CN109094018A - 光路调节装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种光路调节装置。光路调节装置包括：固定板；调节板，位于固定板的一侧；多个弹性件，设置于调节板与固定板之间，且每一弹性件的相对两端固定连接于调节板及固定板；多个调节杆，每一调节杆的一端螺纹连接于固定板，并从固定板朝向调节板的一侧穿出，以与调节板相抵，使得弹性件提供使调节板具有向固定板运动趋势的预紧力；反射镜片，固定连接于调节板背离固定板的一侧，且相对调节板呈预设角度设置，反射镜片用于反射光机发出的光束。如此，本发明的光路调节装置只需调节反射镜片相对光机发出的光束的角度，而不需要调节整个光机的位置，因此，调节操作简单，调节精度高，有效提高了3D打印的产品精度。

Description

光路调节装置

技术领域

本发明涉及3D打印技术领域，特别是涉及一种光路调节装置。

背景技术

3D打印技术的基本原理是：先通过计算机的建模软件进行三维建模。再对建成的三维模型进行“切片”处理，形成逐层层叠的截面。最后，由光机依次投影出各个截面图形至成型面来固化液槽里盛放的光敏树脂，从而通过分层加工、叠加成型来完成3D实体打印。

然而，在实际生产中由于光机存在制造误差及安装误差，很难保证光机的光束投影至成型面的图形的尺寸精度，导致3D打印的产品精度低。

现有技术中，在进行3D打印之前，对光机的位置进行标定调节，即微调光机位置，来补偿光机本身的制造误差及安装误差，以提高光机的光束投影至成型面的图形的尺寸精度。但是由于现有的光机体积和质量比较大，光机位置调节费时费力，且调节精度不易控制，因此对3D打印的产品精度提高有限，不能满足需求。

发明内容

基于此，有必要针对现有技术中为了提高光机的光束投影至成型面的图形的尺寸精度，而需要费时费力的调节光机的位置，并且调节精度不易控制，对 3D打印的产品精度提高有限的问题，提供一种调节操作简单、调节精度高，提高3D打印的产品精度的光路调节装置。

光路调节装置，包括：

固定板；

调节板，位于所述固定板的一侧；

多个弹性件，设置于所述调节板与所述固定板之间，且每一所述弹性件的相对两端固定连接于所述调节板及所述固定板；

多个调节杆，每一所述调节杆的一端螺纹连接于所述固定板，并从所述固定板朝向所述调节板的一侧穿出，以与所述调节板相抵，使得所述弹性件提供使所述调节板具有向所述固定板运动趋势的预紧力；

反射镜片，固定连接于所述调节板背离固定板的一侧，且相对所述调节板呈预设角度设置，所述反射镜片用于反射光机发出的光束。

上述光路调节装置，通过固定板固定安装于光机的出光路径上，使得光机发出的光束照射到反射镜片，被反射镜片反射后投影至成型面。并且可旋转相应的调节杆，从而带动调节板调整其相对固定板的角度，反射镜片也跟随着调整其相对固定板的倾斜角度，从而达到调整光束入射角的目的，使得光机的标定图形与光机发出的光束经过反射镜片反射并投影至成型面的图形一致，提高了投影精度，补偿了光机的制造误差与安装误差。

如此，本发明的光路调节装置只需调节反射镜片相对光机发出的光束的角度，而不需要调节整个光机的位置，因此，调节操作简单，调节精度高，有效提高了3D打印的产品精度。

在一个实施例中，所述光路调节装置还包括多个球形件，每一所述球形件设置于一所述调节杆靠近所述调节板的一端与所述调节板之间。如此，便于调节杆相对调节板转动。

在一个实施例中，每一所述调节杆靠近所述调节板的一端设有与所述球形件相匹配的定位槽，所述球形件部分容置于所述定位槽，所述球形件远离所述定位槽的一侧抵接于所述调节板。如此，防止球形件脱离调节杆的端部。

在一个实施例中，所述调节板靠近所述固定板的一侧开设有与所述球形体一一对应的定位孔，所述定位孔的直径小于所述球形件的直径。如此，进一步的防止球形件脱离调节杆的端部。

在一个实施例中，所述光路调节装置还包括螺合于所述调节杆的锁紧螺母，所述锁紧螺母位于所述固定板远离所述调节板的一侧。如此，当调节杆调节完成，可拧紧锁紧螺母，防止调节杆因转动而沿轴线移动，提高了光路调节装置的稳定性。

在一个实施例中，所述光路调节装置还包括转接块，所述转接块一端固定连接于所述调节板远离所述固定板的一侧，相对的另一端具有一相对所述调节板呈所述预设角度设置的安装面，所述安装面用于安装所述反射镜片。

在一个实施例中，所述光路调节装置还包括固定安装于所述安装面的安装板，所述反射镜片固定安装于所述安装板远离所述安装面的一侧。

在一个实施例中，所述固定板开设有多个第一通孔，所述调节板开设有与多个所述第二通孔一一对应的多个第二通孔；

所述弹性件穿设于相对应的所述第一通孔及所述第二通孔，且所述弹性件的一端固定连接于所述固定板远离所述调节板的一侧，另一端固定连接于所述调节板远离所述固定板的一侧。

在一个实施例中，所述调节杆包括三个，三个所述调节杆分别位于一等腰三角形的顶角及两个底角处。

在一个实施例中，所述预设角度为45°，所述光机发出的光束平行于所述固定板，使得所述光机发出的光束被所述反射镜片反射且入射角为45°。如此，减小了光路调节装置的调节范围，进一步使得调节简单易控，提高了调节精度。

附图说明

图1为本发明一实施方式中光路调节装置的分解示意图；

图2为图1所示的光路调节装置的剖面图；

图3为图1所示的光路调节装置中调节杆的安装结构示意图；

图4为图1所示的光路调节装置的侧视图；

图5为图1所示的光路调节装置反射光机发出的光束并投影至成型面的图形形状；

图6为图4所示的光路调节装置的调节方法；

图7为图6所示的光路调节装置的调节方法中步骤S120的具体步骤。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

现有设计中，光机发出的光束直接投影至成型面。而本发明中，光机发出的光束经过反射镜片反射后，再投影至成型面。为了保证光束投影至成型面的图形精度，需要保证光束反射的入射角为45°。但是，由于光机的制造误差及安装误差，导致入射角偏离45°。因此需要设计一种可对反射镜片40的空间倾斜角度进行调节的光路调节装置。

图1示出了本发明一实施例中的光路调节装置；图2示出了图1所示的光路调节装置的剖面示意图。为便于描述，仅示出了与本发明实施例相关的结构。

如图1及图2所示，本发明一实施例中的光路调节装置包括固定板10、调节板20、多个弹性件30、反射镜片40及多个调节杆50。

调节板20位于固定板10的一侧。弹性件30设置于调节板20与固定板10 之间，且每一弹性件30的相对两端固定连接于调节板20及固定板10。每一调节杆50的一端螺纹连接于固定板10，并从固定板10朝向调节板20的一侧穿出，以与调节板20相抵，使得弹性件30提供使调节板20具有向固定板10运动趋势的预紧力。反射镜片40固定连接于调节板20背离固定板10的一侧，且相对调节板20呈预设角度设置。

在实际操作中，操作人员可选择性地旋转相应的调节杆50，使调节杆50从固定板10朝向调节板20一侧伸出的长度不同，从而调节调节板20相对固定板 10的倾斜角度。

上述光路调节装置固定安装于光机的出光路径上，使得光机发出的光束照射到反射镜片40，被反射镜片40反射后投影至成型面。并且，可旋转相应的调节杆50，从而带动调节板20调整其相对固定板10的角度，反射镜片40也跟随着调整其相对固定板10的倾斜角度，从而达到调整光束的入射角的目的，使得光机的标定图形与光机发出的光束经过反射镜片40反射并投影至成型面的图形一致，提高了投影图形的精度，补偿了光机的制造误差与安装误差。

如此，本发明的光路调节装置只需调节反射镜片40相对光机发出的光束的角度，而不需要移动整个光机的位置，因此，调节操作简单，调节精度高，有效提高了3D打印的产品精度。

可以理解的是，本发明采用反射的方法来调节光机的光束投影至成型面的图形的尺寸精度。缩短了光机出光口至成型面的距离，进而减小了整个3D打印机的体积。

需要说明的是，光路调节装置通过固定板固定安装于光机的出光路径上，使得光路调节装置的反射镜片40反射光机发出的光束。

光路调节装置的弹性件30始终处于拉伸状态，因而调节板20始终紧抵于调节杆50。由于弹性件30对调节板20的拉力足够大，使得调节板20能够克服自身重力始终与调节杆20相抵。从而既实现了调节板20与固定板10的相对固定连接，又可通过旋转相应的调节杆50来调节调节板20相对固定板10的倾斜角度。

请一并参见图3所示，本发明的实施例中，光路调节装置还包括多个球形件51，每一球形件51设置于一调节杆50靠近调节板20的一端与调节板20之间。如此，便于调节杆50相对调节板20转动。具体到一个实施例中，球形件 51可为钢球。

一些实施例中，每一调节杆50靠近调节板20的一端设有与球形件51相匹配的定位槽501，球形件51部分容置于该定位槽501，球形件51远离定位槽501 的一侧抵接于调节板20。如此，防止球形件51脱离调节杆50的端部。

一些实施例中，调节板20靠近固定板10的一侧开设有与球形件51一一对应的定位孔201，球形件51位于定位孔201靠近固定板10的一端，定位孔201 的直径小于球形件51的直径。如此，进一步的防止球形件51脱离调节杆50的端部，并且增大对调节板20的支撑力。

一些实施例中，固定板10开设有多个螺纹孔(图未标)，多个调节杆50均具有外螺纹，每一调节杆50穿设于一螺纹孔，且调节杆50的外螺纹与螺纹孔相螺合，当旋转调节杆50时，调节杆50可沿其轴线移动，从而驱动调节板20 向远离或靠近固定板10移动。因此，可通过配合调节相应的调节杆50，能够实现调节板20相对固定板10倾斜的角度的调节。

在其它一些实施例中，固定板10可不开设螺纹孔，而是开设多个沉头通孔 (见图2及图3)，每一沉头通孔的沉头位于固定板10靠近调节板20的一侧。光路调节装置还包括具有内螺纹的螺套52，螺套52的一端设于法兰，螺套52 穿设于沉头通孔且法兰与沉头配合，防止螺套52从沉头通孔远离调节板20的一端脱出。调节螺杆穿设于螺套52，且与螺套52的内螺纹相螺合。进一步地，螺套52与沉头通孔之间设有粘结剂。进一步将螺套52固定于固定板的沉头通孔。

具体到实施例中，调节杆50的外螺纹与螺纹通孔或螺套52的内螺纹均为细牙螺纹。如此，提高光路调节装置的调节精度。

一些实施例中，光路调节装置还包括螺合于调节杆50的锁紧螺母53，并且锁紧螺母53位于固定板10远离调节板20的一侧。如此，当调节杆50调节完成，可拧紧锁紧螺母53，防止调节杆50因转动而沿轴线移动，提高了光路调节装置的稳定性。

一些实施例中，光路调节装置还包括固定连接于调节杆50远离调节板20 的一端的旋钮54。进一步地，旋钮54开设有一安装孔，调节杆50的端部插设于该安装孔，且该安装孔与调节杆50过渡配合。安装孔与调节杆50之间还可涂覆粘结胶，起到进一步固定旋钮54和调节杆50。

本发明的实施例中，光路调节装置还包括转接块60，转接块60一端固定连接于调节板20远离固定板10的一侧，相对的另一端具有一相对调节板10 呈预设角度设置的安装面601，安装面601用于安装反射镜片40。具体到实施例中，转接块60可通过螺纹紧固件固定连接于调节板20。

具体到实施例中，该预设角度可为45°，固定板10与光机发出的光束平行设置，使得光机发出的光束被反射镜片40反射且入射角为45°。如此，减小了光路调节装置的调节范围，使得调节简单易控，进一步提高了调节精度。

在一些实施例中，光路调节装置还包括固定安装于安装面601的安装板70，反射镜片40固定安装于安装板70远离安装面601的一侧。

具体到实施例中，安装板70远离安装面601的一侧内陷形成一用于容置反射镜片40的凹部701。如此，凹部701的侧壁可对反射镜片40进行定位，便于反射镜片40的安装。进一步地，反射镜片40可通过螺纹紧固件或者粘结胶固定连接于安装板70的凹部701。凹部701的底壁可开设拆装孔(图未标)，当需要拆卸反射镜片40时，通过拆装孔将工具伸入凹部701，将反射镜片40顶出凹部701。

在一些实施例中，固定板10开设有多个第一通孔(图未标)，调节板20开设有多个第二通孔(图未标)，第一通孔与第二通孔一一对应。弹性件30穿设于相对应的第一通孔及第二通孔。弹性件30的一端固定连接于固定板10远离调节板20的一侧，另一端固定连接于调节板20远离固定板的一侧。

具体到实施例中，光路调节装置还包括多个第一横杆31及多个第二横杆32。第一横杆31及第二横杆32分别卡设于第一通孔位于固定板10远离调节板20 一侧的端部处及第二通孔位于调节板20远离固定板10一侧的端部处。弹性件 30位于第一通孔的一端固定连接于第一横杆31，位于第二通孔的一端固定连接于第二横杆32。进一步地，第一横杆31与第一通孔的轴线相垂直，第一横杆 31的长度尺寸大于第一通孔的直径，以避免在弹性件30的拉力作用下第一横杆 31进入第一通孔。第二横杆32与第二通孔的轴线相垂直，第二横杆32的长度尺寸大于第二通孔的直径，以避免在弹性件30的拉力作用下第二横杆32进入第二通孔。

具体到实施例中，弹性件30可为拉簧。

请一并参见图4，本发明的图示实施例中，调节杆50包括三个，三个调节杆50呈等腰三角形排布，即三个调节杆50分别位于一等腰三角形的顶角及两个底角处。

具体到实施例中，调节杆50包括第一调节杆50a、第二调节杆50b及第三调节杆50c，第一调节杆50a、第二调节杆50b及第三调节杆50c呈一等腰三角形排布，即第一调节杆50a位于该等腰三角形的顶角处，第二调节杆50b及第三调节杆50c分别位于该等腰三角形的两个底角处。

第一调节杆50a对应于反射镜片40的靠近固定板10的一端，第二调节杆 50b及第三调节杆50c对应于反射镜片40的远离固定板10的一端。如此，便于对反射镜片40的调节。

下面具体说明本实施例中光路调节装置的调节方法。

S110：设定光机的标定图形。

请一并参见图5，具体地，为便于对投影图形进行测量，将光机的标定图形设置为标定矩形。由于光机制造误差和安装误差，使得光机发出的光束经过反射镜片40反射后投影至成型面的图形为四边形。该四边形包括相对的第一边a 及第二边c和相对的第三边d和第四边b。第一边a对应于第一调节杆50a，第二边c与第三边d相交的角部对应于第二调节杆50b，第二边c与第四边b相交的角部对应于第三调节杆50c。

S120：测量反射镜片40将光机发出的呈标定图形的光束反射并投影至成型面的投影图形，根据投影图形的形状及尺寸来调节相应的调节杆50，以使投影图形与标定图形一致。

具体地，当投影图形的第一边a平行于第二边c，第三边d的长度与第四边 b的长度相等(即投影图形为等腰梯形)时[见图5中的n1及图5中的n2]，旋转第一调节杆50a，直至投影图形为矩形。

当投影图形的第三边d的长度大于第四边b的长度时[见图5中的n3及图5 中的n6]，首先，主要旋转第二调节杆50b，辅助旋转第三调节杆50c，使得第三边d的长度等于第四边b的长度；然后，旋转第一调节杆50a，使得第一边a 的长度等于第二边c的长度，直至投影图形为矩形。

当投影图形的第三边d的长度小于第四边b的长度时[见图5中的n4及图5 中的n5]，首先，主要旋转第三调节杆50c，辅助旋转第二调节杆50b，使得第三边d的长度等于第四边b的长度；然后旋转第一调节杆50a，使得第一边a的长度等于第三边d的长度，直至投影图形为矩形。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

1、本发明的光路调节装置只需调节反射镜片40相对光机发出的光束的角度，而不需要调节整个光机的位置，因此，调节操作简单，调节精度高，有效提高了3D打印的产品精度。

2、本发明采用反射的方法来调节光机的光束投影至成型面的图形的尺寸精度，缩短了光机出光口至成型面的距离，进而减小了整个3D打印机的体积。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.光路调节装置，其特征在于，包括：

固定板；

调节板，位于所述固定板的一侧；

多个弹性件，设置于所述调节板与所述固定板之间，且每一所述弹性件的相对两端固定连接于所述调节板及所述固定板；

多个调节杆，每一所述调节杆的一端螺纹连接于所述固定板，并从所述固定板朝向所述调节板的一侧穿出，以与所述调节板相抵，使得所述弹性件提供使所述调节板具有向所述固定板运动趋势的预紧力；

反射镜片，固定连接于所述调节板背离固定板的一侧，且相对所述调节板呈预设角度设置，所述反射镜片用于反射光机发出的光束。

2.根据权利要求1所述的光路调节装置，其特征在于，所述光路调节装置还包括多个球形件，每一所述球形件设置于一所述调节杆靠近所述调节板的一端与所述调节板之间。

3.根据权利要求2所述的光路调节装置，其特征在于，每一所述调节杆靠近所述调节板的一端设有与所述球形件相匹配的定位槽，所述球形件部分容置于所述定位槽，所述球形件远离所述定位槽的一侧抵接于所述调节板。

4.根据权利要求2所述的光路调节装置，其特征在于，所述调节板靠近所述固定板的一侧开设有与所述球形体一一对应的定位孔，所述球形件位于所述定位孔靠近所述固定板的一端，所述定位孔的直径小于所述球形件的直径。

5.根据权利要求1所述的光路调节装置，其特征在于，所述光路调节装置还包括螺合于所述调节杆的锁紧螺母，所述锁紧螺母位于所述固定板远离所述调节板的一侧。

6.根据权利要求1所述的光路调节装置，其特征在于，所述光路调节装置还包括转接块，所述转接块一端固定连接于所述调节板远离所述固定板的一侧，相对的另一端具有一相对所述调节板呈所述预设角度设置的安装面，所述安装面用于安装所述反射镜片。

7.根据权利要求6所述的光路调节装置，其特征在于，所述光路调节装置还包括固定安装于所述安装面的安装板，所述反射镜片固定安装于所述安装板远离所述安装面的一侧。

8.根据权利要求1所述的光路调节装置，其特征在于，所述固定板开设有多个第一通孔，所述调节板开设有与多个所述第二通孔一一对应的多个第二通孔；

所述弹性件穿设于相对应的所述第一通孔及所述第二通孔，且所述弹性件的一端固定连接于所述固定板远离所述调节板的一侧，另一端固定连接于所述调节板远离所述固定板的一侧。

9.根据权利要求1所述的光路调节装置，其特征在于，所述调节杆包括三个，三个所述调节杆分别位于一等腰三角形的顶角及两个底角处。

10.根据权利要求1所述的光路调节装置，其特征在于，所述预设角度为45°，所述光机发出的光束平行于所述固定板，使得所述光机发出的光束被所述反射镜片反射且入射角为45°。