CN105652394B - 一种激光器同轴耦合压光力度控制装置 - Google Patents

Abstract

一种激光器同轴耦合压光力度控制装置，包括支架、夹持机构和棘轮机构；支架上部设置有螺母和Z轴顶压丝杆，Z轴顶压丝杆连接在螺母中，棘轮机构与Z轴顶压丝杆连接；夹持机构设置在支架上并位于Z轴顶压丝杆下方。耦合时，通过夹持机构将耦合件固定，旋转棘轮机构带动Z轴顶压丝杆转动并向下移动，此时夹持机构的上夹头在Z轴顶压丝杆的作用下向下挤压，当上夹头夹持的耦合件上部与下夹头夹持的耦合件下部相接触后的压力达到设定数值时，棘轮机构不再转动，Z轴顶压丝杆也不再向下挤压，此时耦合完成。该装置在Z轴上对器件施加相同的压力，使耦合中Z轴力度得到精确控制，保证了耦合器件的精度以及后续使用过程中的稳定性。

Description

一种激光器同轴耦合压光力度控制装置

技术领域

本发明涉及一种用于控制激光器同轴耦合压光力度的装置，属于激光器耦合技术领域。

背景技术

随着社会的发展、科技的不断进步，通信在人们的生活当中不断的凸现其重要的地位。人们对通信持续增长的需求使得能够提供巨大的带宽容量的光通信技术得到了长足的发展。由于光纤通信具有大容量、无电磁干扰、保密性好的特点，目前在干线上已经广泛应用了大容量的光纤通信，在客户端接入这个领域，低成本的插拔式同轴封装器件是光通信系统中电光转换部分的首选器件封装形式。全自动的同轴封装耦合设备价格昂贵，很多企业人仍然以人工操作耦合夹具进行手动耦合。

现有的耦合夹具在耦合压紧时，俗称压光，因其人工操过程中每个人的手感力量不一样，导致耦合成品件以及耦合夹具出现各种问题，生产效率和产品质量也很大限度上依赖于工人的手感和熟练程度。在耦合过程中Z轴方向压紧时用力过大会导致器件直接损坏，并且当耦合设备反复处于高力度挤压状态，导致上夹头与下夹头不断地处于过力变形挤压状态，严重影响夹具的使用寿命和器件耦合的精度。用力过小会因耦合件压配不牢，影响耦合成品件精度，器件内部应力分布不均又有比较大的释放空间，后续使用过程中的稳定性变差。另外耦合压紧过程中，因用力或大或小导致参数不合格，要反复进行拧松拧紧的操作，导致重复劳动，加快夹具磨损，降低生产效率。

中国专利文献CN203292702U公开的《一种激光器自动耦合设备》，是在X轴和Y轴方向加上两个驱动总成，两驱动总成分别用于带动两顶压丝杆沿X轴和Y轴运动。待耦合件X轴和Y轴方向都到达中心位置时，旋转Z轴方向旋钮，使其向下挤压上夹头，上夹头与下夹头压紧即耦合完成。但是在压紧Z轴方向过程中，因其为人工操作，不能保证用合适的力并且恒力去旋转并挤压耦合件，容易造成耦合件的损坏或者压配不牢，从而影响产品的加工效率以及后续使用的稳定性。

中国专利文献CN201804147U公开的《同轴激光器耦合夹具》，将上夹头和下夹头分别安装在升降架和基座上，升降架上带有锁紧装置。并可快速的更换上夹头和下夹头。耦合时固定杆可升降，再通过Z轴轴向调节杆向下挤压，使需耦合器件达到最佳耦合状态完成耦合。但是该夹具在压紧Z轴轴向方向时，需要耦合器件达到最佳耦合状态，这一点无法保证，因其都是手工，摆脱不了人工操作的弊端，在Z轴方向压紧时用力或大或小，因此无法保证达到最佳耦合状态。

发明内容

针对现有激光器耦合技术中Z轴力度控制方式存在的不足，本发明提供一种结构简单、压光过程简便、提高耦合成品件精度及使用稳定性的激光器同轴耦合压光力度控制装置。

本发明的激光器同轴耦合压光力度控制装置，采用以下技术方案：

该装置，包括支架、夹持机构和棘轮机构；支架上部设置有螺母和Z轴顶压丝杆，Z轴顶压丝杆连接在螺母中，棘轮机构与Z轴顶压丝杆连接；夹持机构设置在支架上并位于Z轴顶压丝杆下方。

所述夹持机构，包括上夹头和下夹头，下夹头设置在调整座中，调整座上设置有分别控制耦合件X轴向运动和Y轴方向运动的顶压螺杆。

所述棘轮机构，包括环形主体、棘轮和顶压装置，棘轮设置在环形主体内部，顶压装置设置在环形主体内并与棘轮结合。

所述棘轮机构中的顶压装置为1-6组，且相对中心对称分布。

所述棘轮的齿槽角为45-60度，齿偏角为0度。

所述棘轮上棘齿的端部呈弧形，以减少硬性摩擦，并减小噪音。

所述顶压装置，包括自上而下依次设置有调扭、过渡连接片、弹簧和扭矩顶杆，扭矩顶杆与棘轮上的棘齿配合。调扭直接顶压在过渡连接片上，过渡连接片再使弹簧压缩，通过弹簧的形变改变扭力大小，实现其下方顶压的扭矩顶杆上下位置的变化。

所述扭矩顶杆上设有滑动钢珠。

耦合时，通过夹持机构将耦合件固定，旋转棘轮机构带动Z轴顶压丝杆转动并向下移动，此时夹持机构的上夹头在Z轴顶压丝杆的作用下向下挤压，当上夹头夹持的耦合件上部与下夹头夹持的耦合件下部相接触后的压力达到设定数值时，棘轮机构不再转动，Z轴顶压丝杆也不再向下挤压，此时耦合完成。

本发明带有棘轮结构，可以保证每次旋转的极限扭矩一样，并发出“咔咔”的响声，从而在Z轴上对器件施加相同的压力，解决了因操作者力量不同导致耦合压光时用力不一致的问题，使耦合中Z轴力度得到精确控制，从而大大简化了耦合过程中的压光操作过程，并保证了耦合器件的精度以及后续使用过程中的稳定性，提高了产品的合格率。同时也有效的避免了反复按压以及用力过大造成的快速磨损，同时降低了劳动轻度，提高了生产效率。

附图说明

图1是本发明激光器同轴耦合压光力度控制装置的结构示意图。

图2是本发明激光器同轴耦合压光力度控制装置中棘轮的结构示意图。

图中：101、棘轮；102、支架；103、工作台；104、X轴顶压螺杆；105、下夹头；106、下夹盘；107、上夹盘；108、上夹头；109、螺母；110、Z轴顶压丝杆；111、Y轴顶压螺杆；112、调整座；201、环形主体；202、棘轮；203、顶压装置；204、调扭；205、连接片；206、压力弹簧；207、扭矩顶杆；208、钢珠；209、棘齿。

具体实施方式

如图1所示，本发明的激光器同轴耦合压光力度控制装置，主要包括支架102、工作台103、夹持机构和棘轮机构101。支架102上部设置有螺母109和Z轴顶压丝杆110，螺母109固定在支架102上，Z轴顶压丝杆110连接在螺母109中，Z轴顶压丝杆110用于顶压上夹头108。Z轴顶压丝杆110上端横截面呈多面形。棘轮机构101置于支架102上端，与Z轴顶压丝杆110通过多边形结构配合实现连接。夹持机构设置在支架102上并位于Z轴顶压丝杆110下方，用于夹持耦合件。支架102设置在工作台103上。工作台103为防静电工作台，其台面可以为橡胶台面、PVC台面或不锈钢台面等。

夹持机构包括上夹头108和下夹头105，上夹头108位于下夹头105的上方，上夹头108用于夹持耦合件的上部，下夹头105用于夹持耦合件的下部。上夹头108和下夹头105可以采用钻夹头或弹性夹头。如在上夹头108上设置有上夹盘107，在下夹头105上设置有下夹盘106，上夹头108和下夹头105是带有缝隙的套筒，通过转动上夹盘107或下夹盘106使上夹头108或下夹头105夹头收紧，夹住物件。下夹头105设置在调整座112中，调整座112固定在支架102上。调整座112上设置有分别控制耦合件X轴向运动和Y轴方向运动的X轴顶压螺杆104和Y轴顶压螺杆111。

如图2所示，棘轮机构101包括环形主体201、棘轮202和顶压装置203。棘轮202设置在环形主体201内部，其中部设置有多边形内孔，以便与Z轴顶压丝杆110上端的多边形结构配合。顶压装置203设置在环形主体201内并与棘轮202结合。棘轮202的齿槽角为45-60度，齿偏角为0度。

顶压装置203包括自上而下依次设置有调扭204、过渡连接片205、弹簧206和扭矩顶杆207，通过旋转调扭204调节弹簧206伸缩，实现所需大小的压力。调扭204直接顶压在过渡连接片205上，过渡连接片205再使弹簧206压缩，通过弹簧206的形变改变扭力大小，实现其下方顶压的扭矩顶杆207上下位置的变化。扭矩顶杆207与棘轮202上的棘齿209配合。棘齿209的端部呈弧形，以减少硬性摩擦，并减小噪音。扭矩顶杆207上设有滑动钢珠208，钢珠208能有效减小扭矩顶杆207与棘齿209转动时的摩擦。当顺时针转动环形主体201时，扭矩顶杆207带动棘轮202转动，当挤压力达到设定力时，扭矩顶杆207会从棘齿间的棘槽中滑出，此时扭矩顶杆207在棘轮202上滑动并伴有“咔咔”的响声。当逆时针旋转环形主体201时，扭矩顶杆207直接带动棘轮202转动。

耦合时，将耦合件上部和下部分别夹持在上夹头108和下夹头105上。旋转X轴顶压螺杆104和Y轴顶压螺杆111，使下夹头105沿X轴和Y轴方向滑动，最终使光器件焦点与上夹头夹持的光纤纤芯对正。旋转棘轮机构101，并带动Z轴顶压丝杆110转动并向下移动，此时上夹头108在Z轴顶压丝杆110的作用下向下挤压，当上夹头108夹持的耦合件上部与下夹头105夹持的耦合件下部相接触后的压力达到设定数值时，弹簧206在所设置扭力的基础上弹性形变达到最大，扭矩顶杆207会从棘槽中滑出，此时棘轮机构101将滑动并伴有“咔咔”的响声，棘轮202不再转动，Z轴顶压丝杆110也不再向下挤压，此时耦合完成。

Claims (1)

1.一种激光器同轴耦合压光力度控制装置，包括支架、夹持机构和棘轮机构；其特征是：支架上部设置有螺母和Z轴顶压丝杆， Z轴顶压丝杆连接在螺母中，棘轮机构与Z轴顶压丝杆连接；夹持机构设置在支架上并位于Z轴顶压丝杆下方；

所述棘轮机构包括环形主体、棘轮和顶压装置，棘轮设置在环形主体内部，顶压装置设置在环形主体内并与棘轮结合；所述棘轮的齿槽角为45-60度，齿偏角为0度；所述顶压装置为1-6组，且相对中心对称分布，所述顶压装置包括自上而下依次设置有调扭、过渡连接片、弹簧和扭矩顶杆，扭矩顶杆与棘轮上的棘齿配合，所述扭矩顶杆上设有滑动钢珠，所述棘轮上棘齿的端部呈弧形。