CN105403973A - 光学元件对中性调整机构 - Google Patents

Abstract

一种光学元件对中性调整机构，包括外圈、外壳、顶板、中间板、蜗轮板、支撑板、卡爪、光学元件、中空台、蜗杆、蜗杆安装座。本发明通过调节蜗杆与蜗轮板机构，带动与蜗轮板连接的卡爪向中间移动，将光学元件夹紧，然后通过顶丝穿过外壳侧面顶部的正调节孔，驱动与顶板相连接的中间板、蜗轮板、支撑板、卡爪、蜗杆、蜗杆安装座在不同方向移动，从而使光学元件能够在中空台的中心孔中平移，实现光学元件的微调。本发明构简单，整体结构稳定可靠紧凑。

Description

光学元件对中性调整机构

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对中性调整机构。

背景技术

在光学精密机械的实验中，常要求光学元件与安装光学元件的支撑件之间具有较高的同轴度，并要求光学元件具有一定的调节功能，以往的光机设计中，一般是通过一个不同的转接板的配合，实现不同方向的调解要求，这种结构的缺点是光学元件的对中性不好，而且需要做不同规格的转接板连接，通用性较差，调节的时候需要通过不易调节。

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，但是其不便于实现光学元件的对中性安装调整要求，而在公开号CN102129108A的专利文献中，可以实现四维光学调整装置，但是对于在支撑台中心的光学元件的安装、夹紧和调整的要求，并不能实现该功能，而在公开号CN102073116B的专利文献中，公开了一种光学元件中心径向定位机构，该机构的胀紧圈由连接为一体的调节环和柔性环构成；中心轴安装固定在基座上，其顶端与柔性环内表面之间通过圆锥面配合；柔性环的外表面为弧面，该弧面与轴套的内表面形成圆环线接触；中心轴、柔性环及轴套嵌于光学元件的中心孔中，且轴套的外表面与光学元件胶接；调节环与中心轴通过预紧螺钉连接，转动预紧螺钉可使柔性环与中心轴过盈配合；放松螺钉与调节环螺纹连接，其前端顶到中心轴上，调节放松螺钉可使柔性环与中心轴间隙配合，该机构能够方便的实现带有中心孔的大型光学元件如大口径望远镜主镜支撑结构中的径向定位，该结构比较复杂，而且对于相对于支撑件中心安装的光学元件，不能进行不同规格的夹紧和微调。

发明内容

为了克服已有技术中存在的上述缺点，本发明采用的技术方案是：

一种光学元件对中性调整机构，包括待调整部件，夹紧部件和顶丝：

所述待调整部件包括供光学元件放置的中空台，所述中空台具有中心孔，且底面的四角分别有安装孔，所述光学元件能够安装于中心孔中，且与中心孔内壁有间隙；

所述夹紧部件包括外圈、外壳、顶板、中间板、蜗轮板、支撑板、卡爪、蜗杆、蜗杆安装座；

所述外圈为若干个可嵌套的环形圈结构，该环形圈结构侧面外圈有限位槽，在相应内圈有限位凸起；

所述外壳为中空的柱体，包括位于底部的终端限位槽和侧面中部的反调节孔，还包括位于侧面顶部的正调节孔，在外壳侧面还有一个矩形槽，外壳的底部有若干个外壳安装孔，外壳顶部中心有台阶；

所述顶板有顶板安装孔；

所述中间板为阶梯型柱体，顶部在小柱体的顶面有中间板上安装孔，在中间板上还有中间板下安装孔，侧面有中间板缺口，在中间板缺口的侧面有蜗杆座安装孔，在中间板的底部有大柱体，在大柱体的中心有上旋转导轨；

所述蜗轮板为侧面有蜗轮齿的柱体，中部中蜗轮板孔，顶面中心有上旋转导轨槽，底面中心有下旋转导轨槽，底面还有平面螺纹结构；

所述支撑板为阶梯型柱体，顶面有支撑板安装孔，在支撑板的侧面有支撑板缺口，支撑板顶部为中空的蜗轮板孔，侧面有矩形卡爪槽，在中心孔圆周方向蜗轮板孔的底面有下旋转导轨；

所述卡爪包括滑槽，在滑槽底部有卡爪台阶，在卡爪的底端为夹持部；

所述蜗杆包括位于一端的调整部，位于中部的蜗杆齿；

所述蜗杆安装座为矩形结构，侧壁有蜗杆安装孔，另两面侧壁的顶端有蜗杆座通孔；

所述夹紧部件的连接关系如下：

所述外圈不同直径的环形圈能够相互嵌套，通过限位凸起嵌入限位槽，并最终与外壳底部的终端限位槽连接，从而扩大了所述光学元件对中性调整机构的安装定位面，便于整个装置的安装；

顶板位于台阶中，通过顶板安装孔与中间板上安装孔连接，将顶板与中间板固定，小柱体穿过台阶的中心孔；所述卡爪的滑槽嵌入蜗轮板的平面螺纹结构，卡爪能够沿着平面螺纹结构运动，蜗轮板的上旋转导轨槽内嵌入上旋转导轨，下旋转导轨槽内嵌入下旋转导轨，蜗轮板能够通过导轨槽与导轨的配合，相对中间板和支撑板转动，蜗轮板在蜗轮板孔内转动，蜗轮板孔的底端与卡爪的卡爪台阶接触限位，夹持部穿过卡爪槽，中间板下安装孔与支撑板安装孔配合，将中间板与支撑板连接固定，中间板缺口与支撑板缺口对应，蜗杆安装座通过蜗杆座通孔与蜗杆座安装孔配合，与中间板固定，蜗杆的调整部穿过矩形槽，旋转固定于蜗杆安装孔中，蜗杆齿与蜗轮齿啮合；

通过调整部的旋转，带动蜗轮板的转动，从而驱动三个卡爪沿着平面螺纹结构运动，将光学元件夹紧；

所述平移部件包括顶丝和位于外壳侧面顶部的调节孔；

通过调整部的旋转，带动蜗轮板的转动，从而驱动三个卡爪沿着平面螺纹结构运动，将光学元件夹紧；

所述的光学元件被夹持部夹紧后，通过反调节孔和顶丝配合，固定中空台，通过位于外壳侧面顶部的正调节孔与顶丝的配合，驱动与顶板相连的光学元件(7)，完成光学元件和中空台中心调整功能。

顶板的直径小于台阶直径，小柱体的直径小于台阶底部中心孔的直径，光学元件的直径小于中心孔的直径，便于所述平移部件的移动。

所述的中空台为中心带有孔的支撑台。

所述的蜗杆安装座数量为两个，分别支撑蜗杆的两端。

所述的蜗杆安装孔的直径大于蜗杆，并通过通用轴承与蜗杆可转动的连接。

所述的蜗轮板底面为等螺距的平面螺纹结构。

所述弧形的滑槽可以在平面螺纹结构内自由滑动，实现不同直径的光学元件的夹紧功能。

所述的调整部为便于手操作的柱体，内部为内六角结构，便于通过扳手转动调节。

光学元件被夹持部夹紧后，通过反调节孔和顶丝配合，固定中空台，通过正调节孔与顶丝的配合，驱动与顶板相连的光学元件，完成光学元件和中空台中心调整功能。

本发明的有益效果是：

通过夹紧部件中，通过蜗杆与蜗轮的啮合，带动蜗轮板转动，通过顶板、中间板、支撑板的配合，卡爪沿着蜗轮板的平面螺纹机构运动，实现不同直径将光学元件夹紧；

通过不同直径的外圈的嵌套，并与外壳配合，扩大了整体机构的安装表面，提高了稳定性；

通过平移部件，驱动顶板，实现了与顶板、中间板、蜗轮板、支撑板、卡爪、蜗杆、蜗杆安装座相固定的光学元件的平移调整；

本发明整体结构简单紧凑，操作方便，通用性好。

附图说明

图1为所述调整机构的剖面图，

图2为所述调整机构的立体图，

图3为所述调整机构去掉外圈和外壳之后的内部连接关系图，

图4为所述调整机构去掉外圈、外壳、顶板、中间板的连接关系图，

图5为所述调整机构去掉外圈、外壳、顶板、中间板、支撑板后的连接关系图，

图6为所述调整机构外壳立体图，

图7为所述调整机构中间板俯视图，

图8为所述调整机构中间板仰视图，

图9为所述调整机构蜗轮板剖视图，

图10为所述调整机构蜗轮板顶面图，

图11为所述调整机构蜗轮板底面图，

图12为所述调整机构支撑板立体图，

图13为所述调整机构卡爪立体图。

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：

一种光学元件对中性调整机构，包括待调整部件，夹紧部件和顶丝：

所述待调整部件包括光学元件7、中空台8；

所述光学元件7为能够安装于中空台8中心孔8-1，并与中心孔8-1侧面有间隙的光学元件，中空台8为安装光学元件7的支撑台，底面有安装孔8-2，能够将待调整部件进行安装；

如图1-5所示，所述夹紧部件包括外圈0、外壳1、顶板2、中间板3、蜗轮板4、支撑板5、卡爪6、蜗杆9、蜗杆安装座10；

如图2所示，所述外圈0为若干个可嵌套的环形圈结构，该环形圈结构侧面外圈有限位槽0-1，在相应内圈有限位凸起0-2；

如图6所示，所述外壳1为中空的柱体，包括位于底部的终端限位槽1-1和侧面中部的反调节孔1-2，还包括位于侧面顶部的正调节孔1-4，在外壳1侧面还有一个矩形槽1-3，外壳1的底部有若干个外壳安装孔1-5，外壳顶部中心有台阶1-6；

如图3所示，所述顶板2有顶板安装孔2-1；

如图7-8所示，所述中间板3为阶梯型柱体，顶部在小柱体3-5的顶面有中间板上安装孔3-1，在中间板3上还有中间板下安装孔3-2，侧面有中间板缺口3-3，在中间板缺口3-3的侧面有蜗杆座安装孔3-4，在中间板3的底部有大柱体3-6，在大柱体3-6的中心有上旋转导轨3-7；

如图9-11所示，所述蜗轮板4为侧面有蜗轮齿4-1的柱体，中部中蜗轮板孔4-2，顶面中心有上旋转导轨槽4-3，底面中心有下旋转导轨槽4-4，底面还有平面螺纹结构4-5；

如图12所示，所述支撑板5为阶梯型柱体，顶面有支撑板安装孔5-1，在支撑板5的侧面有支撑板缺口5-2，支撑板5顶部为中空的蜗轮板孔5-3，侧面有矩形卡爪槽5-4，在中心孔5-5圆周方向蜗轮板孔5-3的底面有下旋转导轨5-6；

如图13所示，所述卡爪6包括滑槽6-1，在滑槽底部有卡爪台阶6-2，在卡爪6的底端为夹持部6-3；

如图3所示，所述蜗杆9包括位于一端的调整部9-1，位于中部的蜗杆齿9-2；

如图3所示，所述蜗杆安装座10为矩形结构，侧壁有蜗杆安装孔10-2，另两面侧壁的顶端有蜗杆座通孔10-1；

所述夹紧部件的连接关系如下：

如图1-13所示：

所述外圈0不同直径的环形圈能够相互嵌套，通过限位凸起0-2嵌入限位槽0-1，并最终与外壳1底部的终端限位槽1-1连接，从而扩大了所述光学元件对中性调整机构的安装定位面，便于整个装置的安装；

顶板2位于台阶1-6中，通过顶板安装孔2-1与中间板上安装孔3-1连接，将顶板2与中间板3固定，小柱体3-5穿过台阶1-6的中心孔；所述卡爪6的滑槽6-1嵌入蜗轮板4的平面螺纹结构4-5，卡爪6能够沿着平面螺纹结构4-5运动，蜗轮板4的上旋转导轨槽4-3内嵌入上旋转导轨3-7，下旋转导轨槽4-4内嵌入下旋转导轨5-6，蜗轮板4能够通过导轨槽与导轨的配合，相对中间板3和支撑板5转动，蜗轮板4在蜗轮板孔5-3内转动，蜗轮板孔5-3的底端与卡爪6的卡爪台阶6-2接触限位，夹持部6-3穿过卡爪槽5-4，中间板下安装孔3-2与支撑板安装孔5-1配合，将中间板3与支撑板5连接固定，中间板缺口3-3与支撑板缺口5-2对应，蜗杆安装座10通过蜗杆座通孔10-1与蜗杆座安装孔3-4配合，与中间板3固定，蜗杆9的调整部9-1穿过矩形槽1-3，旋转固定于蜗杆安装孔10-2中，蜗杆齿9-2与蜗轮齿4-1啮合；

通过调整部9-1的旋转，带动蜗轮板4的转动，从而驱动三个卡爪6沿着平面螺纹结构4-5运动，将光学元件7夹紧；

通过调整部9-1的旋转，带动蜗轮板4的转动，从而驱动三个卡爪6沿着平面螺纹结构4-5运动，将光学元件7夹紧；

所述的光学元件7被夹持部6-3夹紧后，通过反调节孔1-2和顶丝配合，固定中空台8，通过位于外壳1侧面顶部的正调节孔1-4与顶丝的配合，驱动与顶板2相连的光学元件7，完成光学元件7和中空台8中心调整功能。

顶板2的直径小于台阶1-6直径，小柱体3-5的直径小于台阶1-6底部中心孔的直径，光学元件7的直径小于中心孔8-1的直径，便于所述平移部件的移动。

所述的中空台8为中心带有孔的支撑台。

所述的蜗杆安装座10数量为两个，分别支撑蜗杆9的两端。

所述的蜗杆安装孔10-2的直径大于蜗杆9，并通过通用轴承与蜗杆9可转动的连接。

所述的蜗轮板4底面为等螺距的平面螺纹结构4-5。

所述弧形的滑槽6-1可以在平面螺纹结构4-5内自由滑动，实现不同直径的光学元件的夹紧功能。

所述的调整部9-1为便于手操作的柱体，内部为内六角结构，便于通过扳手转动调节。

Claims (8)

1.一种光学元件对中性调整机构，其特征是：包括待调整部件，夹紧部件和顶丝；

所述待调整部件包括供光学元件(7)放置的中空台(8)，所述中空台(8)具有中心孔(8-1)，且底面的四角分别有安装孔(8-2)，所述光学元件(7)能够安装于中心孔(8-1)中，且与中心孔(8-1)内壁有间隙；

所述夹紧部件包括外圈(0)、外壳(1)、顶板(2)、中间板(3)、蜗轮板(4)、支撑板(5)、卡爪(6)、蜗杆(9)、蜗杆安装座(10)；

所述外圈(0)为若干个可嵌套的环形圈结构，该环形圈结构侧面外圈有限位槽(0-1)，在相应内圈有限位凸起(0-2)；

所述外壳(1)为中空的柱体，包括位于底部的终端限位槽(1-1)和侧面中部的反调节孔(1-2)，还包括位于侧面顶部的正调节孔(1-4)，在外壳(1)侧面还有一个矩形槽(1-3)，外壳(1)的底部有若干个外壳安装孔(1-5)，外壳顶部中心有台阶(1-6)；

所述顶板(2)有顶板安装孔(2-1)；

所述中间板(3)为阶梯型柱体，顶部在小柱体(3-5)的顶面有中间板上安装孔(3-1)，在中间板(3)上还有中间板下安装孔(3-2)，侧面有中间板缺口(3-3)，在中间板缺口(3-3)的侧面有蜗杆座安装孔(3-4)，在中间板(3)的底部有大柱体(3-6)，在大柱体(3-6)的中心有上旋转导轨(3-7)；

所述蜗轮板(4)为侧面有蜗轮齿(4-1)的柱体，中部中蜗轮板孔(4-2)，顶面中心有上旋转导轨槽(4-3)，底面中心有下旋转导轨槽(4-4)，底面还有平面螺纹结构(4-5)；

所述支撑板(5)为阶梯型柱体，顶面有支撑板安装孔(5-1)，在支撑板(5)的侧面有支撑板缺口(5-2)，支撑板(5)顶部为中空的蜗轮板孔(5-3)，侧面有矩形卡爪槽(5-4)，在中心孔(5-5)圆周方向蜗轮板孔(5-3)的底面有下旋转导轨(5-6)；

所述卡爪(6)包括弧形的滑槽(6-1)，在滑槽底部有卡爪台阶(6-2)，在卡爪(6)的底端为夹持部(6-3)；

所述蜗杆(9)包括位于一端的调整部(9-1)，位于中部的蜗杆齿(9-2)；

所述蜗杆安装座(10)为矩形结构，侧壁有蜗杆安装孔(10-2)，另两面侧壁的顶端有蜗杆座通孔(10-1)；

所述夹紧部件的连接关系如下：

所述外圈(0)不同直径的环形圈能够相互嵌套，通过限位凸起(0-2)嵌入限位槽(0-1)，并最终与外壳(1)底部的终端限位槽(1-1)连接；

顶板(2)位于台阶(1-6)中，通过顶板安装孔(2-1)与中间板上安装孔(3-1)连接，将顶板(2)与中间板(3)固定，小柱体(3-5)穿过台阶(1-6)的中心孔；所述卡爪(6)的滑槽(6-1)嵌入蜗轮板(4)的平面螺纹结构(4-5)，使卡爪(6)能够沿着平面螺纹结构(4-5)运动，蜗轮板(4)的上旋转导轨槽(4-3)内嵌入上旋转导轨(3-7)，下旋转导轨槽(4-4)内嵌入下旋转导轨(5-6)，蜗轮板(4)能够通过导轨槽与导轨的配合，相对中间板(3)和支撑板(5)转动，蜗轮板(4)在蜗轮板孔(5-3)内转动，蜗轮板孔(5-3)的底端与卡爪(6)的卡爪台阶(6-2)接触限位，夹持部(6-3)穿过卡爪槽(5-4)，中间板下安装孔(3-2)与支撑板安装孔(5-1)配合，将中间板(3)与支撑板(5)连接固定，中间板缺口(3-3)与支撑板缺口(5-2)对应，蜗杆安装座(10)通过蜗杆座通孔(10-1)与蜗杆座安装孔(3-4)配合，与中间板(3)固定，蜗杆(9)的调整部(9-1)穿过矩形槽(1-3)，旋转固定于蜗杆安装孔(10-2)中，蜗杆齿(9-2)与蜗轮齿(4-1)啮合；

通过调整部(9-1)的旋转，带动蜗轮板(4)的转动，从而驱动三个卡爪(6)沿着平面螺纹结构(4-5)运动，将光学元件(7)夹紧。

2.根据权利要求1所述的光学元件对中性调整机构，其特征在于顶板(2)的直径小于台阶(1-6)直径，小柱体(3-5)的直径小于台阶(1-6)底部中心孔的直径，光学元件(7)的直径小于中心孔(8-1)的直径，便于所述平移部件的移动。

3.根据权利要求1所述的光学元件对中性调整机构，其特征是：所述的中空台(8)为中心带有孔的支撑台。

4.根据权利要求1所述的光学元件对中性调整机构，其特征是：所述的蜗杆安装座(10)数量为两个，分别支撑蜗杆(9)的两端。

5.根据权利要求1所述的光学元件对中性调整机构，其特征是：所述的蜗杆安装孔(10-2)的直径大于蜗杆(9)，并通过通用轴承与蜗杆(9)可转动的连接。

6.根据权利要求1所述的光学元件对中性调整机构，其特征是：所述的蜗轮板(4)底面为等螺距的平面螺纹结构(4-5)。

7.根据权利要求1或6所述的光学元件对中性调整机构，其特征是：所述弧形的滑槽(6-1)在平面螺纹结构(4-5)内自由滑动，实现不同直径的光学元件的夹紧功能。

8.根据权利要求1或5所述的光学元件对中性调整机构，其特征是：所述的调整部(9-1)为便于手操作的柱体，内部为内六角结构，便于通过扳手转动调节。