功能；本发明通过位于磁铁上的螺孔，通过螺纹顶丝机构，使得竖杆可以在底板后侧的腰形限位通孔内移动，实现平面内三个角度的调整。本发明通过磁铁实现夹紧，省去了以往的柔性铰链或弹簧调整机构，结构简单，整体结构稳定可靠紧凑。

本发明的技术解决方案如下：

一种光学元件的夹具和角度调整机构，包括外底座、内顶板、磁板、磁块、连杆、竖杆、限位柱、磁铁、定杆和动杆，其特点在于：

所述的外底座是一个圆柱环形结构，外底座的顶面上有三个圆周方向成120度均布的U形凹槽，外底座的中间有第一基准圆孔；该第一基准圆孔的周围是中心对称的圆环形台阶并与所述的U形凹槽连通；所述的U形凹槽的两侧壁各有一个磁板槽；在每一个U形凹槽的一侧还有一个第一磁铁槽；所述的外底座的外圆柱上在两个U形凹槽之间有一个通孔，在另两个U形凹槽之间还有动杆安装螺孔和一个矩形槽；所述的外底座的底面具有三个腰形限位通孔与所述的U形凹槽相对应；与每个腰形限位通孔相对应，具有三个圆周方向成120度均布的第一螺纹顶丝机构；在每一个腰形限位通孔的两侧都设有第二螺纹顶丝机构；所述第一螺纹顶丝机构、第二螺纹顶丝机构具有相同的结构，都包括一个顶丝和一个螺孔；

所述的内顶板是一个中间具有第二基准圆孔的准圆环形基体，在内顶板圆周方向成120度均布有突出的三个U形键，以嵌入所述的外底座的圆环形台阶和U形凹槽中，在每一个U形键的底面都开有楔形磁块槽，每一个U形键的一侧还有一个第二磁铁槽；所述的内顶板的基体上，还有三个圆周方向成120度均布的第一螺孔；所述的內顶板的底面靠近第二磁铁槽，还具有三个圆周方向成120度均布的第三螺纹顶丝机构，与第一螺纹顶丝机构相同，也包括一个顶丝和一个螺孔；所述的內顶板上两个U形键之间的外圆柱有一个定杆安装螺孔；所述的内顶板的外圆柱上在两个U形键之间有一个第二螺孔；

所述的磁板为三个板型结构，磁板两面分别为N极和S极，置于所述的外底座的磁板槽中，通过位于每一个腰形限位通孔的两侧的第二螺纹顶丝机构进行压紧固定；在磁板的面上有第四螺纹顶丝机构，与第一螺纹顶丝机构相同，也包括一个顶丝和一个螺孔；

所述的磁块是三个楔形结构，磁块的两端分别为N极和S极，置于所述的内顶板的楔形磁块槽中，通过自身的楔形结构与内顶板相对固定，通过与每个腰形限位通孔相对应的第一螺纹顶丝机构进行压紧固定；

所述的连杆是三个长条形，在连杆的两端和中间分别有第一连杆螺孔、第三连杆螺孔和第二连杆螺孔，所述第二连杆螺孔与内顶板的第二螺孔通过螺纹铰接固定；

所述的竖杆是三个阶梯柱形结构，在竖杆的一端通过螺纹固定有竖杆螺柱，另一端为光学元件的接触端，所述竖杆的竖杆螺柱拧入所述的连杆的第三连杆螺孔；

所述的限位柱是三个阶梯柱形结构，限位柱的一端有限位螺柱，另一端为限位端，所述的限位柱的限位螺柱拧入所述的连杆的第一连杆螺孔；所述限位柱与外底座的腰形限位通孔的边缘接触，可以在腰形限位通孔内滑动；

所述的磁铁是六个长方体磁性结构，在磁铁的两端分别为N极和S极，所述的磁铁置于所述的第一磁铁槽和第二磁铁槽中，位于第一磁铁槽的磁铁和位于第二磁铁槽的磁铁之间由于磁性作用相互排斥；

所述的定杆是一个长杆形结构，在定杆的一端有定杆螺柱，另一端为定杆手触端的阶梯柱形结构，所述的定杆通过定杆螺柱穿过所述的矩形槽拧入所述的内顶板2的定杆安装螺孔中；

所述的动杆是一个短杆形结构，在动杆的一端有动杆螺柱，另一端为动杆手触端，所述的动杆的动杆螺柱拧入所述的动杆安装螺孔中。

所述光学元件的夹具和角度调整机构的连接装配关系为：

将竖杆通过竖杆螺柱拧入所述的连杆的第三连杆螺孔，将限位柱的限位螺柱拧入所述的连杆的第一连杆螺孔，将所述第二连杆螺孔与内顶板的第一螺孔通过螺纹铰接固定；分别将三个磁铁置于内顶板的第二磁铁槽，磁铁的S级在外侧，通过第三螺纹顶丝机构固定，将另外三个磁铁置于外底座的第一磁铁槽，通过第一螺纹顶丝机构固定，磁铁的N级在外侧；将磁块置于内顶板的楔形磁块槽中，使N级在外侧，通过自身的楔形结构与内顶板相对固定，再通过与每个腰形限位通孔相对应的第一螺纹顶丝机构进行压紧固定；将外底座与内顶板配合，内顶板的上的U形键，与外底座的三个U形凹槽相对应，并U形凹槽的尺寸大于U形键，使得U形键可以在U形凹槽内转动，此时，内顶板的第二基准圆孔与底板的第一基准圆孔同轴，直到限位柱嵌入腰形限位通孔内，并可以与外底座的腰形限位通孔的一侧边缘接触，还可以在腰形限位通孔内滑动为止；将磁板置于所述的外底座的磁板槽中，使S级靠近内顶板的磁块的N级，通过相互吸引作用，使得磁板与内顶板保持接触，通过位于每一个腰形限位通孔的两侧的第二螺纹顶丝机构进行压紧固定；将定杆通过定杆螺柱穿过所述的矩形槽拧入所述的内顶板的定杆安装螺孔中；将动杆的动杆螺柱拧入所述的动杆安装螺孔中；通孔的直径大于第二螺孔，可以将外接的支撑螺柱穿过所述调整机构的通孔，拧入第二螺孔，将内顶板固定，从而通过固定外接的支撑螺柱，将所述的调整机构固定于光学平台上，方便应用于光学实验。

所述光学元件的夹具和角度调整机构的装夹和调整方式为：

通过手动调节定杆手触端和动杆手触端的相对距离，使得定杆和动杆距离接近，此时内顶板的准圆环形基体在外底座的圆环形台阶内转动，U形键在U形凹槽内转动，限位柱与腰形限位通孔一侧边缘时刻保持接触，腰形限位通孔的宽度大于限位柱，由于内顶板和外底座相对转动，腰形限位通孔驱动限位柱，从而使得连杆可以绕着第二连杆螺孔转动，将三个竖杆的光学元件的接触端分开，此时，所述光学元件的夹具和角度调整机构从关闭状态，转为打开状态，可以放入光学元件；再松开定杆手触端和动杆手触端，此时，由于位于第一磁铁槽和第二磁铁槽内的磁铁的相互排斥，使得内顶板和外底座相对回转，通过腰形限位通孔驱动限位柱，从而使得连杆可以绕着第二连杆螺孔反向转动，通过三个竖杆的光学元件的接触端将光学元件夹紧。

通过位于磁板上的第四螺纹顶丝机构的调节，改变相互吸引的磁板和磁块的相对距离，通过连杆的连接，由于腰形限位通孔的宽度大于限位柱，使得限位柱在腰形限位通孔内滑动，从而改变外底座和内顶板的相对角度，进而改变了竖杆所夹持的光学元件的角度。

所述的一种光学元件的夹具和角度调整机构，其特征是：连杆的第一连杆螺孔、第二连杆螺孔、第三连杆螺孔分别铰接着限位螺柱、第二螺孔、竖杆螺柱，所述螺孔铰接处，不局限于螺孔铰接，其他铰接方式都应该在本发明的保护范围之内。

所述的一种光学元件的夹具和角度调整机构，其特征是：磁板和磁块之间，以及两两磁铁之间的磁性关系如上所述，但不局限于如此磁性关系，其他可能的磁性关系构成的调整机构也应在本专利的保护范围内。

所述的光学元件包括：镜片、光纤V型槽，并不局限此，通过所述光学元件的夹具和调整机构的一切可以装夹和调整的光学元件都应在保护之列。

本发明的有益效果是：

通过调节定杆和动杆，使外底座和内顶板相对转动，在磁板和磁块的作用下，外底座和内顶板保持接触，通过三个连杆带动三个竖杆分离，可以放入不同尺寸的光学元件，如镜片、光纤V型槽等，然后在磁铁的磁力作用下，各个杆件复位，将光学元件夹紧，从而实现不同孔径的光学元件夹持功能。

本发明通过位于磁铁上的螺孔，通过螺纹顶丝机构，使竖杆可以在底板后侧的腰形限位通孔内移动，实现平面内三个角度的调整。

本发明通过磁铁实现夹紧，没有采用柔性铰链或弹簧调整机构，不采用压电执行器和驱动器，降低了成本，采用手动调节，结构简单，操作方便。

附图说明

图1为本发明光学元件的夹具和角度调整机构的关闭状态时正面立体图，

图2为本发明光学元件的夹具和角度调整机构的关闭状态时反面立体图，

图3为本发明光学元件的夹具和角度调整机构的打开状态时正面立体图，

图4为本发明光学元件的夹具和角度调整机构关闭状态时去掉外底板后的各个零部件的连接关系图，

图5为本发明光学元件的夹具和角度调整机构关闭状态时的剖视图，

图6为本发明外底座立体图，

图7为本发明内顶板立体图，

图8为本发明磁板立体图，

图9为本发明磁块立体图，

图10为本发明光学元件的夹具和角度调整机构关闭状态时磁板、磁块、磁铁连接关系图，

图11为所述连杆立体图，

图12为所述竖杆立体图，

图13为所述限位柱立体图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例，对本发明做进一步说明，但不应以此限制本发明的保护范围：

如图1-5所示，一种光学元件的夹具和角度调整机构，包括外底座1、内顶板2、磁板3、磁块4、连杆5、竖杆6、限位柱7、磁铁8、定杆9和动杆10，如图2和图6所示，所述的外底座1是一个圆柱环形结构，外底座1的顶面上有三个圆周方向成120度均布的U形凹槽1-1，外底座1的中间有第一基准圆孔1-3；该第一基准圆孔1-3的周围是中心对称的圆环形台阶1-4并与所述的U形凹槽1-1连通；所述的U形凹槽1-1的两侧各有一个磁板槽1-5；在每一个U形凹槽的一侧还有一个第一磁铁槽1-6；所述的外底座1的外圆柱上在两个U形凹槽1-1之间有一个通孔1-7，在另两个U形凹槽1-1之间还有动杆安装螺孔1-10和一个矩形槽1-11；所述的外底座1的底面具有三个腰形限位通孔1-2与所述的U形凹槽1-1相对应；与每个腰形限位通孔1-2相对应，具有三个圆周方向成120度均布的第一螺纹顶丝机构1-8；在每一个腰形限位通孔1-2的两侧都设有第二螺纹顶丝机构1-9；所述第一螺纹顶丝机构1-8、第二螺纹顶丝机构1-9具有相同的结构，都包括一个顶丝和一个螺孔；

如图4、图6、图7和图10所示，所述的内顶板2是一个中间具有第二基准圆孔2-3的准圆环形基体2-4，在内顶板2圆周方向成120度均布有突出的三个U形键2-1，以嵌入所述的外底座1的圆环形台阶1-4和U形凹槽1-1中，在每一个U形键2-1的底面都开有楔形磁块槽2-2，每一个U形键2-1的一侧还有一个第二磁铁槽2-6；所述的内顶板2的基体2-4上，还有三个圆周方向成120度均布的第一螺孔2-5；所述的內顶板2的底面靠近第二磁铁槽2-6，还具有三个圆周方向成120度均布的第三螺纹顶丝机构2-8，与第一螺纹顶丝机构1-8相同，也包括一个顶丝和一个螺孔；所述的內顶板2上两个U形键2-1之间的外圆柱有一个定杆安装螺孔2-7；所述的内顶板2的外圆柱上在两个U形键2-1之间有一个第二螺孔2-9；

如图2、图6、图8和图10所示，所述的磁板3为三个板型结构，磁板3两面分别为N极和S极，置于所述的外底座1的磁板槽1-5中，通过位于每一个腰形限位通孔1-2的两侧的第二螺纹顶丝机构1-9进行压紧固定；在磁板3的面上有第四螺纹顶丝机构3-1，与第一螺纹顶丝机构1-8相同，也包括一个顶丝和一个螺孔；

如图4、图9和图10所示，所述的磁块4是三个楔形结构，磁块4的两端分别为N极和S极，置于所述的内顶板2的楔形磁块槽2-2中，通过自身的楔形结构与内顶板2相对固定，通过与每个腰形限位通孔1-2相对应的第一螺纹顶丝机构1-8进行压紧固定；

如图4、图7和图11所示，所述的连杆5是三个长板形结构，在连杆5的两端和中间分别有第一连杆螺孔5-1、第三连杆螺孔5-3和第二连杆螺孔5-2，所述第二连杆螺孔5-2与内顶板2的第一螺孔2-5通过螺纹铰接固定；

如图4、图11和图12所示，所述的竖杆6是三个阶梯柱形结构，在竖杆6的一端通过螺纹固定有竖杆螺柱6-1，另一端为光学元件的接触端6-2，所述的竖杆6的竖杆螺柱6-1拧入所述的连杆5的第三连杆螺孔5-3；

如图4、图6、图11和图13所示，所述的限位柱7是三个阶梯柱形结构，在限位柱7的一端有限位螺柱7-2，另一端为限位端7-1，所述的限位柱7的限位螺柱7-2拧入所述的连杆5的第一连杆螺孔5-1；所述限位柱7与外底座1的腰形限位通孔1-2的边缘接触，可以在腰形限位通孔1-2内滑动；

如图4、图5和图10所示，所述的磁铁8是六个长方体磁性结构，在磁铁8的两端分别为N极和S极，所述的磁铁8置于所述的第一磁铁槽1-6和第二磁铁槽2-6中，位于第一磁铁槽1-6的磁铁8和位于第二磁铁槽2-6的磁铁8之间由于磁性作用相互排斥；

如图5所示，所述的定杆9是一个长杆形结构，在定杆9的一端有定杆螺柱9-1，另一端为定杆手触端9-2的阶梯柱形结构，所述的定杆9通过定杆螺柱9-1穿过所述的矩形槽1-11拧入所述的内顶板2的定杆安装螺孔2-7中；

如图5所示，所述的动杆10是一个短杆形结构，在动杆10的一端有动杆螺柱10-1，另一端为动杆手触端10-2，所述的动杆10的动杆螺柱10-1拧入所述的动杆安装螺孔1-10中。

如图1-13所示：

所述光学元件的夹具和角度调整机构的连接装配关系为：

将竖杆6通过竖杆螺柱6-1拧入所述的连杆5的第三连杆螺孔5-3，将限位柱7的限位螺柱7-2拧入所述的连杆5的第一连杆螺孔5-1，将所述第二连杆螺孔5-2与内顶板2的第一螺孔2-5通过螺纹铰接固定；分别将三个磁铁8置于内顶板2的第二磁铁槽2-6，磁铁8的S级在外侧，通过第三螺纹顶丝机构2-8固定，将另外三个磁铁8置于外底座1的第一磁铁槽1-6，通过第一螺纹顶丝机构1-8固定，磁铁8的N级在外侧；将磁块4置于内顶板2的楔形磁块槽2-2中，使N级在外侧，通过自身的楔形结构与内顶板2相对固定，再通过与每个腰形限位通孔1-2相对应的第一螺纹顶丝机构1-8进行压紧固定；将外底座1与内顶板2配合，内顶板2的上的U形键2-1，与外底座1的三个U形凹槽1-1相对应，并U形凹槽1-1的尺寸大于U形键2-1，使得U形键2-1可以在U形凹槽1-1内转动，此时，内顶板2的第二基准圆孔2-3与底板1的第一基准圆孔1-3同轴，直到限位柱7嵌入腰形限位通孔1-2内，并可以与外底座1的腰形限位通孔1-2的一侧边缘接触，还可以在腰形限位通孔1-2内滑动为止；将磁板3置于所述的外底座1的磁板槽1-5中，使S级靠近内顶板2的磁块4的N级，通过相互吸引作用，使得磁板3与内顶板2保持接触，通过位于每一个腰形限位通孔1-2的两侧的第二螺纹顶丝机构1-9进行压紧固定；将定杆9通过定杆螺柱9-1穿过所述的矩形槽1-11拧入所述的内顶板2的定杆安装螺孔2-7中；将动杆10的动杆螺柱10-1拧入所述的动杆安装螺孔1-10中；通孔1-7的直径大于第二螺孔2-9，可以将外接的支撑螺柱穿过所述调整机构的通孔1-7，拧入第二螺孔2-9，将内顶板2固定，从而通过固定外接的支撑螺柱，将所述的调整机构固定于光学平台上，方便应用于光学实验。

所述光学元件的夹具和角度调整机构的装夹和调整方式为：

通过手动调节定杆手触端9-2和动杆手触端10-2的相对距离，使得定杆9和动杆10距离接近，此时内顶板2的准圆环形基体2-4在外底座1的圆环形台阶1-4内转动，U形键2-1在U形凹槽1-1内转动，限位柱7与腰形限位通孔1-2一侧边缘时刻保持接触，腰形限位通孔1-2的宽度大于限位柱7，由于内顶板2和外底座1相对转动，腰形限位通孔1-2驱动限位柱7，从而使得连杆5可以绕着第二连杆螺孔5-2转动，将三个竖杆6的光学元件的接触端6-2分开，此时，所述光学元件的夹具和角度调整机构从关闭状态，转为打开状态，可以放入光学元件；再松开定杆手触端9-2和动杆手触端10-2，此时，由于位于第一磁铁槽1-6和第二磁铁槽2-6内的磁铁8的相互排斥，使得内顶板2和外底座1相对回转，通过腰形限位通孔1-2驱动限位柱7，从而使得连杆5可以绕着第二连杆螺孔5-2反向转动，通过三个竖杆6的光学元件的接触端6-2将光学元件夹紧。

通过位于磁板3上的第四螺纹顶丝机构3-1的调节，改变相互吸引的磁板3和磁块4的相对距离，通过连杆5的连接，由于腰形限位通孔1-2的宽度大于限位柱7，使得限位柱7在腰形限位通孔1-2内滑动，从而改变外底座1和内顶板2的相对角度，进而改变了竖杆6所夹持的光学元件的角度。

所述的一种光学元件的夹具和角度调整机构，其特征是：连杆5的第一连杆螺孔5-1、第二连杆螺孔5-2、第三连杆螺孔5-3分别铰接着限位螺柱7-2、第二螺孔2-5、竖杆螺柱6-1，所述螺孔铰接处，不局限于螺孔铰接，其他铰接方式都应该在本发明的保护范围之内。

所述的一种光学元件的夹具和角度调整机构，其特征是：磁板3和磁块4之间，以及两两磁铁8之间的磁性关系可以为权利要求1所示，但不局限于权利要求1所述的磁性关系，其他可能的磁性关系构成的调整机构也应在本专利的保护范围内。

所述的一种光学元件的夹具和调整机构，所述的光学元件包括：镜片、光纤V型槽，并不局限此，通过所述光学元件的夹具和调整机构的一切可以装夹和调整的光学元件都应在保护之列。

Claims (2)

1.一种光学元件的夹具和角度调整机构，其特征在于：包括外底座(1)、内顶板(2)、磁板(3)、磁块(4)、连杆(5)、竖杆(6)、限位柱(7)、磁铁(8)、定杆(9)和动杆(10)：

所述的外底座(1)是一个圆柱环形结构，外底座(1)的顶面有三个圆周方向成120度均布的U形凹槽(1-1)，外底座(1)的中间有第一基准圆孔(1-3)；该第一基准圆孔(1-3)的周围是中心对称的圆环形台阶(1-4)并且所述的圆环形台阶(1-4)与所述的U形凹槽(1-1)连通；所述的U形凹槽(1-1)的两侧壁各有一个磁板槽(1-5)；在每一个U形凹槽的一侧在磁板槽(1-5)的下方还有一个第一磁铁槽(1-6)；所述的外底座(1)的外圆柱上在两个U形凹槽(1-1)之间有一个通孔(1-7)，在另两个U形凹槽(1-1)之间还有动杆安装螺孔(1-10)和一个矩形槽(1-11)；所述的外底座(1)的每个U形凹槽(1-1)和圆环形台阶(1-4)相连的位置均具有一个腰形限位通孔(1-2)；在每一个腰形限位通孔(1-2)的两侧各设有第二螺纹顶丝机构(1-9)，在每一个腰形限位通孔(1-2)的一侧还设有第一螺纹顶丝机构(1-8)；所述第一螺纹顶丝机构(1-8)、第二螺纹顶丝机构(1-9)具有相同的结构，并且都包括一个顶丝和一个螺孔；

所述的内顶板(2)是一个中间具有第二基准圆孔(2-3)的准圆环形基体(2-4)，在内顶板(2)圆周方向成120度均布有向外突出的三个U形键(2-1)，以嵌入所述的外底座(1)的圆环形台阶(1-4)和U形凹槽(1-1)中，在每一个U形键(2-1)的底面都开有楔形磁块槽(2-2)，每一个U形键(2-1)的一侧还有一个第二磁铁槽(2-6)；所述的内顶板(2)的基体(2-4)上，还有三个圆周方向成120度均布对应于所述的U形键(2-1)的第一螺孔(2-5)；所述的內顶板(2)的底面靠近第二磁铁槽(2-6)处还具有第三螺纹顶丝机构(2-8)；所述的內顶板(2)上两个U形键(2-1)之间的外圆柱有一个定杆安装螺孔(2-7)；所述的内顶板(2)的外圆柱上在两个U形键(2-1)之间有一个第二螺孔(2-9)；

所述的磁板(3)呈板型结构，磁板(3)的两面分别为N极和S极，所述磁板(3)置于所述的外底座(1)的磁板槽(1-5)中，通过位于每一个腰形限位通孔(1-2)的两侧的第二螺纹顶丝机构(1-9)进行压紧固定；在磁板(3)的面上有第四螺纹顶丝机构(3-1)，所述第四螺纹顶丝机构(3-1)与第一螺纹顶丝机构(1-8)相同，也包括一个顶丝和一个螺孔；

所述的磁块(4)呈楔形结构，磁块(4)的两端分别为N极和S极，所述磁块(4)置于所述的内顶板(2)的楔形磁块槽(2-2)中，通过自身的楔形结构与内顶板(2)相对固定，通过与每个腰形限位通孔(1-2)相对应的第一螺纹顶丝机构(1-8)进行压紧固定；

所述的连杆(5)呈长条形结构，在连杆(5)的两端设有第一连杆螺孔(5-1)和第三连杆螺孔(5-3)，在连杆(5)的中间设有第二连杆螺孔(5-2)，所述第二连杆螺孔(5-2)与内顶板(2)的第一螺孔(2-5)通过螺纹铰接固定；

所述的竖杆(6)呈阶梯柱形结构，在竖杆(6)的一端为竖杆螺柱(6-1)，另一端为光学元件的接触端(6-2)，所述的竖杆(6)的竖杆螺柱(6-1)拧入所述的连杆(5)的第三连杆螺孔(5-3)中；

所述的限位柱(7)呈阶梯柱形结构，该限位柱(7)的一端为限位螺柱(7-2)，另一端为限位端(7-1)，所述的限位柱(7)的限位螺柱(7-2)拧入所述的连杆(5)的第一连杆螺孔(5-1)中固定；所述限位柱(7)与外底座(1)的腰形限位通孔(1-2)的边缘接触，可以在腰形限位通孔(1-2)内滑动；

所述的磁铁(8)呈长方体，在磁铁(8)的两端分别为N极和S极，所述的磁铁(8)置于所述的第一磁铁槽(1-6)和第二磁铁槽(2-6)中，位于第一磁铁槽(1-6)的磁铁(8)和位于第二磁铁槽(2-6)的磁铁(8)之间由于磁性作用相互排斥；

所述的定杆(9)是长杆形结构和阶梯柱形结构，定杆(9)的一端为定杆螺柱(9-1)，另一端为定杆手触端(9-2)，所述的定杆(9)通过定杆螺柱(9-1)穿过所述的矩形槽(1-11)拧入所述的内顶板(2)的定杆安装螺孔(2-7)中；

所述的动杆(10)是短杆形结构，动杆(10)的一端有动杆螺柱(10-1)，另一端为动杆手触端(10-2)，所述的动杆(10)的动杆螺柱(10-1)拧入所述的动杆安装螺孔(1-10)中；

所述光学元件的夹具和角度调整机构的连接装配关系为：

所述的竖杆(6)通过竖杆螺柱(6-1)拧入所述的连杆(5)的第三连杆螺孔(5-3)，所述的限位柱(7)的限位螺柱(7-2)拧入所述的连杆(5)的第一连杆螺孔(5-1)，将所述第二连杆螺孔(5-2)与内顶板(2)的第一螺孔(2-5)通过螺纹铰接固定；分别将三个磁铁(8)置于内顶板(2)的第二磁铁槽(2-6)，磁铁(8)的S级在外侧，通过第三螺纹顶丝机构(2-8)固定，将另外三个磁铁(8)置于外底座(1)的第一磁铁槽(1-6)，通过第一螺纹顶丝机构(1-8)固定，磁铁(8)的N级在外侧；将磁块(4)置于内顶板(2)的楔形磁块槽(2-2)中，使N级在外侧，通过自身的楔形结构与内顶板(2)相对固定，再通过与每个腰形限位通孔(1-2)相对应的第一螺纹顶丝机构(1-8)进行压紧固定；将外底座(1)与内顶板(2)配合，内顶板(2)上的U形键(2-1)置于所述的外底座(1)的三个U形凹槽(1-1)中，内顶板(2)的第二基准圆孔(2-3)与底板(1)的第一基准圆孔(1-3)同轴，所述的限位柱(7)嵌入腰形限位通孔(1-2)内；所述的磁板(3)置于所述的外底座(1)的磁板槽(1-5)中，使磁板(3)的S级与内顶板(2)的磁块(4)的N级保持接触，通过位于每一个腰形限位通孔(1-2)的两侧的第二螺纹顶丝机构(1-9)进行压紧固定；所述的定杆(9)通过定杆螺柱(9-1)穿过所述的矩形槽(1-11)拧入所述的内顶板(2)的定杆安装螺孔(2-7)中；所述的动杆(10)的动杆螺柱(10-1)拧入所述的动杆安装螺孔(1-10)中；通孔(1-7)的直径大于第二螺孔(2-9)，将外接的支撑螺柱穿过所述的通孔(1-7)，拧入第二螺孔(2-9)，使内顶板(2)固定，从而通过固定外接的支撑螺柱，将所述的光学元件的夹具和角度调整机构固定于光学平台上，方便应用于光学实验；

所述光学元件的夹具和角度调整机构的装夹和调整方式为：

通过手动调节定杆手触端(9-2)和动杆手触端(10-2)的相对距离，使得定杆(9)和动杆(10)距离接近，此时内顶板(2)的准圆环形基体(2-4)在外底座(1)的圆环形台阶(1-4)内转动，U形键(2-1)在U形凹槽(1-1)内转动，限位柱(7)与腰形限位通孔(1-2)一侧边缘时刻保持接触，腰形限位通孔(1-2)的宽度大于限位柱(7)，由于内顶板(2)和外底座(1)相对转动，腰形限位通孔(1-2)驱动限位柱(7)，从而使得连杆(5)可以绕着第二连杆螺孔(5-2)转动，将三个竖杆(6)的光学元件的接触端(6-2)分开，此时，所述光学元件的夹具和角度调整机构从关闭状态转为打开状态，可以放入光学元件；再松开定杆手触端(9-2)和动杆手触端(10-2)，此时，由于位于第一磁铁槽(1-6)和第二磁铁槽(2-6)内的磁铁(8)的相互排斥，使得内顶板(2)和外底座(1)相对回转，通过腰形限位通孔(1-2)驱动限位柱(7)，从而使得连杆(5)可以绕着第二连杆螺孔(5-2)反向转动，通过三个竖杆(6)的光学元件的接触端(6-2)将光学元件夹紧；

通过位于磁板(3)上的第四螺纹顶丝机构(3-1)的调节，改变相互吸引的磁板(3)和磁块(4)的相对距离，通过连杆(5)的连接，由于腰形限位通孔(1-2)的宽度大于限位柱(7)，使得限位柱(7)在腰形限位通孔(1-2)内滑动，从而改变外底座(1)和内顶板(2)的相对角度，进而改变了竖杆(6)所夹持的光学元件的角度。

2.根据权利要求1所述的一种光学元件的夹具和角度调整机构，其特征是：连杆(5)的第一连杆螺孔(5-1)、第二连杆螺孔(5-2)、第三连杆螺孔(5-3)分别铰接着限位螺柱(7-2)、第一螺孔(2-5)、竖杆螺柱(6-1)。