CN104319601B - 真空环境下的光腔调整机构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种真空环境下的光腔调整机构，包括旋转台，与旋转台连接的下部电机和安装于旋转台上的俯仰台，俯仰台包括上底板、下底板和立柱，当做水平调节时，由外驱动器控制底部电机，带动底部旋转台旋转，使光路做水平位移；当做垂直调节时，由外驱动器控制中部电机，通过联轴器带动螺纹副旋转，带动俯仰台上底板上下远动，实现光路的垂直调节。本发明克服了一般调整架无法保证光路实现严格的垂直和水平移动的缺陷，同时满足在真空环境中的使用要求，操作灵活方便，使用安全可靠。
Description
技术领域
本发明属于光腔调整机构，具体涉及一种真空环境下的光腔调整机构。
背景技术
光腔调整机构是通过对反射镜所在位置不同角度的调节，使从激光器谐振腔射出的激光通过反射镜的反射实现激光按照一定方向形成所需要的光路的装置。常见的光学镜架采用三点式固定，在方形的镜架上选择一个顶角作为固定点，用一颗钢球作为调整轴，另两个相邻顶角上放置两个螺纹副，对反射镜进行俯仰和左右方向的调节。这种方式优点在于结构非常简便，成本低，但是存在一个致命的缺点，就是光路调节不能严格按照水平和垂直的方向进行。
发明内容
本发明是为了克服现有技术中存在的缺点而提出的，其目的是提供一种真空环境下的光腔调整机构。
本发明的技术方案是：
一种真空环境下的光腔调整机构，包括旋转台，与旋转台连接的下部电机和安装于旋转台上的俯仰台，所述俯仰台包括上底板、下底板和立柱；立柱的上顶面形成凸沿，在立柱的中部侧壁向凸沿反方向形成平台；下底板上顶面前端左右两侧均固定有“⊥”型转动轴下支撑块，上底板下底面前端左右两侧均固定有T型转动轴上支撑块，转动轴下支撑块和转动轴上支撑块中心均形成有通孔，轴承安装于转动轴下支撑块和转动轴上支撑块之间，转动轴依次穿过左右两侧的转动轴下支撑块和转动轴上支撑块的通孔，两根拉簧安装于上底板和下底板的后端之间；反射镜夹具与凸沿下底面固定连接，两个强磁铁固定盒安装于立柱的侧壁上， 中部电机安装于平台上，中部电机的电机轴与联轴器连接，联轴器与螺纹副组件连接；联轴器呈圆柱形，上部中心形成电机轴连接孔和垂直于电机轴连接孔且与其连通的顶丝孔，下部形成联轴器方孔；螺纹副组件由螺纹副方轴、螺纹轴和螺母套组成，螺纹副方轴和螺纹轴固定连接，螺母套套装于螺纹轴外部，螺母套内圆周形成的内螺纹与螺纹轴的外螺纹啮合，螺母套与上底板固定连接。
所述下底板与旋转台上顶面固定连接。
所述两个强磁铁固定盒处于平台的同侧，一个位于平台上方，另一个位于平台下方，且上部的强磁铁固定盒位置高于中部电机。
所述电机轴伸入电机轴连接孔中，并通过顶丝穿过顶丝孔使电机轴与联轴器固定连接。
所述螺纹副方轴伸入联轴器方孔中。
所述电机轴连接孔的内径与电机轴外径相匹配，螺纹副方轴的形状和尺寸与螺纹副方轴的形状和尺寸相匹配。
本发明的有益效果是：
本发明使用两套完全独立的调整机构，对反射镜的俯仰和左右调节能实现光路严格按照垂直和水平方向运动。本发明在结构设计上避免了盲孔，在运动接触处未使用润滑油，传动电机使用真空无油电机，使其可用于真空环境下，仅在外部用控制器操作，便可实现对真空腔体内部的光腔调整架进行调节，实现所需光路轨迹；保证真空腔体内真空环境不受到破坏，保障了设备和人员的安全。
本发明克服了一般调整架无法保证光路实现严格的垂直和水平移动的缺陷，同时满足在真空环境中的使用要求，操作灵活方便，使用安全可靠。
附图说明
图1是本发明真空环境下的光腔调整机构的结构示意图；
图2是本发明中俯仰台的结构示意图；
图3是本发明中联轴器的结构示意图；
图4是本发明中螺纹副组件的结构示意图。
其中：
1 旋转台 2 下部电机
3 俯仰台 4 上底板
5 下底板 6 立柱
7 凸沿 8 平台
9 转动轴下支撑块 10 转动轴上支撑块
11 轴承 12 转动轴
13 拉簧 14 反射镜夹具
15 强磁铁固定盒 16 中部电机
17 电机轴 18 联轴器
19 螺纹副组件 20 电机轴连接孔
21 顶丝孔 22 联轴器方孔
23 螺纹副方轴 24 螺纹轴
25 螺母套。
具体实施方式
下面结合说明书附图及实施例对本发明真空环境下的光腔调整机构进行详细说明：
如图1~4所示，一种真空环境下的光腔调整机构，包括旋转台1，与旋转台1连接的下部电机2和安装于旋转台1上的俯仰台3，
所述俯仰台3包括上底板4、下底板5和立柱6；立柱6的上顶面形成凸沿7，在立柱6的中部侧壁向凸沿7反方向形成平台8；
旋转台1靠外控制器（未图示）控制下部电机2使其转动，实现反射镜做水平旋转运动；旋转台1上面放置俯仰台3，俯仰台3的下底板5与旋转台1上顶面固定，保证旋转台1的转向运动传递到俯仰台3上。
下底板5上顶面前端左右两侧均固定有“⊥”型转动轴下支撑块9，上底板4下底面前端左右两侧均固定有T型转动轴上支撑块10，转动轴下支撑块9和转动轴上支撑块10中心均形成有通孔，轴承11安装于转动轴下支撑块9和转动轴上支撑块10之间，实现顺滑的转动，转动轴12依次穿过左右两侧的转动轴下支撑块9和转动轴上支撑块10的通孔，两根拉簧13安装于上底板4和下底板5的后端之间；
反射镜夹具14与凸沿7下底面固定连接，两个强磁铁固定盒15安装于立柱6的侧壁上， 中部电机16安装于平台8上，中部电机16的电机轴17与联轴器18连接，联轴器18与螺纹副组件19连接；
中部电机16依靠特殊设计的联轴器18和螺纹副组件19将其的转动运动转化为俯仰台3的俯仰运动，并依靠在俯仰台上底板4、下底板5后端连接的拉簧13，保证俯仰运动完全实现。
反射镜夹具14和强磁铁固定盒15均是为了保证反射镜能牢固的固定在俯仰台上。反射镜背面在磁铁固定盒15位置处须粘贴铁片。
联轴器18呈圆柱形，上部中心形成电机轴连接孔20和垂直于电机轴连接孔20且与其连通的顶丝孔21，下部形成联轴器方孔22；
螺纹副组件19由螺纹副方轴23、螺纹轴24和螺母套25组成，螺纹副方轴23和螺纹轴24固定连接，螺母套25套装于螺纹轴24外部，螺母套25内圆周形成的内螺纹与螺纹轴24的外螺纹啮合，螺母套25外部与上底板4固定连接。
所述电机轴17伸入电机轴连接孔20中，并通过顶丝穿过顶丝孔21将电机轴17与联轴器18进行锁紧，螺纹副方轴23伸入联轴器方孔22中。
所述两个强磁铁固定盒15处于平台8的同侧，一个位于平台8上方，另一个位于平台8下方，且上部的强磁铁固定盒15位置高于中部电机16。
所述电机轴连接孔20的内径与电机轴17外径相匹配，螺纹副方轴23的形状和尺寸与螺纹副方轴23的形状和尺寸相匹配。
转动轴12使用304不锈钢材料，联轴器18材料使用青铜，其他部件均为6061铝合金，电机选用真空无油电机，轴承11选用无油轴承，机构内部不允许有润滑油。
本发明预做水平调节时，由外驱动器控制下部电机2，带动旋转台3旋转，使光路做水平位移；做垂直调节时，由外驱动器控制中部电机16，通过联轴器18和螺纹副组件19中的螺纹轴24旋转，带动螺母套25及与其固定连接的上底板4作上下远动，从而实现光路的垂直调节。
本发明由于旋转台和俯仰台是两套独立的运动机构，所以可以实现对光路进行严格的水平和垂直调节，互不影响。电机和轴承的选择可以满足整套光腔调整机构在真空环境下正常运转，实现在不破坏真空腔体内真空环境的情况下对腔体内部光路进行调节。调节精度由选取的电机和控制器决定。本发明简单实用，可靠性高，可以安全稳定的在真空环境下进行光路的调节。
Claims (5)
1.一种真空环境下的光腔调整机构，包括旋转台（1），与旋转台（1）连接的下部电机（2）和安装于旋转台（1）上的俯仰台（3），其特征在于：
所述俯仰台（3）包括上底板（4）、下底板（5）和立柱（6）；立柱（6）的上顶面形成凸沿（7），在立柱（6）的中部侧壁向凸沿（7）反方向形成平台（8）；
下底板（5）上顶面前端左右两侧均固定有“⊥”型转动轴下支撑块（9），上底板（4）下底面前端左右两侧均固定有T型转动轴上支撑块（10），转动轴下支撑块（9）和转动轴上支撑块（10）中心均形成有通孔，轴承（11）安装于转动轴下支撑块（9）和转动轴上支撑块（10）之间，转动轴（12）依次穿过左右两侧的转动轴下支撑块（9）和转动轴上支撑块（10）的通孔，两根拉簧（13）安装于上底板（4）和下底板（5）的后端之间；
反射镜夹具（14）与凸沿（7）下底面固定连接，两个强磁铁固定盒（15）安装于立柱（6）的侧壁上， 中部电机（16）安装于平台（8）上，中部电机（16）的电机轴（17）与联轴器（18）连接，联轴器（18）与螺纹副组件（19）连接；
联轴器（18）呈圆柱形，上部中心形成电机轴连接孔（20）和垂直于电机轴连接孔（20）且与其连通的顶丝孔（21），下部形成联轴器方孔（22）；
螺纹副组件（19）由螺纹副方轴（23）、螺纹轴（24）和螺母套（25）组成，螺纹副方轴（23）和螺纹轴（24）固定连接，螺母套（25）套装于螺纹轴（24）外部，螺母套（25）内圆周形成的内螺纹与螺纹轴（24）的外螺纹啮合，螺母套（25）与上底板（4）固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种真空环境下的光腔调整机构，其特征在于：所述下底板（5）与旋转台（1）上顶面固定连接。
3.根据权利要求1所述的一种真空环境下的光腔调整机构，其特征在于：所述两个强磁铁固定盒（15）处于平台（8）的同侧，一个位于平台（8）上方，另一个位于平台（8）下方，且上部的强磁铁固定盒（15）位置高于中部电机（16）。
4.根据权利要求1所述的一种真空环境下的光腔调整机构，其特征在于：所述电机轴（17）伸入电机轴连接孔（20）中，并通过顶丝穿过顶丝孔（21）使电机轴（17）与联轴器（18）固定连接。
5.根据权利要求1所述的一种真空环境下的光腔调整机构，其特征在于：所述螺纹副方轴（23）伸入联轴器方孔（22）中。
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