CN104991327A - 锁紧型笼式安装架 - Google Patents

Abstract

一种锁紧型笼式安装架，包括多块笼板和四根连接杆组装而成，本发明锁紧连接杆的螺钉不直接接触连接杆，而是通过拧紧螺钉使笼板的圆弧形通槽的间隙减小，从而产生对连接杆的侧向挤压力达到锁紧连接杆的目的，本发明锁紧方式为面接触，操作简单，锁紧效果好，避免了连接杆的刮伤、变形，能够实现笼板的快速安装与拆卸，可用于真空环境中。

Description

锁紧型笼式安装架

技术领域

本发明涉及光学元件，特别是一种锁紧型笼式安装架。主要应用于光学精密机械系统的安装、调节。

背景技术

现有的光学元件调整架往往结构复杂，占地面积大。沿光轴排布光路时，需对每个光学元件单独调节，费时费力，操作难度大。

为解决上述问题，美国专利U.S.Number 5828502提出了一套笼式安装系统，它由一系列精密加工的机械模块组成，能够精准、灵活地构建光学精密机械系统。其中，笼式安装架主要用于构建系统的基本结构及承载光学元件，其主要优点为：结构简单，便于安装与拆卸。根据需要将连接杆依次贯穿笼板的连接杆通孔，由于该结构对中性好，能够方便、准确地实现光学元件的共光轴排布。连接杆穿过笼板后，在径向上采用紧定螺钉锁紧。该方案中，紧定螺钉与笼板间的旋合长度过短，实际操作中，通光口径为30mm的笼板与紧定螺钉的旋合长度仅为2-3个毫米，而且紧定螺钉与连接杆间为点接触，接触面积小，容易造成锁紧力不足，锁紧效果不牢靠，达不到锁紧的目的；而且，在某些空间位置受限的情况下，下侧连接杆的紧定螺钉不容易安装。Thorlabs公司生产的笼板与连接杆的固定方式为：连接杆穿过笼板后，在连接杆通孔下方旋入紧定螺钉，通过螺钉与连接杆的挤压将连接杆与笼板固定。这两种方案中，紧定螺钉直接与连接杆接触，若用力过大，容易刮伤连接杆，或造成连接杆的微小变形，由于连接杆与笼板中连接杆通孔通常为尺寸较小的间隙配合，刮伤连接杆所产生的毛刺可能影响连接杆的下一次装配，而连接杆的微小变形可能影响光路的共轴性。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述在先技术的不足，提供一种锁紧型笼式安装架。该此安装架具有结构简单，可靠性、紧固性好，能够在螺钉不接触连接杆的情况下对连接杆进行锁紧，锁紧方式为面接触，锁紧效果好。

本发明的技术解决方案如下：

一种锁紧型笼式安装架，其特点在于，多块笼板和四根连接杆通过螺钉固定安装而成，所述的笼板上有供元件安装的一个中心孔和四周均布的四个连接杆通孔，在所述的笼板横向两侧的两个连接杆通孔之间具有通槽，所述的连接杆通孔与通槽连接处有第一半圆形开口，该第一半圆形开口的轴线与所述的中心孔的中心轴线平行，所述的通槽的中段处有上下通透的开槽，该开槽沿水平方向向外，该开槽的外端有第一圆孔，在所述的连接杆通孔相对于通槽的另一侧有上下通透的开口，该开口与所述的中心孔共轴线，该开口的末端有第二圆孔,所述的连接杆通孔与开口连接处有上下通透的第二半圆形开口，该第二半圆形开口的轴线与所述的中心孔的中心轴线平行，在所述的笼板侧面的两个相对的位置自外向内依次设有沉头孔、光孔和螺纹孔，所述的沉头孔、光孔和螺纹孔共轴，该轴线与所述的开槽的对称轴位于同一水平面；

所述的螺钉与笼板的两个螺纹孔通过螺纹配合，且螺钉的圆柱头卡在笼板中沉头孔的台阶面上；

所述的四根连接杆插入多块所述的笼板的四个连接杆通孔，将多块笼板连接在一起。

所述的笼板为圆形笼板或方形笼板。

所述的笼板为圆形笼板，所述的通槽为圆弧形状，该通槽与所述的中心孔共轴线，所述的开口为圆弧形，该开口的轴线与所述的中心孔的中心轴线平行，在所述的笼板的上下两表面有圆形三角槽，该圆形三角槽与所述的中心孔共轴线，在所述的笼板侧面的圆周上，连接杆通孔和所述的开槽之间沿着笼板的径向各布有一个紧定螺纹孔。

所述的笼板为方形笼板，所述的通槽为长条形，该通槽与所述的笼板的中心轴的垂直平面平行，所述的开口为长条形，该开口与笼板的中心轴的垂直平面平行，在所述的笼板的两表面各有两条长条形三角槽，该长条形三角槽与笼板的中心轴的垂直平面平行，在所述的笼板的侧面，连接杆通孔和所述的开槽之间沿着笼板的水平方向各布有一个紧定螺纹孔。

在所述的笼板顶部有顶部螺纹通孔，该顶部螺纹通孔的轴线与所述的中心孔的中心轴线垂直。

所述的笼板的中心孔为通孔、螺纹孔或台阶孔。

与在先技术相比，本发明的优点在于：用于光学元件的安装，在所述的笼板中第一半圆形开口和第二半圆形开口便于连接杆穿入连接杆通孔内，同时用以预防笼板中连接杆通孔抱死连接杆，锁紧连接杆时，螺钉不直接接触连接杆，由于笼板中通槽、开槽、第一圆孔、开口和第二圆孔的存在使得该侧沉头孔所在的部分在微小范围内可动，因此可以通过拧紧螺钉使笼板的通槽的间隙减小，从而产生对连接杆的侧向挤压力达到锁紧连接杆的目的，而开槽和第一圆孔的存在能够更好地释放位移，便于装置的锁紧，第一圆孔和第二圆孔用以消除应力集中，若发现笼板与连接杆抱死，可通过在四个紧定螺纹孔旋入螺钉消除机构抱死。该锁紧方式为面接触，操作简单，锁紧效果好，避免了连接杆的刮伤、变形，能够实现笼板的快速安装与拆卸，可用于真空环境中。

附图说明

图1是美国专利U.S.Number 5828502中笼板的正视图

图2是Thorlabs公司笼板的正视图。

图3是本发明锁紧型笼式安装架的立体结构示意图。

图4是本发明锁紧型笼式安装架的中心孔为螺纹孔的圆形笼板的正视图。

图5是本发明锁紧型笼式安装架的中心孔为螺纹孔的圆形笼板的正视图沿顶部螺纹通孔轴线的剖视图。

图6是本发明锁紧型笼式安装架的中心孔为通孔的圆形笼板的正视图。

图7是本发明锁紧型笼式安装架的中心孔为台阶孔的圆形笼板的正视图。

图8是本发明锁紧型笼式安装架的中心孔为螺纹孔的方形笼板的正视图。

图9是本发明锁紧型笼式安装架的中心孔为螺纹孔的方形笼板的正视图沿顶部螺纹通孔轴线的剖视图。

图10是本发明锁紧型笼式安装架的中心孔为通孔的方形笼板的正视图。

图11是本发明锁紧型笼式安装架的中心孔为台阶孔的方形笼板的正视图。

图中：1-笼板，2-螺钉，3-连接杆，101-中心孔，102-连接杆通孔，103-通槽，104-开槽，105-第一圆孔，106-开口，107-第二圆孔，108-第二半圆形开口，109-第一半圆形开口，110-圆形三角槽，111-沉头孔，112-光孔，113-螺纹孔，114-顶部螺纹通孔，115-紧定螺纹孔，116-长条形三角槽，117-紧定螺纹孔。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明作详细说明，但不应以此限制本发明的保护范围。

先请参阅图3，并结合参阅图4、5、6、7、8、9、10、11，由图可见，本发明锁紧型笼式安装架，包括：多块笼板1，多枚螺钉2，四根连接杆3。

所述的笼板1上有一个中心孔101和四周均布的四个连接杆通孔102，且该四个连接杆通孔102的轴线与所述的中心孔101的中心轴线平行，在所述的笼板1横向两侧的两个连接杆通孔102通过通槽103相连，所述的连接杆通孔102与通槽103连接处有第一半圆形开口109，该第一半圆形开口109的轴线与所述的中心孔101的中心轴线平行，所述的通槽103的中段处有上下通透的开槽104，该开槽104沿水平方向向外，该开槽104的外端有第一圆孔105，在所述的连接杆通孔102相对于通槽103的另一侧有上下通透的开口106，该开口106与所述的中心孔101共轴线，该开口106的末端有第二圆孔107,所述的连接杆通孔102与开口106连接处有上下通透的第二半圆形开口108，该第二半圆形开口108的轴线与所述的中心孔101的中心轴线平行，在所述的笼板1侧面的两个相对的位置自外向内依次设有沉头孔111、光孔112和螺纹孔113，所述的沉头孔111、光孔112和螺纹孔113共轴，该轴线与开槽104的对称轴位于同一水平面上；

所述的螺钉2与笼板1的两个螺纹孔113通过螺纹配合，且螺钉2的圆柱头卡在笼板1中沉头孔111的台阶面上；

所述的四根连接杆3插入所述的四个连接杆通孔102将多个所述的笼板1连接在一起。

所述的笼板1为圆形笼板或方形笼板。

所述的笼板1为圆形笼板，所述的通槽103为圆弧形，该通槽103与所述的中心孔101共轴线，所述的开口106为圆弧形，该开口106的轴线与所述的中心孔101的中心轴线平行，在所述的笼板1的两表面有圆形三角槽110，该圆形三角槽110与所述的中心孔101共轴线，在所述的笼板1侧面的圆周上，连接杆通孔102和所述的开槽104之间沿着笼板1的径向各布有一个紧定螺纹孔115。

所述的笼板1为方形笼板，所述的通槽103为长条形，该通槽103与所述的笼板1的中心轴的垂直平面平行，所述的开口106为长条形，该开口106与笼板1的中心轴的垂直平面平行，在所述的笼板1的两表面各有两条长条形三角槽116，该长条形三角槽116与笼板1的中心轴的垂直平面平行，在所述的笼板1的侧面，连接杆通孔102和所述的开槽102之间沿着笼板1的水平方向各布有一个紧定螺纹孔117。

所述的笼板1顶部有顶部螺纹通孔114，该顶部螺纹通孔114的轴线与所述的中心孔101的中心轴线垂直。

所述的笼板1的中心孔101为通孔、螺纹孔或台阶孔。

所述的锁紧型笼式安装架，其特征在于，所述的所述的笼板1材料用铝合金或不锈钢，铝合金的笼板可用于普通实验室环境中，不锈钢的笼板可用于真空环境中；所述的螺钉2选用标准件GB/T 70.1-2000；所述的连接杆3材料用不锈钢，表面抛光。

本发明的装配与锁紧过程是：如上述结构，首先将所需的光学元件置于笼板1内的中心孔101处；再将四根连接杆3分别穿过笼板1内的四个连接杆通孔102；之后将两个螺钉2与笼板1侧面的两个螺纹孔113旋合一部分，保证连接杆3在连接杆通孔102内能够转动，随后，根据实际需要安装的光学机械系统情况调节连接杆3穿过连接杆通孔102的长度，最后，将四个螺钉2分别拧紧，此时，螺钉2的圆柱头卡在笼板1中沉头孔111的台阶面上，拧紧螺钉2所产生的锁紧力带动沉头孔111所在的部分向内移动，使通槽103的间隙不断缩小，对连接杆3产生了侧向挤压力，将连接杆锁紧，拆卸时，若发现笼板1与连接杆3抱死，可通过在四个紧定螺纹孔115或117旋入螺钉消除机构抱死。

该锁紧方式为面接触，操作简单，锁紧效果好，避免了连接杆的刮伤、变形，能够实现笼板的快速安装与拆卸，可用于真空环境中。

Claims (6)

1.一种锁紧型笼式安装架，其特征在于，包括多块笼板(1)和四根连接杆(3)通过螺钉(2)组装而成，所述的笼板(1)上有供元件安装的一个中心孔(101)和四周均布的四个连接杆通孔(102)，在所述的笼板(1)横向两侧的两个连接杆通孔(102)之间具有通槽(103)，所述的连接杆通孔(102)与通槽(103)连接处有第一半圆形开口(109)，该第一半圆形开口(109)的轴线与所述的中心孔(101)的中心轴线平行，所述的通槽(103)的中段处有上下通透的开槽(104)，该开槽(104)沿水平方向向外，该开槽(104)的外端有第一圆孔(105)，在所述的连接杆通孔(102)相对于通槽(103)的另一侧有上下通透的开口(106)，该开口(106)与所述的中心孔(101)共轴线，该开口(106)的末端有第二圆孔(107),所述的连接杆通孔(102)与开口(106)连接处有上下通透的第二半圆形开口(108)，该第二半圆形开口(108)的轴线与所述的中心孔(101)的中心轴线平行，在所述的笼板(1)侧面的两个相对的位置自外向内依次设有沉头孔(111)、光孔(112)和螺纹孔(113)，所述的沉头孔(111)、光孔(112)和螺纹孔(113)共轴，该轴线与所述的开槽(104)的对称轴位于同一水平面；

所述的螺钉(2)与笼板(1)的两个螺纹孔(113)通过螺纹配合，且螺钉(2)的圆柱头卡在笼板(1)中沉头孔(111)的台阶面上；

所述的四根连接杆(3)插入多块所述的笼板(1)的四个连接杆通孔(102)，将多块笼板(1)连接在一起。

2.根据权利要求1所述的锁紧型笼式安装架，其特征在于所述的笼板(1)为圆形笼板或方形笼板。

3.根据权利要求2所述的锁紧型笼式安装架，其特征在于所述的笼板(1)为圆形笼板，所述的通槽(103)为圆弧形状，该通槽(103)与所述的中心孔(101)共轴线，所述的开口(106)为圆弧形，该开口(106)的轴线与所述的中心孔(101)的中心轴线平行，在所述的笼板(1)的上下两表面有圆形三角槽(110)，该圆形三角槽(110)与所述的中心孔(101)共轴线，在所述的笼板(1)侧面的圆周上，连接杆通孔(102)和所述的开槽(104)之间沿着笼板(1)的径向各布有一个紧定螺纹孔(115)。

4.根据权利要求2所述的锁紧型笼式安装架，其特征在于所述的笼板(1)为方形笼板，所述的通槽(103)为长条形，该通槽(103)与所述的笼板(1)的中心轴的垂直平面平行，所述的开口(106)为长条形，该开口(106)与笼板(1)的中心轴的垂直平面平行，在所述的笼板(1)的两表面各有两条长条形三角槽(116)，该长条形三角槽(116)与笼板(1)的中心轴的垂直平面平行，在所述的笼板(1)的侧面，连接杆通孔(102)和所述的开槽(104)之间沿着笼板(1)的水平方向各布有一个紧定螺纹孔(117)。

5.根据权利要求1所述的锁紧型笼式安装架，其特征在于在所述的笼板(1)顶部有顶部螺纹通孔(114)，该顶部螺纹通孔(114)的轴线与所述的中心孔(101)的中心轴线垂直。

6.根据权利要求1所述的锁紧型笼式安装架，其特征在于所述的笼板(1)的中心孔(101)为通孔、螺纹孔或台阶孔。