CN107030381A - 同轴型光器件耦合焊接系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了同轴型光器件耦合焊接系统，其包括上夹具结构、下夹具结构、焊接装置、机架结构以及旋转连接结构，其中，旋转连接结构包括旋转平台，上夹具结构和下夹具结构固定安装在旋转平台上；电机结构通过旋转轴驱动旋转平台转动；以及中间传动结构，设于旋转平台与电机结构之间，并在电机结构的旋转轴带动下驱动旋转平台发生转动；中间传动结构包括至少两个中间轴承，旋转平台与中间轴承的内圈固定连接，旋转轴与中间轴承的内圈固定连接，中间轴承的外圈与机架结构固定连接；其结构简单，旋转轴的旋转角度为旋转平台的旋转角度、旋转精准度高；多个中间轴承防止发生倾斜，保证旋转平稳性，从而确保焊接精准度。

Description

同轴型光器件耦合焊接系统

技术领域

本发明涉及光电子器件自动化耦合封装技术领域，具体涉及一种同轴型光器件耦合焊接系统。

背景技术

随着光纤通信和光纤传感技术的发展，光电子器件的制备成为了光信息技术进一步发展的关键；有源器件是光纤通信系统中将电信号转换成光信号或将光信号转换成电信号的关键器件，同轴型有源光器件在光纤通信领域中得到了广泛的应用，光收发组件是同轴型有源光器件中的重要器件。

现有同轴光器件封装工艺中的关键步骤之一为激光器与光纤的耦合，封装要求所被焊接的光收发组件有极高的同轴度和定位精度，并且要求装卸器件简单快捷，在装载器件后能够对模块接通电源，一种高效率、高精度、高刚度、自动夹紧的同轴有源光器件光收发组件夹具，能使同轴型有源光器件耦合封装效率大幅度提高，同时保证焊后偏移量小，大大提高耦合的合格率和质量。

如中国专利文献公开了一种用于同轴型光电子器件封装的整体旋转型自动耦合焊接设备，其包括自动旋转平台，所述自动旋转平台设为电动旋转台；而在现有技术中，电动旋转台多为螺杆-齿轮结构或者齿轮-齿轮结构，其结构设置比较复杂且啮合的齿轮之间存在不稳定性以及难以确保旋转精确度。

综上，现需提供一种结构简单、稳定性好且旋转精确度高的同轴型光器件耦合焊接系统。

发明内容

因此，本发明所要解决的问题在于现有技术中的电动旋转台结构设置比较复杂且啮合的齿轮之间存在不稳定性以及难以确保旋转精确度；进而提供一种一种结构简单、稳定性好且旋转精确度高的同轴型光器件耦合焊接系统。

为此，本发明提供了同轴型光器件耦合焊接系统，其包括上夹具结构、下夹具结构、焊接装置、机架结构以及旋转连接结构，其中，所述旋转连接结构包括旋转平台，所述上夹具结构和所述下夹具结构固定安装在所述旋转平台上；电机结构，具有旋转轴；通过旋转轴驱动所述旋转平台转动；以及中间传动结构，设于所述旋转平台与所述电机结构之间，并在所述电机结构的所述旋转轴带动下驱动所述旋转平台发生转动；所述中间传动结构包括至少两个中间轴承，所述旋转平台与所述中间轴承的内圈固定连接，所述旋转轴与所述中间轴承的内圈固定连接，所述中间轴承的外圈与所述机架结构固定连接。

所述中间传动结构还包括设于所述旋转轴与所述中间轴承的内壁之间的中间转盘，所述中间转盘的端轴通过第一联轴器与所述旋转轴固定连接，所述中间转盘的中间轴固定套设在所述中间轴承的内圈中，所述中间转盘的盘体与所述旋转平台固定连接。

还包括对所述旋转平台进行限位的限位结构。

所述限位结构包括设于所述盘体与所述机架结构的面板之间的空腔内的限位传感器，以及设于所述盘体底部的限位销钉；所述限位销钉在所述限位传感器的配合下对所述盘体进行单向限位。

所述焊接装置包括三个焊接结构，所述焊接结构包括激光焊接头，对所述激光焊接头进行调整的三轴调节结构，以及用于安装所述三轴调节结构的焊接支架。

所述三轴调节结构包括上下调节结构、前后调节结构和左右调节结构，其中，所述上下调节结构和所述前后调节结构为自动调节结构，所述左右调节结构为手动调节结构。

还包括用于对所述下夹具结构进行调节的对准装置，所述对准装置设于所述旋转平台和所述下夹具结构之间；所述对准装置包括至少一个所述角度调节装置。

所述下夹具结构中还设有辅助结构，所述辅助结构包括支撑辅助件，滑动嵌入在所述下夹具结构中，其包括支撑本体和设于所述支撑本体上方的若干支撑脚；以及弹性支撑件，设于所述下夹具结构中且对所述辅助件施加有使得所述支撑辅助件始终具有向上滑动的运动趋势的弹力；其中，所述支撑辅助件的所述支撑脚在所述弹性支撑件的作用向上伸出所述下夹具结构。

所述下夹具组件包括下夹头，若干设于所述下夹头的上端且沿圆周布置的第一弹性夹瓣，以及设于所述下夹头中的中间支撑凸台；其中，所述第一弹性夹瓣的个数大于所述支撑脚的个数，所述支撑脚滑动安装在两个所述第一弹性夹瓣之间，所述弹性支撑件的一端嵌入所述支撑本体的所述环形凹槽中，所述弹性支撑件的另一端与所述中间支撑凸台上的所述中间台阶面相抵。

所述上夹具结构包括上夹具组件，安装在安装座上；以及上夹具锁紧结构，对所述上夹具组件的上下方向进行调节锁紧；以及对所述上夹具组件进行角度调整的上夹具角度调节装置。

本发明相对于现有技术，具有如下优点之处：本发明提供的同轴型光器件耦合焊接系统，所述中间传动结构通过所述中间轴承实现所述旋转平台、所述电机结构和所述机架结构三者的连接，所述电机结构仅带动所述旋转平台进行旋转，所述电机结构与所述机架结构始终固定连接，一方面其结构简单，另一方面所述电机结构的所述旋转轴的旋转角度即为所述旋转平台的旋转角度、其旋转精准度高；同时，设置多个所述中间轴承可以防止在旋转过程发生倾斜，保证所述旋转平台的旋转平稳性，确保所述上夹具结构的夹持部件和所述下夹具的夹持部件能够在焊接前到达所需位置或者所需角度，从而确保该同轴型光器件耦合焊接系统的焊接精准度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1 为本发明所述的同轴型光器件耦合焊接系统整体示意图；

图2 为本发明所述的旋转连接结构截面示意图；

图3 为实施例2所述的角位移调节平台结构示意图；

图4 为实施例2所述的角位移调节平台部分结构示意图；

图5 为实施例2所述的角位移调节平台截面示意图；

图6 为实施例2所述的角位移平台装置示意图；

图7为本发明所述的支撑辅助件示意图；

图8为本发明所述的支撑辅助件与下夹具配合示意图；

图9为本发明所述的支撑辅助件与下夹具配合截面示意图；

图10为本发明所述的夹具装置示意图；

图11为图10中的局部放大图；

图12为本发明所述的下夹具结构示意图；

图13为本发明所述的下夹具结构另一示意图；

图14为本发明所述的下夹具结构部分示意图；

图15为本发明所述的下夹具结构部分示意图；

图16为本发明所述的下夹具结构的前后截面示意图；

图17为本发明所述的下夹具结构的左右截面示意图；

图18为本发明所述的上夹具结构整体示意图；

图19为本发明所述上夹具结构截面示意图；

附图标记说明：101-机架结构；102-旋转平台；103-电机结构；104-旋转轴；105-中间轴承；106-端轴；107-第一联轴器；108-盘体；109-限位传感器；110-限位销钉；111-激光焊接头；112-焊接支架；113-三轴调节结构；1a-上角位移调节平台；2a-下角位移调节平台；3a-底座；4a-台面；5a-输出杆；6a-铁块；7a-磁铁；8a-固定座；9a-U型限位块；10a-滑槽；11a-滑块；12a-转接座；13a-弧形导轨；14a-轴承；15a-第一磁块；16a-第二磁块；17a-拉簧；18a-直线步进电机结构；20a-电机外壳；21a-电机定子；22a-电机转子；23a-限位片；24a-弧形限位槽；25a-限位件；26a-电机轴承；01-支撑辅助件；01A-支撑本体；01B-支撑脚；02-弹性支撑件；03A-环形凹槽；03B-中间台阶面；04-中间件；1-下夹具安装组件；2-安装底座；3-下夹头；4-第一弹性夹瓣；5-第一锥面；6-第一伸缩气缸；7-内倒锥孔；8-支撑框架；9-前后连接轴；10-前后安装孔；11-左右连接轴；12-左右安装孔；13-第二锁紧件；14-第二伸缩气缸；15-第二中间辅助件；16-第二弹性臂；17-第三锁紧件；18-第三伸缩气缸；19-第三中间辅助件；20-第三弹性臂；21-竖直导槽；22-竖直导轨；23-弹性组件；24-第二穿过孔；25-第三穿过孔；27-安装座；28-上夹头；29-第二弹性夹瓣；30-外锥面；31-锁紧套筒；32-内锥孔；33-第四伸缩气缸；34-第四伸缩杆；35-电机；36-主动轮；37-从动轮；38-传动带；39-第一轴承；40-中间连接杆；41-内台阶面；42-外台阶面；43-内倒锥面；44-外锥面；45-安装轴承；46-竖直条形孔；47-安装通孔；48-限位销；49-限位螺母。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是锁定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

如图1和2所示，本实施例提供了同轴型光器件耦合焊接系统，其包括上夹具结构、下夹具结构、焊接装置、机架结构101以及旋转连接结构，其中，所述旋转连接结构包括旋转平台102，所述上夹具结构和所述下夹具结构固定安装在所述旋转平台102上；电机结构103，具有旋转轴104；通过旋转轴104驱动所述旋转平台102转动；以及中间传动结构，设于所述旋转平台102与所述电机结构103之间，并在所述电机结构103的所述旋转轴104带动下驱动所述旋转平台102发生转动；如图2所示，所述中间传动结构包括至少两个中间轴承105，所述旋转平台102与所述中间轴承105的内圈固定连接，所述旋转轴104与所述中间轴承105的内圈固定连接，所述中间轴承105的外圈与所述机架结构101固定连接。

在本实施例中，优选所述中间轴承105设为两个，且两个所述中间轴承105的内圈之间无相对转动，两个所述中间轴承105的外圈之间无相对转动。具体地，本实施例的所述中间传动结构通过所述中间轴承105实现所述旋转平台102、所述电机结构103和所述机架结构101三者的连接，所述电机结构103仅带动所述旋转平台102进行旋转，所述电机结构103与所述机架结构101始终固定连接，一方面其结构简单，另一方面所述电机结构103的所述旋转轴104的旋转角度即为所述旋转平台102的旋转角度、其旋转精准度高；同时，设置多个所述中间轴承105可以防止在旋转过程发生倾斜，保证所述旋转平台102的旋转平稳性，确保所述上夹具结构的夹持部件和所述下夹具的夹持部件能够在焊接前到达所需位置或者所需角度，从而确保该同轴型光器件耦合焊接系统的焊接精准度。

进一步，所述中间传动结构还包括设于所述旋转轴104与所述中间轴承105的内壁之间的中间转盘，所述中间转盘的端轴106通过第一联轴器107与所述旋转轴104固定连接，所述中间转盘的中间轴固定套设在所述中间轴承105的内圈中，所述中间转盘的盘体108与所述旋转平台102固定连接。在本实施例中，所述中间轴与所述中间轴承105的内圈之间为过盈配合，从而使得所述中间转盘的所述中间轴始终与所述中间轴承105的内圈一起转动，当所述电机的所述旋转轴104发生转动时，通过所述第一联轴器107与所述旋转轴104连接的所述中间轴也会同时转动，并通过所述盘体108带动所述旋转平台102进行转动，从而对所述上夹具结构和所述下夹具结构的角度位置进行调节。

在本实施例中，该同轴型光器件耦合焊接系统还包括对所述旋转平台102进行限位的限位结构。所述限位结构包括设于所述盘体108与所述机架结构101的面板之间的空腔内的限位传感器109，以及设于所述盘体108底部的限位销钉110；所述限位销钉110在所述限位传感器109的配合下对所述盘体108进行单向限位。通过设置所述限位传感器109和所述限位销钉110可以防止所述旋转平台102发生过度旋转，具体地，将所述限位传感器109设置在预设位置，当所述旋转平台102旋转所需角度后，所述限位销钉110正好被所述限位传感器109抵住，从而防止所述旋转平台102的进一步旋转。

在上述实施例的基础上，本实施例的所述焊接装置包括三个焊接结构，所述焊接结构包括激光焊接头111，对所述激光焊接头111进行调整的三轴调节结构113，以及用于安装所述三轴调节结构113的焊接支架112。具体地，所述三轴调节结构113包括上下调节结构、前后调节结构和左右调节结构，其中，所述上下调节结构和所述前后调节结构为自动调节结构，所述左右调节结构为手动调节结构；也就是说，所述上下调节结构对所述激光焊接头111进行上下方向上的调节，所述前后调节调节结构对所述激光焊接头111进行绕前后方向的转动上的调节，所述左右调节结构对所述激光焊接头111进行绕左右方向的转动上的调节，从而在焊接时，首先通过所述上下调节结构、所述前后调节结构和所述前后调节结构将所述激光焊接头111调节至合适位置后，再对所述上夹具结构上的器件和所述下夹具结构上的器件进行焊接，进而保证所述焊接装置的焊接精准度。

实施例2

如图3、4、5和6所示，在上述实施例的基础上，该同轴型光器件耦合焊接系统还包括用于对所述下夹具结构进行调节的对准装置，所述对准装置设于所述旋转平台102和所述下夹具结构之间；所述对准装置包括至少一个所述角度调节装置。

具体地，所述角度调节装置包括其包括至少一个角位移调节平台，所述角位移调节平台包括底座3a、台面4a以及中间传动结构；所述角位移调节平台还包括角位移导向结构和直线步进电机结构，所述中间传动结构在所述直线步进电机结构的带动下使所述台面4a在所述角位移导向结构的导向下发生角位移；所述中间传动结构包括限位导向结构，限制所述直线步进电机结构的输出杆5a的转动并对其滑动进行导向；以及中间组件，与所述输出杆5a连接并在所述输出杆5a的作用下带动所述台面4a沿所述角位移导向结构发生角位移；所述角位移导向结构包括第一弧形导向部件，设于所述底座3a/所述台面4a上；以及第二弧形导向部件，设于所述台面4a/所述底座3a上，所述第二弧形导向部件与所述第一导向部件相配合对所述台面4a的角位移进行导向。

具体地，如图5所示，所述直线步进电机结构18a包括电机外壳20a、电机定子21a、电机转子22a、电机轴承26a以及输出杆5a，所述电机转子22a与所述输出杆5a之间为螺纹副连接。

在本实施例中，启动所述直线步进电机结构18a，所述电机转子22a转动，所述输出杆5a在所述螺纹副和所述限位导向结构的相互配合下，不会发生转动而是沿所述电机转子22a的长度发生滑动，并通过所述中间组件带动所述台面4a发生运动，所述台面4a在所述角位移导向结构的导向配合发生角位移，从而实现对所述台面4a的角位移的调节；在实际使用过，通过控制所述直线步进电机结构18a的旋转速度和旋转圈数，来控制所述台面4a具体的角位移值和角位移速度，所述驱动结构能够准确无误的根据设定的值进行旋转，使得所述台面4a能够准确发生预设的角位移，其无需人工手动来进行调节校准；因此，该角度调节装置的调节效率高且调节精准度高。

在本实施例中，所述中间组件包括推动件，与所述输出杆5a固定连接；以及被推动件，固定设置在所述台面4a的下端面上且朝向所述底座3a方向进行延伸，所述被推动件与所述推动件贴合。

如图3和4所示，具体地，所述推动件包括与所述输出杆5a固定连接的铁块6a，所述被推动件包括通过固定座8a固定安装在所述台面4a的下端面上的磁铁7a，所述铁块6a与所述磁铁7a相吸并贴合；所述磁铁7a通过所述固定座8a安装在所述台面4a的下端面上并朝向所述底座3a延伸至与所述铁块6a处，且所述磁铁7a的一侧壁与所述铁块6a的前端相抵且二者始终相互吸合；当所述输出杆5a发生滑动时，与所述输出杆5a固定连接的所述铁块6a也发生滑动，并带动所述磁铁7a滑动，进而带动所述台面4a运动，所述台面4a在所述角位移导向结构的作用下发生角位移。在本实施例中，作为优选的实施方式，所述铁块6a设为半球形铁块6a，所述磁铁7a与所述半球形铁块6a的贴合面设有弧形凹槽，当所述磁铁7a与所述半球形铁块6a贴合时，所述磁铁7a的弧形凹槽与所述半球形铁块6a的前端贴合。

在本实施例中，所述角位移调节平台还包括对所述输出杆5a进行限位导向的限位导向结构，所述限位导向结构包括限位结构和导向结构；所述限位结构包括与所述输出杆5a的端部固定连接的U型限位块9a，所述导向结构包括设于所述底座3a内的滑槽10a以及滑动安装在所述滑槽10a内的滑块11a，所述滑块11a与所述U型限位块9a固定连接；在本实施例中，因为所述U型限位块9a与所述输出杆5a的端部固定连接，所以当所述电机转子22a转动时，与所述电机转子22a螺纹连接的所述输出杆5a无法发生转动，进而在所述电机转子22a的作用下将转动转化为滑动，并在所述滑块11a和所述滑槽10a的相互配合下沿所述滑槽10a发生往复滑动；作为优选的实施方式，所述铁块6a通过转接座12a与所述滑块11a固定连接；当所述电机转子22a使得所述输出杆5a滑动时，所述铁块6a在所述滑块11a和所述转接座12a的作用下带动所述磁铁7a滑动，进而使得所述台面4a沿所述角位移导向结构发生弧形滑动，从而发生角位移。

在上述实施例的基础上，本实施例的所述角位移导向结构的所述第一弧形导向部件包括间隔设置在所述台面4a的下端面上的两个弧形导轨13a；所述第二弧形导向部件包括对应于所述弧形导轨13a设置的两组轴承14a组件，每一组所述轴承14a组件包括若干间隔设置的多个轴承14a，所述轴承14a组件的所有轴承14a形成弧形结构，所述弧形结构的弧度与所述弧形导轨13a的一致；其中，两个所述弧形导轨13a与两组所述轴承组件一一配合，对所述台面4a的角位移进行导向。

本实施例中，在所述台面4a的下端面上间隔设置两个所述弧形导轨13a，所述弧形导轨13a包括导向部和肩部，所述导向部与所述肩部之间形成“7a”字型结构；在所述底座3a的两个侧壁上设置多个所述轴承14a，每侧的多个轴承14a呈弧形设置且该弧度与所述弧形导轨13a的弧度一致；本实施优选在所述底座3a的每个所述侧壁上设置三个所述轴承14a，三个所述轴承14a相互间隔设置且形成与所述弧形导轨13a一致的弧度；当所述台面4a和所述底座3a组合后，所述弧形导轨13a的导向部和所述轴承14a贴合，两个所述弧形导轨13a的所述肩部之间的间距和厚度之和正好等于两个侧壁上的相应的两个所述轴承14a之间的间距，从而防止所述台面4a在所述轴承14a的轴线方向上发生偏移；当所述磁铁7a在所述铁块6a的作用下发生滑动时，所述台面4a在所述弧度导轨的配合下发生角位移，所述轴承14a的设置便于所述台面4a的角位移发生。

为了保证滑动过程中，所述弧形导轨13a能够与所述轴承14a贴合，所述角位移调节平台还包括用于使得所述台面4a和所述底座3a紧密配合的磁性拉紧组件；所述磁性拉紧组件包括设于所述底座3a内的第一磁块15a，设于所述台面4a的下端面上的且与所述第一磁块15a相吸的第二磁块16a；所述台面4a和所述底座3a在所述第一磁块15a和所述第二磁块16a的作用下始终相互贴合，所述推出杆作用时，所述台面4a在所述铁块6a的作用下克服所述第一磁块15a与所述第二磁块16a之间的吸合力发生角位移。作为优选的实施方式，所述第一磁块15a和所述第二磁块16a的相互配合面设为弧面，其弧度与所述弧形导轨13a的弧度一致。

进一步地，本实施例的所述角位移调节平台还包括弹性拉紧组件，所述弹性拉紧组件包括一端与所述底座3a固定连接且另一端与所述台面4a固定连接的拉簧17a，从而保证所述台面4a和所述底座3a在运动过程中始终处于无间隙扣合状态，防止所述台面4a与所述底座发生分离。

所述角位移平台还包括对所述台面4a的角位移进行限位的限位结构；如图3所示，所述限位结构包括安装在所述底座3a/所述台面4a的外侧壁上的限位片23a以及安装在所述台面4a/所述底座3a的外侧壁上的限位件25a，其中，所述限位片23a上成型有弧形限位槽24a，所述弧形限位槽24a的弧度与所述台面4a的预设角位移的弧度一致，所述限位件25a嵌入所述弧形限位槽24a中对所述台面4a的滑动进行限位，防止所述台面4a在滑动/角位移过程中脱离预设行程，不出现超越预设行程的现象；在本实施例中，优选将所述限位片23a设置在所述底座3a上，所述限位件25a设为安装在所述台面4a上的限位螺丝。

如图6所示，在上述实施例的基础上，本实施例的所述角位移平台设为两个，两个所述角位移调节平台为相互叠加设置的上角位移调节平台1a和下角位移调节平台2a，所述上角位移调节平台1a的底座3a与所述下角位移调节平台2a的台面4a固定连接；其中，所述上角位移调节平台1a的所述角位移导向结构的球心与所述所述下角位移调节平台2a的所述角位移导向结构的球心重合，且两个所述角位移导向结构的旋转轴104垂直相交。

在本实施例中，所述上角位移调节平台1a的底座3a通过螺钉与所述下角位移调节平台2a的台面4a固定连接成一体，本实施例的基于直线步进电机的角位移平台装置通过两个所述角位移调节平台实现对安装在所述上角位移调节平台1a的台面4a的多维度调节。

实施例3

如图7-19所示，在上述实施例的基础上，在本实施例中，所述下夹具结构中还设有辅助结构，所述辅助结构包括支撑辅助件01，滑动嵌入在夹具装置的下夹具结构中，其包括支撑本体01A和设于所述支撑本体01A上方的若干支撑脚01B；以及弹性支撑件02，设于所述下夹具结构中且对所述辅助件施加有使得所述支撑辅助件01始终具有向上滑动的运动趋势的弹力；其中，所述支撑辅助件01的所述支撑脚01B在所述弹性支撑件02的作用向上伸出所述下夹具结构。

在本实施例中，所述支撑辅助件01在所述弹性支撑件02的作用下可以将中间件04顶起，且具有弹性调节空间，因此在所述中间件04与上方器件的耦合过程中，被所述上夹具结构所夹持的上方器件可以挤压所述中间件04，通过弹性调节空间实现二者之间找准和找平的精准度，进而保证了二者耦合焊接时的找准和找平的精确度。

具体地，如图7、8和9所示，所述支撑辅助件01的所述支撑本体01A呈圆环型，且所述支撑本体01A的下端面上还成型有环形凹槽03A；所述弹性支撑件02设为弹簧，所述弹簧的一端嵌入所述环形凹槽03A中，所述弹簧的另一端与所述下夹具结构的中间台阶面03B相抵。

进一步，如图10、11、12、13和14所示，所述下夹具结构，其包括下夹具安装组件1，安装在安装底座2上；下夹具组件，安装在所述下夹具安装组件1上；第一锁紧结构，对所述下夹具组件所夹持的被夹持工件的上下方向进行锁定；第二锁紧结构，对所述下夹具组件的绕前后方向的转动进行锁定；以及第三锁紧结构，对所述下夹具组件的绕左右方向的转动进行锁定。

在本实施例中，用于同轴型器件耦合的下夹具结构通过所述第一锁紧结构实现上下方向上的调整与锁紧，通过所述第二锁紧结构实现绕前后方向的转动上的调整与锁紧，通过所述第三锁紧结构实现绕左右方向的转动上的调整与锁紧，从而实现对所述下夹具组件的三维调整，以实现被夹工件的多维调整和锁紧，保证同轴型器件耦合的精准度。

具体地，所述下夹具组件包括下夹头3，至少两个设于所述下夹头3的上端且沿圆周布置的第一弹性夹瓣4，以及设于所述下夹头3中的中间支撑凸台；其中，所述第一弹性夹瓣4的个数大于所述支撑脚01B的个数，所述支撑脚01B滑动安装在两个所述第一弹性夹瓣4之间，所述弹性支撑件02的一端嵌入所述支撑本体01A的所述环形凹槽03A中，所述弹性支撑件02的另一端与所述中间支撑凸台上的所述中间台阶面03B相抵。

如图8和9所示，所述第一弹性夹瓣4的个数设为六个，所述支撑辅助件01的所述支撑本体01A上设置三个所述支撑脚01B，所述支持本体的下方设置有所述弹性支撑件02，所述支撑脚01B在所述弹性支撑件02的作用下由相邻所述第一弹性夹瓣之间的间隙中向上伸出，但是所述支撑本体01A始终位于所述第一弹性夹瓣4所形成的中间空腔中且不会从该中间空腔中脱出；当所述上夹具结构驱动上方器件挤压在所述中间件04时，该挤压力会使得所述支撑辅助件01可以所述弹性支撑件02的弹力使得其带着所述中间件04向下弹性滑动，从而使得所述中间件04的上端面与所述上方器件的下端面之间实现平整结合，实现高精度的找平和找准。

所述第一锁紧结构包括以及设于所述第一弹性夹瓣4外壁上的第一锥面5，用于驱动所述下夹具组件上下滑动的第一伸缩气缸6，以及设于所述下夹具安装组件1上的内倒锥孔7；其中，所述第一伸缩气缸6驱动所述下夹具组件向下运动，所述第一弹性夹瓣4在所述第一锥面5和所述内倒锥孔7的相互挤压作用下同步径向向内运动，将设于所述第一弹性夹瓣4之间的工件锁紧。

在本实施例中，优选所述下夹头3的上端设置有六个所述第一弹性夹瓣4，每一个所述第一弹性夹瓣4的外壁都具有第一锥面5，六个所述第一锥面5围成上宽下窄的倒锥形结构；所述第一伸缩气缸6带动所述下夹具组件向下滑动时，六个所述第一弹性夹瓣4所形成的所述倒锥形结构与所述下夹具安装组件1上的所述内倒锥孔7相互配合并相互挤压，从而使得六个所述第一弹性夹瓣4在径向上同步向内运动，进而将放置在所述第一弹性夹瓣4之间的被夹工件夹紧；当所述下夹具组件不能在所述第一伸缩气缸6的作用下继续下滑时，也就意味着所述夹具组件被锁定；当需要解除锁定时，只需通过所述第一伸缩气缸6驱动所述下夹具组件向上运动使得所述第一锥面5从所述内倒锥孔7内滑出一段距离或完全滑出，即可使得所述第一弹性夹瓣4回复至初始状态，从而解除对所述被夹部件的锁紧，可取出所述被夹部件。

在本实施例中，所述用于同轴型器件耦合的下夹具结构还包括安装在所述安装底座2上的支撑框架8，所述下夹具安装组件1通过前后连接结构和左右连接结构活动安装在所述支撑框架8上。

具体地，如图12和13所示，所述支撑框架8具有中间空腔，所述下夹具安装通过所述前后连接结构和所述左右连接结构活动安装在所述支撑框架8的的中间空腔中。

进一步，如图14和15所示，所述前后连接结构包括与所述下夹具安装组件1固定连接的且长度方向为前后方向的两个前后连接轴9，以及成型在所述支撑框架8上且轴向为前后方向的两个前后安装孔10；所述左右连接结构包括与所述下夹具安装组件1固定连接且长度方向为左右方向的两个左右连接轴11，以及成型在所述支撑框架8上的且轴向为左右方向的两个左右安装孔12；其中，所述前后连接轴9嵌入所述前后安装孔10中将所述下夹具安装组件1与所述支撑框架8活动连接，所述左右连接轴11嵌入所述左右安装孔12中将所述下夹具安装组件1与所述支撑框架8活动连接。

作为具体的实施方式，如图17所示，所述支撑框架8通过弹性支撑结构滑动安装在所述安装底座2上。具体地，所述弹性支撑结构包括竖直成型在所述安装底座2上的竖直导槽21，滑动安装在所述竖直导槽21内的竖直导轨22，以及设于所述竖直导轨22与所述安装底座2之间的弹性组件23；其中，所述竖直导轨22与所述支撑框架8固定连接，所述弹性组件23对所述竖直导轨22施加有使得所述竖直导轨22向上滑动的运动趋势的弹力；在本实施例中，所述弹性组件23包括两个所述压簧，且两个所述压簧沿所述竖直导轨22的长度方向局部，所述压簧对所述竖直导轨22始终施加有所述竖直导轨22向上滑动的弹力；当该用于同轴型器件耦合的下夹具结构受压且压力大于所述弹力时，所述支撑框架8可以带动所述下夹具支撑板向下滑动，从而对所述下夹具安装组件1的位置进行一定范围内的调节，保证该用于同轴型器件耦合的下夹具结构能够与其相应的上夹具结构在耦合过程中找到最佳耦合位置。

在上述实施例的基础上，本实施例的所述第二锁紧结构包括第二锁紧件13，与所述前后连接结构的所述前后连接轴9的伸出端套设；第二伸缩气缸14，包括在绕左右方向的转动上进行往复伸缩的伸缩轴；以及第二中间辅助件15，在所述第二伸缩气缸14的伸缩轴的作用下辅助所述第二锁紧件13锁紧所述前后连接轴9。

作为优选的实施方式，如图12、13和16所示，所述第二锁紧件13包括固定安装在所述支撑框架8上的第二U型弹性件，所述第二U型弹性件包括两个第二弹性臂16，两个所述第二弹性臂16的连接端固定安装在所述支撑框架8上，且所述连接端成型供所述前后连接轴9的伸出端穿过的第二穿过孔24，所述第二穿过孔24与两个所述第二弹性臂16之间的间隙连通；其中，所述第二中间辅助件15设于所述第二弹性臂16的一侧，所述第二中间辅助件15在所述第二伸缩气缸14的作用下将两个所述第二弹性臂16扣紧，所述前后连接轴9被锁紧。

在本实施例中，所述第二穿过孔24与两个所述第二弹性臂16之间的间隙形成“∩”型结构，该“∩”型结构的顶端即为所述第二穿过孔24，两平行边即为两个所述第二弹性臂16，所述前后连接轴9的伸出端转动安装在所述第二穿过孔24内；当两个所述第二弹性臂16被扣紧时，所述前后连接轴9的伸出端被夹紧在所述第二穿过孔24内进而被锁紧，从而实现对所述下夹具组件在绕前后方向的转动上的锁定。作为优选的实施方式，所述第二中间辅助件15的第一部分与靠近所述第二伸缩气缸14的所述第二弹性臂16固定连接且与所述第二伸缩气缸14的壳体固定，所述第二中间辅助件15的第二部分与远离所述第二伸缩气缸14的所述第二弹性臂16固定连接，同时所述第二中间辅助件15的第二分部还与所述伸缩气缸的伸缩固定连接；当所述第二伸缩气缸14的伸缩轴回缩时，所述第二中间辅助件15的第二部分带动与其连接的所述第二弹性臂16向另一弹性臂靠近，从而使得两个所述第二弹性臂16相互扣紧，进而将所述前后连接轴9的伸出端夹紧，实现对所述下夹具组件在绕前后方向的转动上的锁定。

进一步地，所述第三锁紧结构包括第三锁紧件17，与所述左右连接结构的所述左右连接轴11的伸出端套设；第三伸缩气缸18，包括在绕前后方向的转动上进行往复伸缩的伸缩轴；以及第三中间辅助件19，在所述第三伸缩气缸18的伸缩轴的作用下辅助所述第三锁紧件17锁紧所述左右连接轴11。

具体地，如图12、13和17所示，所述第三锁紧件17包括固定安装在所述支撑框架8上的第三U型弹性件，所述第三U型弹性件包括两个第三弹性臂20，两个所述第三弹性臂20的连接端固定安装在所述支撑框架8上，且所述连接端成型供所述左右连接轴11的伸出端穿过的第三穿过孔25，所述第三穿过孔25与两个所述第三弹性臂20之间的间隙连通；其中，所述第三中间辅助件19设于所述第三弹性臂20的一侧，所述第三中间辅助件19在所述第三伸缩气缸18的作用下将两个所述第三弹性臂20扣紧，所述左右连接轴11被锁紧。

在本实施例中，所述第三穿过孔25与两个所述第三弹性臂20之间的间隙形成“∩”型结构，该“∩”型结构的顶端即为所述第三穿过孔25，两平行边即为两个所述第三弹性臂20，所述左右连接轴11的伸出端转动安装在所述第三穿过孔25内；当两个所述第三弹性臂20被扣紧时，所述左右连接轴11的伸出端被夹紧在所述第三穿过孔25内进而被锁紧，从而实现对所述下夹具组件在绕左右方向的转动上的锁定。作为优选的实施方式，所述第三中间辅助件19的第一部分与靠近所述第三伸缩气缸18的所述第三弹性臂20固定连接且与所述第三伸缩气缸18的壳体固定，所述第三中间辅助件19的第二部分与远离所述第三伸缩气缸18的所述第三弹性臂20固定连接，同时所述第三中间辅助件19的第二分部还与所述伸缩气缸的伸缩固定连接；当所述第三伸缩气缸18的伸缩轴回缩时，所述第三中间辅助件19的第三部分带动与其连接的所述第三弹性臂20向另一弹性臂靠近，从而使得两个所述第三弹性臂20相互扣紧，进而将所述左右连接轴11的伸出端夹紧，实现对所述下夹具组件在绕左右方向的转动上的锁定。

如图18和19所示，在上述实施例的基础上，本实施例所述的用于同轴型器件耦合焊接的夹具装置的所述上夹具结构，其包括安装在安装座27上的上夹具组件，对所述上夹具组件的上下方向进行调节锁紧的上夹具锁紧结构；还包括对所述上夹具组件进行角度调整的调节结构。

在本实施例中，不仅设有用于锁紧所述上夹具组件的上夹具锁紧结构，还设有用于对所述上夹具组件的角度进行调节的调节结构，所述调节结构通过对所述上夹具组件进行调节，实现对所述上夹具组件所夹持部件的角度调节，被夹持后的部件能够通过所述调节结构使得其上的某一特定点能够与下夹具结构上的被夹部件的相应的点对准，保证上、下夹具上的部件能够精准、无误的进行耦合焊接。

具体地，所述上夹具组件包括上夹头28，至少两个设于所述上夹头28的下端且沿圆周外扩布置的第二弹性夹瓣29，以及设于所述第二弹性夹瓣29的外壁上的外锥面30；所述上夹具锁紧结构包括锁紧套筒31，成型在所述锁紧套筒31的端部的内锥孔32，以及驱动所述上夹头28在所述锁紧套筒31内上下滑动的第四伸缩气缸33；其中，所述第四伸缩气缸33的第四伸缩杆34带动所述上夹具组件向所述锁紧套筒31内滑动，所述第二弹性夹瓣29在所述外锥面30和所述内锥孔32的相互挤压作用下同步径向向内运动，将设于所述第二弹性夹瓣29之间的工件锁紧。

在本实施例中，优选所述上夹具组件包括四个所述第二弹性夹瓣29，因为所有所述第二弹性夹瓣29在所述上夹头28的下端周向设置且呈外扩状，所以当所述第四伸缩气缸33的第四伸缩杆34带动所述上夹具组件向所述锁紧套筒31内滑动时，所述第二弹性夹瓣29的所述外锥面30与所述内锥孔32相互配合，且所有所述第二弹性夹瓣29慢慢向中间轴线收紧，当所述上夹头28的所述外锥面30和所述锁紧套筒31的所述内锥孔32挤紧时，所述上夹头28被锁紧，也就是说，所有所述第二弹性夹瓣29收紧，从而使得被夹部件被所述上夹具组件夹紧；当需要解除锁定时，只需使得所述第四伸缩气缸33的第四伸缩杆34带动所述上夹具组件向下朝所述锁紧套内外滑出，则所有所述第二弹性夹瓣29的外锥面30与所述内锥孔32分离，所述第二弹性夹瓣29在自身弹力作用下慢慢径向扩张至恢复原状，进而解除对所述被夹部件的锁定。

如图19所示，所述上夹头28和所述驱动气缸之间还设有中间连接组件，所述中间连接组件包括至少一个第一轴承39和中间连接杆40，所述第一轴承39的内圈与所述第四伸缩气缸33的第四伸缩杆34固定连接，所述第一轴承39的外圈与所述中间连接杆40的固定连接，所述中间连接杆40的下端固定连接有所述上夹头28。

在本实施例中，优选所述中间连接组件包括两个所述第一轴承39，且两个所述第一轴承39的内圈固定连接，两个所述第一轴承39的外圈固定连接，且两个所述第一轴承39的外圈外还套设有连接套；其中，上方的所述第一轴承39的内圈与所述第四伸缩气缸33的第四伸缩杆34固定连接，所述第一轴承39的外圈通过所述连接套与所述中间传动杆固定连接；因此，当所述第四伸缩气缸33的第四伸缩杆34发生伸缩时，可以通过所述第一轴承39的内圈带动所述中间连接杆40进行伸缩，进而带动所述上夹头28进行伸缩，使得所述第二弹性夹瓣29释放所述被夹部件或者夹紧所述被夹部件。

本实施例还包括防止所述上夹具组件脱出所述锁紧套筒31的限位结构。

具体地， 所述限位结构包括第一限位结构，所述第一限位结构包括成型在所述锁紧套筒31的上端的内台阶面41、以及成型在所述中间连接杆40的上端的外台阶面42；其中，所述内台阶面41与所述外台阶面42相抵，所述上夹头28不再向外滑出。

进一步，所述限位结构还包括第二限位结构，所述第二限位结构包括成型在所述锁紧套筒31的下端的内倒锥面43、以及成型在所述中间连接杆40的下端端部的外锥面304；其中，所述内倒锥面43与所述外锥面304抵紧，所述上夹头28不再向外滑出。

在上述实施例的基础上，如图19所示，本实施例的所述调节结构包括电机35，固定在所述电机35的旋转轴104上的主动轮36，固定在所述锁紧套筒31外的从动轮37，以及传动带38；其中，所述传动带38在所述主动轮36的作用下带动所述从动轮37转动。

本实施例中，所述电机35安装在所述安装座27上，所述主动轮36固定套设在所述电机35上且伸缩所述安装座27的壳体内，所述从动轮37固定套设在所述锁紧套筒31的上端端部外，且所述主动轮36和所述从动轮37套设有传动带38；当所述被夹部件被所述上夹具组件夹紧时，所述上夹头28的外锥面30与所述锁紧套筒31的内锥孔32的内壁相互抵紧；当需要对调节所述被夹部件的角度时，通过所述电机35驱动所述主动轮36转动，所述从动轮37在所述传动带38的作用下转动，与所述从动轮37固定连接的所述锁紧套筒31发生旋转，所述上夹具组件会随所述锁紧套筒31一起旋转，从而实现对所述被夹部件的角度调节；在在所述锁紧套筒31的转动过程中，所述中间传动杆和所述第一轴承39的外圈也会一起旋转，但是所述第一轴承39的内圈、所述第四伸缩杆34和所述第四伸缩气缸33不会发生转动。

作为可变换的实施方式，还可以设置所述调节结构包括电机35，固定在所述电机35的旋转轴104上的主动齿轮，以及固定在所述锁紧套筒31外的从动齿轮；其中，所述主动齿轮与所述从动齿轮相互啮合；具体地，所述电机35安装在所述安装座27上，所述主动齿轮固定套设在所述电机35上且伸缩所述安装座27的壳体内，所述从动齿轮固定套设在所述锁紧套筒31的上端端部外，且所述从动齿轮与所述主动齿轮相互啮合；当所述被夹部件被所述上夹具组件夹紧时，所述上夹头28的外锥面30与所述锁紧套筒31的内锥孔32的内壁相互抵紧，因此当所述调节结构带动所述锁紧套筒31发生旋转时，所述上夹具组件会随所述锁紧套筒31一起旋转，且所述中间传动杆和所述第一轴承39的外圈也会一起旋转，但是所述第一轴承39的内圈、所述第四伸缩杆34和所述第四伸缩气缸33不会发生转动。

所述锁紧套筒31与所述安装座27的壳体之间设有至少一个安装轴承45，所述安装轴承45的外圈与所述安装座27的壳体内壁固定连接，所述安装轴承45的内圈与所述锁紧套筒31固定套设；在本实施例中，所述锁紧套筒31既能够自由旋转，又可以通过所述安装轴承45的外圈固定安装在所述安装座27的壳体内。

进一步地，本实施例还包括对所述上夹头28的所述第二弹性夹瓣29张开度进行初步调整的初调结构；具体地，所述初调结构包括成型在所述锁紧套筒31上且相互对称设置的两个竖直条形孔46，成型在所述上夹头28和/或所述中间连接杆40的下端的且相互对称设置的安装通孔47，穿过所述安装通孔47且两端端部嵌入所述竖直条形孔46内的限位销48；其中，所述锁紧套筒31设置所述竖直条形孔46的长度段还设有外螺纹，一限位螺母49与所述外螺纹相配合对所述限位销48进行限位。在本实施例中，通过调节所述限位螺母49的位置，可以调节所述限位销48的位置，进而可以调节所述上夹头28的伸出长度，从而达到调节各个所述第二弹性夹瓣29的外扩程度和所有所述第二弹性夹瓣29所围成的中间夹持空间的大小，以使所述上夹具组件能够适用于各种不同尺寸的被夹部件；当需要夹持部件时，可以先调节中间夹持空间的大小，使其基本适用于即将被夹持的部件，从而使得使用者既能将被夹部件顺利放入中间夹持空间中，又能防止放置后的被夹部件会在未夹紧前发生脱落。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.同轴型光器件耦合焊接系统，其包括上夹具结构、下夹具结构、焊接装置、机架结构（101）以及旋转连接结构，其中，所述旋转连接结构包括旋转平台（102），所述上夹具结构和所述下夹具结构固定安装在所述旋转平台（102）上；电机结构（103），具有旋转轴（104）；通过旋转轴（104）驱动所述旋转平台（102）转动；以及中间传动结构，设于所述旋转平台（102）与所述电机结构（103）之间，并在所述电机结构（103）的所述旋转轴（104）带动下驱动所述旋转平台（102）发生转动；其特征在于：所述中间传动结构包括至少两个中间轴承（105），所述旋转平台（102）与所述中间轴承（105）的内圈固定连接，所述旋转轴（104）与所述中间轴承（105）的内圈固定连接，所述中间轴承（105）的外圈与所述机架结构（101）固定连接。

2.根据权利要求1所述的同轴型光器件耦合焊接系统，其特征在于：所述中间传动结构还包括设于所述旋转轴（104）与所述中间轴承（105）的内壁之间的中间转盘，所述中间转盘的端轴（106）通过第一联轴器（107）与所述旋转轴（104）固定连接，所述中间转盘的中间轴固定套设在所述中间轴承（105）的内圈中，所述中间转盘的盘体（108）与所述旋转平台（102）固定连接。

3.根据权利要求2所述的同轴型光器件耦合焊接系统，其特征在于：还包括对所述旋转平台（102）进行限位的限位结构。

4.根据权利要求3所述的同轴型光器件耦合焊接系统，其特征在于：所述限位结构包括设于所述盘体（108）与所述机架结构（101）的面板之间的空腔内的限位传感器（109），以及设于所述盘体（108）底部的限位销钉（110）；所述限位销钉（110）在所述限位传感器（109）的配合下对所述盘体（108）进行单向限位。

5.根据权利要求1所述的同轴型光器件耦合焊接系统，其特征在于：所述焊接装置包括三个焊接结构，所述焊接结构包括激光焊接头（111），对所述激光焊接头（111）进行调整的三轴调节结构（113），以及用于安装所述三轴调节结构（113）的焊接支架（112）。

6.根据权利要求5所述的同轴型光器件耦合焊接系统，其特征在于：所述三轴调节结构（113）包括上下调节结构、前后调节结构和左右调节结构，其中，所述上下调节结构和所述前后调节结构为自动调节结构，所述左右调节结构为手动调节结构。

7.根据权利要求1所述的同轴型光器件耦合焊接系统，其特征在于：还包括用于对所述下夹具结构进行调节的对准装置，所述对准装置设于所述旋转平台（102）和所述下夹具结构之间；所述对准装置包括至少一个所述角度调节装置。

8.根据权利要求1所述的同轴型光器件耦合焊接系统，其特征在于：所述下夹具结构中还设有辅助结构，所述辅助结构包括支撑辅助件（01），滑动嵌入在所述下夹具结构中，其包括支撑本体（01A）和设于所述支撑本体（01A）上方的若干支撑脚（01B）；以及弹性支撑件（02），设于所述下夹具结构中且对所述辅助件施加有使得所述支撑辅助件（01）始终具有向上滑动的运动趋势的弹力；其中，所述支撑辅助件（01）的所述支撑脚（01B）在所述弹性支撑件（02）的作用向上伸出所述下夹具结构。

9.根据权利要求8所述的同轴型光器件耦合焊接系统，其特征在于：所述下夹具组件包括下夹头（3），若干设于所述下夹头（3）的上端且沿圆周布置的第一弹性夹瓣（4），以及设于所述下夹头（3）中的中间支撑凸台；其中，所述第一弹性夹瓣（4）的个数大于所述支撑脚（01B）的个数，所述支撑脚（01B）滑动安装在两个所述第一弹性夹瓣（4）之间，所述弹性支撑件（02）的一端嵌入所述支撑本体（01A）的所述环形凹槽（03A）中，所述弹性支撑件（02）的另一端与所述中间支撑凸台上的所述中间台阶面（03B）相抵。

10.根据权利要求1-9中所述的同轴型光器件耦合焊接系统，其特征在于：所述上夹具结构包括上夹具组件，安装在安装座（27）上；以及上夹具锁紧结构，对所述上夹具组件的上下方向进行调节锁紧；以及对所述上夹具组件进行角度调整的上夹具角度调节装置。