CN104199162B - 顶点平移补偿驱动组件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了顶点平移补偿驱动组件，包括基板、支撑板、平移驱动组件、挂臂板、承力板、导轨板及滑板，挂臂板的一端固定连接于支撑板的上端，挂臂板的另一端设有调整转轴，调整转轴连接有转动球头，导轨板固连于基板上，滑板活动连接于导轨板的上方，滑板的上端面设有球槽座，转动球头置入球槽座内，滑板上固连有平移驱动组件，平移驱动组件包括驱动电机、波纹管联轴器、螺纹杆及定位板，波纹管联轴器的一联轴器端与驱动电机固定连接，波纹管联轴器的另一联轴器端与螺纹杆固定连接，定位板上设有螺纹孔，螺纹杆穿过螺纹孔，承力板竖直固连于基板上，承力板与定位板之间连接有弹性连接件。该发明具有调节精度高、调整速度快、稳定性强的优点。

Description

顶点平移补偿驱动组件

技术领域

本发明涉及光学仪器与设备技术领域，尤其是涉及顶点平移补偿驱动组件。

背景技术

光学调整架作为现代光学仪器的一个基本的组件，用于支撑光学元件、调整光束方向，实现光束的快速准确定位，目前在实验室及光学设备、仪器中得到广泛的应用。由于受系统安装空间的限制、系统装调状态的要求、机械结构设计难度以及加工工艺的限制，现有调整结构的旋转自由度的回转中心和光学元器件的光学中心无法做到重合。这会造成实际机械调整量和光学调整量的期望值之间存在差异，影响光学系统装调过程的收敛速度，使系统装调过程变慢甚至发散。

发明内容

本发明的目的是提供用于微调光学元件的驱动组件，克服上述现有调整结构的不足，具有调节精度高、调整速度快、稳定性强的优点。

本发明的目的主要通过以下技术方案实现：顶点平移补偿驱动组件，其特征在于：包括基板、支撑板、平移驱动组件、挂臂板、承力板、导轨板及滑板，所述挂臂板的一端固定连接于支撑板的上端，挂臂板的另一端设有调整转轴，所述调整转轴的端头上连接有转动球头，所述导轨板水平固连于基板上，所述滑板活动连接于导轨板的上方，所述滑板的上端面设有用于容纳转动球头的球槽座，所述转动球头置入球槽座内，滑板上固连有平移驱动组件，所述平移驱动组件包括驱动电机、波纹管联轴器、螺纹杆及定位板，所述波纹管联轴器的一联轴器端与所述驱动电机的输出轴固定连接，波纹管联轴器的另一联轴器端与螺纹杆固定连接，所述定位板上设有贯穿定位板的螺纹孔，所述螺纹杆穿过螺纹孔，所述承力板竖直固连于基板上，承力板与定位板之间连接有弹性连接件，所述螺纹杆的端头与承力板紧密接触。本发明中，支撑板用于支撑、定位光学元件，通过转动球头及球槽座的设置，可实现对光学元件俯仰及偏转这两个自由度的调整。通过平移驱动组件的驱动作用使螺纹杆的端头发生轴向位移对承力板施加向后的作用力，由于承力板固定设置，因而反作用于固连于滑板上的平移驱动组件使其发生向前的相对移动。通过导轨板的设置，对滑板施加向前的作用力，滑板可相对基座发生向前的位移。通过转动球头与球槽座之间的相互配合，带动挂臂板向前移动，可实现对光学元件的顶点平移补偿调整。

进一步地，所述球槽座由滑板的上端面内凹形成，所述转动球头与球槽座之间以球面低副连接。如此，通过球面低副的配合可加大转动球头与球槽座之间的接触面积，避免在对自由度进行调整时转动球头脱离球槽座，因而提高了该发明的可靠性及稳定性。

进一步地，所述导轨板上设有滑条，所述滑板的下端面设有与滑条相适应的滑槽，滑条置入滑槽中。如此，可提高滑板与导轨板之间相对运动的稳定性。

为减少旋转时螺纹杆对承力板端面的磨损，进一步地，所述承力板端面上与螺纹杆的接触处设有垫片座。

为降低转速提高调整精度及节约成本，所述平移驱动组件还包括减速器，所述减速器的输入端连接于所述驱动电机的输出轴，所述减速器的输出端连接于所述波纹管联轴器的一联轴器端。

为减少螺纹杆的端头在旋转时对承力板端面的磨损，进一步地，所述螺纹杆的端头设为球形端头。

与现有调整结构相比，本发明具有以下有益效果：本发明中，支撑板用于支撑、定位光学元件，通过转动球头及球槽座的设置，可实现对光学元件俯仰及偏转这两个自由度的调整。通过平移驱动组件的驱动作用使螺纹杆的端头发生轴向位移对承力板施加向后的作用力，由于承力板固定设置，因而反作用于固连于滑板上的平移驱动组件使其发生向前的相对移动。通过导轨板的设置，对滑板施加向前的作用力，滑板可相对基座发生向前的位移，可实现对光学元件的顶点平移补偿调整。由驱动电机提供原动力，再加上减速器的设置，该发明大大提高了调整的速度及精度。同时，通过转动球头与球槽座之间的相互配合，不仅调整舒适度高、可靠性佳、稳定性强，且结构紧凑，操作简便。

附图说明

图1为本发明一个具体实施例的结构示意图；

图2为图1所示沿A-A方向的剖视图；

图3为图1所示沿B-B方向的剖视图。

附图中附图标记所对应的名称为：1、基板，2、支撑板，3、平移驱动组件，31、驱动电机，32、波纹管联轴器，33、螺纹杆，34、定位板，35、弹性连接件，36、减速器，4、挂臂版，41、调整转轴，42、转动球头，5、承力板，51、垫片座，6、导轨板，61、滑条，7、滑板，71、球槽座。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明做进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1

如图1，图2和图3所示，顶点平移补偿驱动组件，包括基板1、支撑板2、平移驱动组件3、挂臂板4、承力板5、导轨板6及滑板7，所述挂臂板4的一端固定连接于支撑板2的上端，挂臂板4的另一端设有调整转轴41，所述调整转轴41的端头上连接有转动球头42，所述导轨板6水平固连于基板1上，所述滑板7活动连接于导轨板6的上方，所述滑板7的上端面设有用于容纳转动球头42的球槽座71，所述转动球头42置入球槽座71内，滑板7上固连有平移驱动组件3，所述平移驱动组件3包括驱动电机31、波纹管联轴器32、螺纹杆33及定位板34，所述波纹管联轴器32的一联轴器端与所述驱动电机31的输出轴固定连接，波纹管联轴器32的另一联轴器端与螺纹杆33固定连接，所述定位板34上设有贯穿定位板34的螺纹孔，所述螺纹杆33穿过螺纹孔，所述承力板5竖直固连于基板1上，承力板5与定位板34之间连接有弹性连接件35，所述螺纹杆33的端头与承力板5紧密接触。本实施例中，为达到均衡的调整角度，挂臂板4可固定连接于支撑板2上端面的中部。以挂臂板4所在位置将支撑板2区分为左部和右部。当对左部和右部施加同一方向的作用力时，例如同进或者同退，支撑板2的位置可发生俯仰自由度的变化；当对左部和右部施加相反方向的作用力时，例如左进右退或者左退右进，支撑板2的位置可发生偏转自由度的变化。为避免实际调整量与期望值之间存在差异，可先通过顶点平移补偿结构对支撑板2的顶点位置做出补偿校正再对支撑板2的俯仰角度进行调整。应用时，启动驱动电机31，将驱动电机31的原动力作用于波纹管联轴器32使其产生轴向旋转运动，在波纹管扭转动力传递的作用下带动与波纹管联轴器32相连接的螺纹杆33亦产生轴向旋转运动。定位板34上设置有与螺纹杆33上螺纹相适应的螺纹孔，因而当螺纹杆33轴向旋转时，通过螺纹间啮合的配合，可使螺纹杆33相对定位板34发生轴向位移。由于承力板5固定于基座1上，对螺纹杆33的轴向位移有阻挡作用，因而反作用于平移驱动组件3使其发生向前的相对移动。因平移驱动组件3固连于滑板7上，则给滑板7向前的作用力，使滑板7在导轨板6上发生相对运动，在转动球头42与球槽座71的相互配合下，带动支撑板2的顶端向前移动，实现对光学元件的顶点补偿平移调整。本实施例可根据光束方向的需求，设定驱动电机的作用时间带动螺纹杆发生一定位移，从而调整光学元件的平移位置。

实施例2

本实施例在实施例1的基础上作出如下进一步限定，其特征在于：所述球槽座71由滑板7的上端面内凹形成，所述转动球头42与球槽座71之间以球面低副连接。若以横向直径将转动球头42分为上部与下部，为避免转动球头42在调整时脱离球槽座71，球槽座71包围转动球头42的开口端应位于转动球头42的上部区域。

实施例3

本实施例在实施例1的基础上作出如下进一步限定，所述导轨板6上设有滑条61，所述滑板7的下端面设有与滑条61相适应的滑槽，滑条61置入滑槽中。为提高滑板7与导轨板6之间相对运动的稳定性，导轨板6上可设置有2条以上的滑条61，滑板7上设有与滑条61的条数和位置相对应的滑槽。

实施例4

本实施例在实施例1的基础上作出如下进一步限定，所述承力板5端面上与螺纹杆33的接触处设有垫片座51。本实施例中，垫片座51上可设有与螺纹杆33的端头相适应的凹槽。工作时，螺纹杆33的端头置入凹槽内，可提高螺纹杆33端头作用于承力板5的稳定性。

实施例5

本实施例在实施例1的基础上作出如下进一步限定，所述平移驱动组件3还包括减速器36，所述减速器36的输入端连接于所述驱动电机31的输出轴，所述减速器36的输出端连接于所述波纹管联轴器32的一联轴器端。若用驱动电机31直接作用于波纹管联轴器32则需配置成本较高的伺服电机。本实施例中，为降低成本，在驱动电机31和波纹管联轴器32的中间连接有减速器36，驱动电机31通过减速器36作用于波纹管联轴器32以达到降低转速提高调整精度的效果。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的技术方案下得出的其他实施方式，均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.顶点平移补偿驱动组件，其特征在于：包括基板（1）、支撑板（2）、平移驱动组件（3）、挂臂板（4）、承力板（5）、导轨板（6）及滑板（7），所述挂臂板（4）的一端固定连接于支撑板（2）的上端，挂臂板（4）的另一端设有调整转轴（41），所述调整转轴（41）的端头上连接有转动球头（42），所述导轨板（6）水平固连于基板（1）上，所述滑板（7）活动连接于导轨板（6）的上方，所述滑板（7）的上端面设有用于容纳转动球头（42）的球槽座（71），所述转动球头（42）置入球槽座（71）内，滑板（7）上固连有平移驱动组件（3），所述平移驱动组件（3）包括驱动电机（31）、波纹管联轴器（32）、螺纹杆（33）及定位板（34），所述波纹管联轴器（32）的一联轴器端与所述驱动电机（31）的输出轴固定连接，波纹管联轴器（32）的另一联轴器端与螺纹杆（33）固定连接，所述定位板（34）上设有贯穿定位板（34）的螺纹孔，所述螺纹杆（33）穿过螺纹孔，所述承力板（5）竖直固连于基板（1）上，承力板（5）与定位板（34）之间连接有弹性连接件（35），所述螺纹杆（33）的端头与承力板（5）紧密接触。

2.根据权利要求1所述的顶点平移补偿驱动组件，其特征在于：所述球槽座（71）由滑板（7）的上端面内凹形成，所述转动球头（42）与球槽座（71）之间以球面低副连接。

3.根据权利要求1所述的顶点平移补偿驱动组件，其特征在于：所述导轨板（6）上设有滑条（61），所述滑板（7）的下端面设有与滑条（61）相适应的滑槽，滑条（61）置入滑槽中。

4.根据权利要求1所述的顶点平移补偿驱动组件，其特征在于：所述承力板（5）端面上与螺纹杆（33）的接触处设有垫片座（51）。

5.根据权利要求1所述的顶点平移补偿驱动组件，其特征在于：所述平移驱动组件（3）还包括减速器（36），所述减速器（36）的输入端连接于所述驱动电机（31）的输出轴，所述减速器（36）的输出端连接于所述波纹管联轴器（32）的一联轴器端。

6.根据权利要求1~5中任意一项所述的顶点平移补偿驱动组件，其特征在于：所述螺纹杆（33）的端头设为球形端头。