CN110187464A - 一种无转动摩擦的带防护结构的棱镜压紧固定装置 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及棱镜固定装置技术领域，具体公开一种无转动摩擦的带防护结构的棱镜压紧固定装置，包括支撑组件和压紧组件；支撑组件包括位于棱镜上方的悬臂，所述悬臂上设置有横向限位孔及纵向限位孔；压紧组件包括压杆和转轮，所述压杆位于横向限位孔中，悬臂对压杆进行周向限位使压杆只能沿轴向移动，所述转轮位于纵向限位孔中，悬臂对转轮进行轴向限位使转轮只能周向转动，所述转轮和压杆螺纹配合，通过转轮的轴向转动带动压杆上下移动。上述棱镜压紧固定装置实现了对棱镜的稳定固定，安全压紧。
Description
技术领域
本申请涉及棱镜固定装置的技术领域，特别涉及一种无转动摩擦的带防护结构的棱镜压紧固定装置。
背景技术
在光学实验及光学仪器中，棱镜经常被用来光路传输及色散，棱镜与光束所成角度的变化会改变光路性质。在设计好的光路系统中，棱镜位置的稳定性极大地影响光路系统的稳定性。
目前常用的棱镜固定方式主要有以下三种：第一种方式利用弹性压片对棱镜压紧固定，弹性压片与棱镜接触，对弹性压片施加垂直于棱镜的压力，弹性压片对棱镜有挤压实现固定，这种方式安装较为方便，但遇到震动冲击或在振动环境中使用时，棱镜易发生滑动偏离初始位置，从而影响光路系统稳定性；第二种方式是采用刚性高的金属材料作为压头，比如不锈钢、黄铜、铝合金等，再通过螺纹副施加压力使棱镜与底面产生足够的摩擦力以减弱棱镜滑动趋势，金属压头虽然刚性高，压紧能力强，但在实际应用中存在两个明显缺陷，其一，在压头旋压过程中，由于摩擦使棱镜沿旋转方向发生微量转动，从而改变光路传输预设角度，影响光路装配准确性，其二，装配上，金属压头的平面与棱镜受压面很容易形成接触角，在棱镜受热膨胀时金属压头的边缘很容易将棱镜挤碎；第三种方式是采用胶粘的方法固定棱镜，但在光路实验中如测试阶段等频繁改变光路设计的情况下，该方法缺少灵活性，同时需要多个棱镜，增加了成本。
发明内容
本申请旨在提供一种无转动摩擦的带防护结构的棱镜压紧固定装置，改善现有棱镜固定方式存在的问题，实现对棱镜的稳定固定，安全压紧。
为实现上述目的，本申请提供一种无转动摩擦的带防护结构的棱镜压紧固定装置，包括支撑组件和压紧组件；所述支撑组件包括位于棱镜上方的悬臂，所述悬臂上设置有横向限位孔及纵向限位孔；所述压紧组件包括压杆和转轮，所述压杆位于横向限位孔中，悬臂对压杆进行周向限位使压杆只能沿轴向移动，所述转轮位于纵向限位孔中，悬臂对转轮进行轴向限位使转轮只能周向转动，所述转轮和压杆螺纹配合，通过转轮的轴向转动带动压杆上下移动。
进一步地，上述无转动摩擦的带防护结构的棱镜压紧固定装置，还包括锁紧件；所述横向限位孔包括位于纵向限位孔上方的第一横向限位孔和位于纵向限位孔下方的第二横向限位孔；所述压杆穿过所述第一横向限位孔和第二横向限位孔，位于所述悬臂下方的端部设置有与棱镜接触的压垫；所述锁紧件穿过所述悬臂抵靠在所述转轮上，与所述悬臂紧固连接。
进一步地，第一横向限位孔和第二横向限位孔中至少有一个为非圆形的异形孔；压杆包括与转轮螺纹配合的第一杆体以及与第一横向限位孔和第二横向限位孔配合的第二杆体。
进一步地，异形孔为腰型孔；第二杆体为横截面与腰型孔配合的腰型杆。
进一步地，第一横向限位孔为腰型孔，第二横向限位孔为圆形孔；位于第一杆体上方的第二杆体为与第一横向限位孔配合的腰型杆，位于第一杆体下方的第二杆体为与第二横向限位孔配合的圆形杆。
进一步地，第一横向限位孔和第二横向限位孔均为圆形孔，至少一个圆形孔的内壁上设置有第一键槽；压杆包括与转轮螺纹配合的第一杆体以及设置有第二键槽的第二杆体；第一键槽和第二键槽对齐后形成容纳平键的平键槽。
进一步地，压杆位于悬臂下方的端部向外延伸形成压板。
进一步地，压垫为塑料压垫，套设在压板外。
进一步地，支撑组件包括还包括与底座相对设置的用于放置棱镜的底座以及连接底座和悬臂的支撑柱。
进一步地，支撑柱的底端固定在底座内，顶端穿过悬臂且套设有螺母。
上述无转动摩擦的带防护结构的棱镜压紧固定装置的工作过程如下所述：
将棱镜放置在悬臂下方，旋转转轮，由于纵向限位孔对转轮的轴向限位，转轮仅能周向转动而不能沿着压杠轴向移动，与转轮螺纹连接的压杆产生转动趋势，由于悬臂对压杆的周向限位，使压杆的转动趋势转化为轴向移动，使压杆轴向下移至压紧棱镜，完成棱镜的压紧，再将锁紧件穿过悬臂抵靠在转轮上，对转轮进行锁紧，有效防止转轮在棱镜压紧后旋转。
由上可知，上述无转动摩擦的带防护结构的棱镜压紧固定装置具有以下有益效果：
1、抑制压杆和转轮之间螺纹副在压紧棱镜过程中产生的转动属性，使压杆直线压紧棱镜，防止棱镜在安装固定过程中发生转动而使光路偏移，保证棱镜的安装精度，提高光路稳定性；
2、由于采用塑料压头，不会出现坚硬金属边缘与棱镜直接接触，使棱镜在压紧后不会因为膨胀被挤碎；
3、设置与悬臂螺纹连接的锁紧件，在振动中使用也可以保证棱镜的压紧效果；
4、采用较少的零件完成了较复杂的功能，由于零件数量少，结构稳定，在装配后会有很高的刚性，由于结构简洁，可以呈现出多种外形结构尺寸的应用实例。
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为其中一种实施例提供的无转动摩擦的带防护结构的棱镜压紧固定装置的结构示意图；
图2为图1所示棱镜压紧固定装置的爆炸图；
图3为图1所示棱镜压紧固定装置中悬臂的结构示意图；
图4为其中一种实施例提供的棱镜压紧固定装置中利用键连接进行限位时第一横向限位孔的剖面图；
图5为其中一种实施例提供的棱镜压紧固定装置中利用键连接进行限位时位于悬臂下方的压杆端部的剖面图。
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。
如图1和图2所示，本实施例提供一种无转动摩擦的带防护结构的棱镜压紧固定装置，包括支撑组件、压紧组件和锁紧件1；支撑组件包括用于放置棱镜100的底座2.1、与底座2.1相对设置的悬臂2.2以及连接底座2.1和悬臂2.2的支撑柱2.3；悬臂2.2上设置有纵向限位孔2.4以及第一横向限位孔2.5和第二横向限位孔2.6；第一横向限位孔2.5位于纵向限位孔2.4上方；第二横向限位孔2.6位于纵向限位孔2.4的下方；压紧组件包括压杆3.1和转轮3.2；压杆3.1穿过第一横向限位孔2.5和第二横向限位孔2.6，位于悬臂2.2下方的端部设置有与棱镜100接触的压垫3.3，悬臂2.2对压杆3.1进行周向限位使压杆3.1只能沿轴向移动；转轮3.2位于纵向限位孔2.4内，与压杆3.1螺纹连接，悬臂2.2对转轮3.2进行轴向限位使转轮3.2只能周向转动；锁紧件1穿过悬臂2.2抵靠在所述转轮3.2上，与悬臂2.2紧固连接如螺纹连接。
将棱镜100放置在底座2.1上，旋转转轮3.2，由于限位孔2.4对转轮3.2的轴向限位，转轮3.2仅能周向转动而不能沿着压杠3.1轴向移动，与转轮3.2螺纹连接的压杆3.1产生转动趋势，由于悬臂2.2对压杆3.1的周向限位，使压杆3.1的转动趋势转化为轴向移动，使压杆3.1轴向下移至压紧棱镜100，完成棱镜100的压紧，再将锁紧件1穿过悬臂2.2抵靠在转轮3.2上，对转轮3.2进行锁紧，有效防止转轮3.2在棱镜100压紧后旋转。
本实施例提供两种方式实现“悬臂2.2对压杆3.1进行周向限位使压杆3.1只能沿轴向移动”。第一种方式是利用非圆形的异形孔进行限位，第一横向限位孔2.5和第二横向限位孔2.6中至少有一个为非圆形的异形孔，压杆3.1包括与转轮3.2螺纹配合的第一杆体以及与第一横向限位孔2.5和第二横向限位孔2.6配合的第二杆体；第二种方式是利用键连接进行限位，第一横向限位孔2.5和第二横向限位孔2.6均为圆形孔，至少一个圆形孔的内壁上设置有第一键槽4，压杆3.1包括与转轮3.2螺纹配合的第一杆体以及设置有第二键槽5的第二杆体，第一键槽4和第二键槽5对齐后形成容纳平键的平键槽。
第一种方式中，异形孔的形状可以是矩形、三角形等等，在本实施例中异形孔为腰型孔；第二杆体为横截面与腰型孔配合的腰型杆。腰型孔便于加工，而与腰型孔配合的腰型杆边缘具有圆角，不易划伤使用者，提高了使用的安全性。
进一步地，第一种方式中，为了便于加工，第一横向限位孔2.5和第二横向限位孔2.6中只有一个为非圆形的异形孔，另一个为圆形孔。若第一横向限位孔2.5为圆形孔，第二横向限位孔2.6为腰型孔，为了保证压杆3.1能顺利的沿轴向向下移动，则第二横向限位孔2.6的宽度至少要与第一杆体的直径相等，长度要宽于第一杆体的直径；若第一横向限位孔2.5为腰型孔，第二横向限位孔2.6为圆形孔，则第二横向限位孔2.6的直径与第一杆体的直径相等即可。为了减小在悬臂2.2上的开孔面积，如图3所示，优选地，第一横向限位孔2.5为腰型孔，第二横向限位孔2.6为圆形孔；如图2所示，压杆3.1位于第一杆体上方的第二杆体为与第一横向限位孔2.5配合的腰型杆，位于第一杆体下方的第二杆体为与第二横向限位孔2.6配合的圆形杆。
第二种方法中，为了便于加工，第一横向限位孔2.5和第二横向限位孔2.6中只有一个的内壁上设置有第一键槽4。由于压杆3.1是通过向下移动压紧棱镜100的，如图4所示，若将第一键槽4设置在第一横向限位孔2.5的内壁上，为了防止压杆3.1下移过程中将平键带出，第一键槽4的底端不贯通；若将第一键槽4设置在第二横向限位孔2.6的内壁上，如图5所示，则压杆3.1位于悬臂2.2下方的端部与第二键槽5对应的位置向外延伸形成挡板，先将平键放入第二键槽5后再安装压杆3.1，挡板对平键起到阻挡作用。
采用上述结构的悬臂2.2，压杆3.1从上向下安装，除同时设置第一横向限位孔2.5和第二横向限位孔2.6外，悬臂2.2也可以不设置第一横向限位孔2.5或第一横向限位孔2.5顶部封口，此时压杆3.1从第二横向限位孔2.6向上进行安装。若不设置第一横向限位孔2.5，则第二横向限位孔2.6采用异形孔，压杆3.1中位于第一杆体下方的第二杆体为与第二横向限位孔2.6配合的异形杆。若第一横向限位孔2.5顶部封口，则第一横向限位孔2.5和第二横向限位孔2.6中至少有一个异形孔即可。
进一步地，压杆3.1位于悬臂2.2下方的端部向外延伸形成压板，以增大与棱镜100的接触面积，在施加相同压紧力的情况下，减小棱镜100受到的压强，防止棱镜100受压损坏。
进一步地，压垫3.3为塑料压垫，套设在压板外，具体地，为尼龙或聚四氟乙烯，通过过盈配合套在压板外。
进一步地，如图1和图2所示，支撑柱2.3的底端固定在底座2.1内，顶端穿过悬臂2.2且套设有螺母2.7。
进一步地，悬臂2.2上设置有供锁紧件1穿过的螺纹孔2.8，锁紧件1为螺钉、顶丝等带螺纹的标准零件或机加工件。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种无转动摩擦的带防护结构的棱镜压紧固定装置，其特征在于，包括支撑组件和压紧组件；
所述支撑组件包括位于棱镜上方的悬臂，所述悬臂上设置有横向限位孔及纵向限位孔；
所述压紧组件包括压杆和转轮，所述压杆位于横向限位孔中，悬臂对压杆进行周向限位使压杆只能沿轴向移动，所述转轮位于纵向限位孔中，悬臂对转轮进行轴向限位使转轮只能周向转动，所述转轮和压杆螺纹配合，通过转轮的轴向转动带动压杆上下移动。
2.如权利要求1所述的无转动摩擦的带防护结构的棱镜压紧固定装置，其特征在于，还包括锁紧件；
所述横向限位孔包括位于纵向限位孔上方的第一横向限位孔和位于纵向限位孔下方的第二横向限位孔；
所述压杆穿过所述第一横向限位孔和第二横向限位孔，位于所述悬臂下方的端部设置有与棱镜接触的压垫；
所述锁紧件穿过所述悬臂抵靠在所述转轮上，与所述悬臂紧固连接。
3.如权利要求2所述的无转动摩擦的带防护结构的棱镜压紧固定装置，其特征在于，所述第一横向限位孔和第二横向限位孔中至少有一个为非圆形的异形孔；
所述压杆包括与所述转轮螺纹配合的第一杆体以及与第一横向限位孔和第二横向限位孔配合的第二杆体。
4.如权利要求3所述的无转动摩擦的带防护结构的棱镜压紧固定装置，其特征在于，所述异形孔为腰型孔；
所述第二杆体为横截面与所述腰型孔配合的腰型杆。
5.如权利要求4所述的无转动摩擦的带防护结构的棱镜压紧固定装置，其特征在于，所述第一横向限位孔为腰型孔，第二横向限位孔为圆形孔；
位于所述第一杆体上方的第二杆体为与所述第一横向限位孔配合的腰型杆，位于所述第一杆体下方的第二杆体为与所述第二横向限位孔配合的圆形杆。
6.如权利要求2所述的无转动摩擦的带防护结构的棱镜压紧固定装置，其特征在于，所述第一横向限位孔和第二横向限位孔均为圆形孔，至少一个圆形孔的内壁上设置有第一键槽；
所述压杆包括与所述转轮螺纹配合的第一杆体以及设置有第二键槽的第二杆体；
所述第一键槽和第二键槽对齐后形成容纳平键的平键槽。
7.如权利要求2所述的无转动摩擦的带防护结构的棱镜压紧固定装置，其特征在于，所述压杆位于所述悬臂下方的端部向外延伸形成压板。
8.如权利要求7所述的无转动摩擦的带防护结构的棱镜压紧固定装置，其特征在于，所述压垫为塑料压垫，套设在所述压板外。
9.如权利要求1所述的无转动摩擦的带防护结构的棱镜压紧固定装置，其特征在于，所述支撑组件包括还包括与所述底座相对设置的用于放置棱镜的底座以及连接所述底座和悬臂的支撑柱。
10.如权利要求9所述的无转动摩擦的带防护结构的棱镜压紧固定装置，其特征在于，所述支撑柱的底端固定在底座内，顶端穿过所述悬臂且套设有螺母。
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