CN111239950A - 一种便于调整光路的光轴调整组件 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种便于调整光路的光轴调整组件，包括光楔安装座、两个蜗轮压圈、两个涡轮、两个楔镜蜗轮隔圈、蜗轮压板、两个蜗杆、蜗杆压板、防尘镜；两个楔镜分别固定在两个涡轮中心孔内；两个楔镜与两个涡轮之间均设有通气孔；两个涡轮同轴的布置在光楔安装座内；两个涡轮之间设有蜗轮隔圈；两个涡轮与第二涡轮的另一侧分别设有蜗轮压圈；蜗杆压板固定在光楔安装座上；两个蜗杆、第二蜗杆在分别与两个涡轮啮合；两个蜗杆两端均套有蜗杆垫圈；防尘镜固定在光楔安装座一端；蜗杆压板固在光楔安装座另一端的，提供预紧力；蜗杆压板外圆与光楔安装座之间密封。本组件可从仪器外部对仪器内部的光轴调整，满足光路气密性和抗冲击振动的要求。

Description

一种便于调整光路的光轴调整组件
技术领域
本发明属于光路调整领域，特别是一种便于调整光路的光轴调整组件。
背景技术
光学仪器中光轴的微量调整是必须的，可以用反射镜，也可以用楔镜。而成对使用的光楔由于具有调整方便、精度高、占用空间小等优点，所以使用比较多。比如反射镜式，调整精度不高，而且时间一长，光轴会有变化，抗震动能力不强，而且需安装在光路中，调整不方便。
由于光轴一般在仪器内部，直接使用成对的光楔时需将仪器打开，再来进行光轴调整，使用较为不便。且常规的楔镜调整通过手动调整楔镜，调整光路时需要打开产品，直接转动楔镜，导致使用不方便，而且光路无法密封，容易给光学零件表面带来灰尘，另外能量密度高时灰尘还会导致光学零件的损坏。对于大的系统而言，有时打开产品会导致整个系统的光路都需要重新调整。
发明内容
本发明的目的在于提供一种便于调整光路的光轴调整组件，以实现从仪器外部对仪器内部的光轴的调整，同时满足光路气密性和抗冲击振动的要求。
实现本发明目的的技术解决方案为：
一种便于调整光路的光轴调整组件，包括光楔安装座、第一蜗轮压圈、第二蜗轮压圈、第一涡轮、第二涡轮、第一楔镜、第二楔镜、蜗轮隔圈、蜗轮压板、第一蜗杆、第二蜗杆、蜗杆压板、防尘镜；
所述第一楔镜固定在第一涡轮中心孔内，所述第二楔镜固定在第二涡轮中心孔内；第一楔镜与第一涡轮之间、第二楔镜与第二涡轮之间均设有通气孔；所述第一涡轮与第二涡轮同轴的布置在光楔安装座内的安装孔内；所述第一涡轮与第二涡轮之间设有蜗轮隔圈；所述第一涡轮与第二涡轮的另一侧分别设有第一蜗轮压圈和第二蜗轮压圈；所述蜗杆压板固定在光楔安装座上；所述第一蜗杆、第二蜗杆在分别与第一涡轮、第二涡轮啮合；所述第一蜗杆、第二蜗杆两端均套有蜗杆垫圈；所述防尘镜固定在光楔安装座一端的安装孔内；所述蜗杆压板固在光楔安装座另一端的安装孔内，且与第二蜗轮压圈紧密接触，提供预紧力；所述蜗杆压板外圆与光楔安装座之间密封。
本发明与现有技术相比，其显著优点是：
(1)本发明仍然采用成对的光楔来实现光路的调整，但在旋转光楔采用了自锁的蜗轮蜗杆传动，将光楔与蜗轮胶为一体，通过从外部转动蜗杆来带动光楔的旋转，通过两片楔镜的相对转动来实现光轴在一定锥角范围内任意可调，由于蜗轮传动的减速，实现小体积大传动比，从而大幅度地提高了光轴的调整精度。
(2)通过增加了两对蜗轮蜗杆的传动机构，实现了调整零件与楔镜的运动传递，同时也实现了调整零件与楔镜的空间隔离，保证了光路密封的可能；通过O型圈的使用和聚四氟乙烯材料的使用以及过盈配合的使用实现了非运动件的密封要求，结构简单可靠，而且成本低。
(3)考虑了气体通道的要求，胶合时将楔镜的圆周与蜗轮的内部圆口对齐，保留了通气孔，满足了光路可注入惰性气孔的要求。
附图说明
图1为光轴调整组件的总体剖视图。
图2为光轴调整组件的俯视局部剖视图。
图3为光轴调整组件的内部结构示意图。
图4为涡轮结构示意图。
图5为楔镜结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步的介绍。
结合图1，本发明的一种便于调整光路的光轴调整组件，包括光楔安装座1、第一蜗轮压圈21、第二蜗轮压圈22、第一涡轮31、第二涡轮32、第一楔镜41、第二楔镜42、蜗轮隔圈5、蜗轮压板7、第一蜗杆91、第二蜗杆92、蜗杆压板11、密封螺钉12、防尘镜13；
所述第一楔镜41固定在第一涡轮31中心孔内，所述第二楔镜42固定在第二涡轮32中心孔内；第一楔镜41与第一涡轮31之间、第二楔镜42与第二涡轮32之间均设有通气孔；所述第一涡轮31与第二涡轮32同轴的布置在光楔安装座1内的安装孔内；所述第一涡轮31与第二涡轮32之间设有蜗轮隔圈5；所述第一涡轮31与第二涡轮32的另一侧分别设有第一蜗轮压圈21和第二蜗轮压圈22；第一蜗轮压圈21支撑在光楔安装座1内的定位槽上，用于对第一涡轮31进行轴向定位；所述蜗杆压板11固定在光楔安装座1上；所述第一蜗杆91、第二蜗杆92在分别与第一涡轮31、第二涡轮32啮合；所述第一蜗杆91、第二蜗杆92两端均套有蜗杆垫圈10，蜗杆压板11上设有蜗杆转动的调节孔；所述防尘镜13固定在光楔安装座1一端的安装孔内；所述蜗杆压板11固在光楔安装座1另一端的安装孔内，且与第二蜗轮压圈22紧密接触，提供预紧力；所述蜗杆压板11外圆与光楔安装座1之间设有O形圈6进行密封；所述光楔安装座1上设有充气孔，充气孔通过密封螺钉12封堵。
为了保证气密性的要求，所述第一蜗轮压圈21、第二蜗轮压圈22和蜗轮隔圈5均采用聚四氟乙烯材料制作，并在装配时给予一定的预紧来实现动密封，一蜗轮压圈21、第二蜗轮压圈22和蜗轮隔圈5起着轴向固定、径向固定和密封的作用。由于聚四氟乙烯的自润滑性，进行光路调整时不会有太艰涩的感觉。同时由于光路的密封也保证了调整机构中可能存在的灰尘不会进入光路中。
装配时首先将第一楔镜41和第一涡轮31胶合成一个整体，第二楔镜42和第二涡轮32胶合成一个整体，为了考虑整个部件气体相互连通，所述第一楔镜41、第二楔镜42均为圆形，圆形切有平台43，第一涡轮31和第二涡轮32中心孔壁面上设有通气孔33；平台43正对通气孔33；第一楔镜41、第二楔镜42外圆分别与第一涡轮31和第二涡轮32安装孔对齐且不得堵塞通气孔33。防尘镜13和光楔安装座1采用胶合方式固定，保证气密。
所述第一蜗轮压圈21、第二蜗轮压圈22、蜗轮隔圈5和光楔安装座1内孔为过盈配合。
将第一蜗轮压圈21、第一涡轮31和第一楔镜41的胶合体、蜗轮隔圈5、第二涡轮32和第二楔镜42的胶合体、第二蜗轮压圈22依次装入光楔安装座1中；将蜗轮压板7外圆的凹槽装上O形圈6后，整体压入光楔安装座1中并用螺钉固定。此时第一涡轮31和第一楔镜41的胶合体、第二涡轮32和第二楔镜42的胶合体仅可绕光楔安装座1轴线转动，但阻力很大，其余零件均无法活动。第一涡轮31和第一楔镜41的胶合体、第二涡轮32和第二楔镜42的胶合体初始位置为通气孔33一上一下，相差180°。
将第一蜗杆91、第二蜗杆92两端均套上蜗杆垫圈10(蜗杆与蜗杆垫圈10过盈配合)；第一蜗杆91、第二蜗杆92分别与第一涡轮31、第二涡轮32啮合，压上蜗杆压板11，用螺钉固定。密封螺钉12装上密封垫8，与蜗杆压板11紧固；装配完成后整个组件仅有两个蜗杆可以转动，其余零件均无法活动。使用时将图示组件放置到需调整的光路中固定，通过从外部用一字起子转动两个蜗杆9来对光路进行微调，直到光轴满足要求既可。
采用成对的光楔来实现光路的调整，但在旋转光楔的方法上我们采取了自锁的蜗轮蜗杆传动，将光楔与蜗轮胶为一体，通过从外部转动蜗杆来带动光楔的旋转，由于楔镜的楔角α导致光线发生偏转(对K9玻璃大约为α/2)，通过两片楔镜的相对转动来实现光轴在一定锥角范围内任意可调。而且由于蜗轮传动的减速，从而大幅度地提高了光轴的调整精度。
另外一定的预紧加上传动系统的自锁性保证了产品在进行冲击振动时光轴的稳定。考虑到产品光路有时需要注入惰性气体，所以本组件预留了气体注入口，且整个光路部分气体相互连通。使用时可以根据需要保留或拆除密封垫8和密封螺钉12，不影响组件性能。由于在整个组件中仅有两个蜗杆可以转动，其余零件均无法活动，而且所有有相对运动的部位均为聚四氟乙烯与金属配合，且为过盈配合，加上蜗轮和蜗杆之间运动的自锁特性，所以组件的光轴稳定度很高。在对产品进行冲击振动后对光轴复测未见光轴变化。由于蜗轮和蜗杆)之间可以实现小体积大传动比，所以可以同时实现调整角度范围大和调整精度高的要求。

Claims (10)

1.一种便于调整光路的光轴调整组件，其特征在于，包括光楔安装座(1)、第一蜗轮压圈(21)、第二蜗轮压圈(22)、第一涡轮(31)、第二涡轮(32)、第一楔镜(41)、第二楔镜(42)、蜗轮隔圈(5)、蜗轮压板(7)、第一蜗杆(91)、第二蜗杆(92)、蜗杆压板(11)、防尘镜(13)；
所述第一楔镜(41)固定在第一涡轮(31)中心孔内，所述第二楔镜(42)固定在第二涡轮(32)中心孔内；第一楔镜(41)与第一涡轮(31)之间、第二楔镜(42)与第二涡轮(32)之间均设有通气孔；所述第一涡轮(31)与第二涡轮(32)同轴的布置在光楔安装座(1)内的安装孔内；所述第一涡轮(31)与第二涡轮(32)之间设有蜗轮隔圈(5)；所述第一涡轮(31)与第二涡轮(32)的另一侧分别设有第一蜗轮压圈(21)和第二蜗轮压圈(22)；所述蜗杆压板(11)固定在光楔安装座(1)上；所述第一蜗杆(91)、第二蜗杆(92)在分别与第一涡轮(31)、第二涡轮(32)啮合；所述第一蜗杆(91)、第二蜗杆(92)两端均套有蜗杆垫圈(10)；所述防尘镜(13)固定在光楔安装座(1)一端的安装孔内；所述蜗杆压板(11)固在光楔安装座(1)另一端的安装孔内，且与第二蜗轮压圈(22紧)密接触，提供预紧力；所述蜗杆压板(11)与光楔安装座(1)之间密封。
2.根据权利要求1所述的光轴调整组件，其特征在于，所述光楔安装座(1)上设有充气孔，充气孔通过密封螺钉(12)封堵并密封。
3.根据权利要求1所述的光轴调整组件，其特征在于，所述第一楔镜(41)和第一涡轮(31)、第二楔镜(42)和第二涡轮(32)均通过胶合固定。
4.根据权利要求1所述的光轴调整组件，其特征在于，所述第一楔镜(41)、第二楔镜(42)均为圆形，圆形切有平台(43)，第一涡轮(31)和第二涡轮(32)中心孔壁面上设有通气孔(33)；平台(43)正对通气孔(33)。
5.根据权利要求4所述的光轴调整组件，其特征在于，所述第一涡轮(31)上的通气孔(33)与第二涡轮(32)上的通气孔(33)安装位置错开180°。
6.根据权利要求1所述的光轴调整组件，其特征在于，所述第一蜗轮压圈(21)、第二蜗轮压圈(22)和蜗轮隔圈(5)均采用聚四氟乙烯材料制作。
7.根据权利要求1所述的光轴调整组件，其特征在于，所述防尘镜(13)和光楔安装座(1)采用胶合方式固定。
8.根据权利要求2所述的光轴调整组件，其特征在于，所述密封螺钉(12)与光楔安装座(1)之间设有密封垫(8)进行密封。
9.根据权利要求1所述的光轴调整组件，其特征在于，所述蜗轮压板(7)外圆上设有凹槽，凹槽内设有O形圈(6)，用于与光楔安装座(1)密封。
10.根据权利要求1-9任一项所述的光轴调整组件的安装方法，其特征在于，包括以下步骤：
首先将第一楔镜(41)和第一涡轮(31)胶合成一个整体，第二楔镜(42)和第二涡轮(32)胶合成一个整体；且楔镜平台(43)正对与对应涡轮的通气孔(33)；将第一蜗轮压圈(21)、第一涡轮(31)和第一楔镜(41)的胶合体、蜗轮隔圈(5)、第二涡轮(32)和第二楔镜(42)的胶合体、第二蜗轮压圈(22)依次装入光楔安装座(1)中；且第一涡轮(31)和第一楔镜(41)的胶合体、第二涡轮(32)和第二楔镜(42)的胶合体初始位置为通气孔(33)一上一下，相差180°；将蜗轮压板(7)外圆的凹槽装上O形圈(6)后，整体压入光楔安装座(1)中并用螺钉固定；
将防尘镜(13)和光楔安装座(1)采用胶合方式固定；
将第一蜗杆(91)、第二蜗杆(92)两端均套上蜗杆垫圈(10)；将第一蜗杆(91)、第二蜗杆(92)分别与第一涡轮(31)、第二涡轮(32)啮合，压上蜗杆压板(11)，用螺钉固定；
将密封螺钉(12)装上密封垫(8)，与蜗杆压板(11)紧固。
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