CN111730545A - 一种可调式压圈力矩紧固装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于是光学元件装配与精密测量领域，尤其涉及一种可调式压圈力矩紧固装置及方法，解决现有技术中对压圈紧固力矩无法量化以及生产成本高与装配效率降低的技术问题。包括扳杠、力臂、紧固件和数显仪表；力矩传感器的上端与转接套筒固定连接，力矩传感器下端与卡头固定连接；两个力臂相互平行且与扳杠相垂直，分别通过转接套筒与扳杠连接，至少一个力臂能够沿扳杠的长度方向往复移动，并能通过所述紧固件固定在所述扳杠上；每个力矩传感器的信号输出端均与数显仪表连接；两个力臂中的卡头端部形状与待紧固压圈凹槽结构相适配。可根据不同的镜框和压圈尺寸调整间距、更换卡头，可广泛应用于不同口径光学镜头的压圈装配工序中。
Description
技术领域
本发明属于光学元件装配与精密测量领域，尤其涉及一种可调式压圈力矩紧固装置及方法。
背景技术
在光学镜头设计、装配过程中，光学元件的轴向紧固定位大多以旋紧压圈的方式进行，因此，压圈的紧固定位是光学镜头装配中重要的工序之一。
目前压圈紧固多采用镊子和其他通用的压圈紧固工具，在使用时压圈的紧固程度主要依赖于操作人员的经验和手感，无法量化紧固力矩，适用性不强，容易导致镜面变形难以满足设计要求，且多次的拆卸装配容易造成镜面划伤，影响装配精度和效率。同时因光学镜头样式繁多，所以在装配过程中会涉及到不同规格大小的压圈，传统技术针对规格大小的压圈需要采用不同规格的压圈紧固工具，使得生产成本增加及装配效率降低。
发明内容
本发明提供的一种可调式压圈力矩紧固装置，用以解决现有技术中对压圈紧固力矩无法量化以及生产成本高与装配效率降低的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是提供一种可调式压圈力矩紧固装置，其特殊之处在于：包括扳杠、两个力臂、一个数显仪表以及至少一个紧固件；两个力臂结构相同，均包括同轴设置的转接套筒、力矩传感器和卡头；力矩传感器的上端与转接套筒固定连接，力矩传感器下端与卡头固定连接；两个力臂相互平行且与扳杠相垂直，分别通过转接套筒与扳杠连接，至少一个力臂能够沿扳杠的长度方向往复移动，并能通过所述紧固件固定在所述扳杠上，满足不同规格大小的压圈装配使用；两个力臂中的力矩传感器在工作时的载荷方向相反，且每个力矩传感器的信号输出端均与数显仪表连接；数显仪表用于实时显示力矩值；两个力臂中的卡头端部形状与待紧固压圈凹槽结构相适配。
进一步地，两个力臂均能够沿扳杠的长度方向往复移动，并能通过相应紧固件固定在所述扳杠上。
进一步地，沿转接套筒侧壁开设有与扳杠适配的通孔，两个力臂分别通过通孔套装在扳杠上。
进一步地，为了方便操作，紧固件为紧定螺钉；转接套筒开设有与紧定螺钉适配的螺纹孔，紧定螺钉穿过螺纹孔顶紧扳杠，将力臂与扳杠固定。
进一步地，螺纹孔位于转接套筒的顶部，扳杠与紧定螺钉接触的面为平面。
进一步地，为了便于调节两个力臂之间的距离值(与压圈尺寸相关)，沿扳杠长度方向在其侧面设置有刻度尺。
进一步地，为了根据压圈的凹槽的形状和大小，快速更换卡头，所述力矩传感器下端的轴向中心开设一多边形孔，与其配合的卡头一端设置有定位体；卡头定位体的横截面为多边形，其伸入力矩传感器多边形孔内，至少两个面与多边形孔孔壁面紧贴，通过紧固螺钉固定。
进一步地，所述力矩传感器的信号输出端通过引线与数显仪表进行数据传输，或通过无线传输方式与数显仪表进行数据传输。
本发明还提供一种利用上述的可调式压圈力矩紧固装置实现压圈紧固的方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：
步骤一、根据待紧固压圈凹槽的结构选取与其相适配的卡头，将卡头固定在力矩传感器的下端；步骤二、根据待紧固压圈的尺寸调整两个力臂之间的间距，确保两个卡头的端部能够分别插入压圈凹槽中；步骤三、在数显仪表中输入卡头的实际间距，经补偿运算消除因两个卡头承载载荷不同而造成的测量误差；步骤四、将两个卡头的端部分别插入待紧固压圈的两个凹槽中；步骤五、转动扳杠，使出的力通过力矩传感器带动卡头，进而使得卡头带动压圈转动，直至数显仪表显示的力矩值为当前目标值，停止转动扳杠，完成压圈的紧固。
本发明相对与现有技术的有益效果是：
本发明提供的可调式压圈力矩紧固装置，在压圈紧固时实现紧固力矩的量化功能，结构简明，操作方便，数据实时显示；可根据不同的镜框和压圈尺寸调整间距、更换卡头，适用范围广，可广泛应用于不同口径光学镜头的压圈装配工序中。
附图说明
图1为实施例的整体结构示意图；
图2为镜框压圈紧固结构示意图；
图中，1-扳杠，1-1-刻度尺，2-力臂，2-1-转接套筒，2-11-中心通孔，2-2-力矩传感器，2-21-引线，2-3-卡头，3-紧定螺钉，4-压圈，4-1-压圈凹槽，5-光学元件，6-镜框。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
如图1所示，本实施例可调式压圈力矩紧固装置，包括扳杠1、两个力臂2、两个紧定螺钉3和数显仪表(未画出)组成；其中力臂2由转接套筒2-1、力矩传感器2-2和卡头2-3依次同轴连接而成；两个力臂2相互平行，通过转接套筒2-1与扳杠1连接，连接后两个力臂2均与扳杠1垂直，且至少有一个可以沿着扳杠1的长度方向往复移动，并可以通过紧定螺钉3固定在扳杠1上。具体连接方式可以是通过如滑块轨道、滑块导向槽等结构配合实现，本实施例通过在两个转接套筒2-1上开设通孔实现，具体为沿转接套筒2-1的侧壁开设与扳杠1相适配的中心通孔2-11，通过该中心通孔2-11套装在扳杠1上；两个力臂2均可以沿着扳杠1做往复运动，根据压圈4的直径大小沿扳杠1直线滑动调整两个力臂2之间的间距，且可以通过设置在其顶部的紧定螺钉3实现紧固，满足不同规格大小的压圈装配使用。扳杠1侧面沿其长度方向可以设置有刻度尺2-11，可以根据压圈4的直径数据，粗调两个力臂2至相应位置，之后再通过压圈4凹槽与卡头2-3的位置精确定位。
传感器引线2-21与数显仪表连接，力矩传感器2-2上端与转接套筒2-1固定连接，下端与卡头2-3固定连接。与卡头2-3的具体连接方式可以为：力矩传感器2-2下端的轴向中心开设一多边形孔，与其配合的卡头2-3一端设置有定位体；卡头定位体的横截面为多边形，其伸入力矩传感器多边形孔内，至少两个面与多边形孔孔壁面紧贴，通过紧固螺钉固定。
卡头2-3尖端的形状与压圈凹槽形状相适配，可根据凹槽4-1的形状和大小进行快速更换。
如图2所示，紧固压圈时，根据待紧固压圈凹槽的结构选取与其相适配的卡头2-3，将卡头2-3固定在力矩传感器的下端；根据待紧固压圈的尺寸调整两个力臂之间的间距，在数显仪表中输入两个卡头2-3的实际间距，经补偿运算消除因两个卡头2-3承载载荷不同而造成的测量误差；补偿运算过程：设两个卡头的实际间距为L，两个卡头的载荷为F，载荷值相等，载荷方向相反，形成力偶，则力矩M＝F*L。将卡头2-3尖端插入压圈凹槽4-1中，通过扳杠1转动转接套筒2-1，使出的力通过力矩传感器2-2带动卡头2-3，进而使得卡头2-3带动压圈4转动，完成压圈4的紧固；数显仪表实时显示力矩值，直至数显仪表显示的力矩值为当前目标值(该目标值，一般通过标定试验获取)，停止转动扳杠，完成压圈的紧固。
需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是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，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此也不能理解为对本发明保护范围的限制。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定专利保护范围。
Claims (9)
1.一种可调式压圈力矩紧固装置，其特征在于：包括扳杠(1)、两个力臂(2)、一个数显仪表以及至少一个紧固件；
两个力臂(2)结构相同，均包括同轴设置的转接套筒(2-1)、力矩传感器(2-2)和卡头(2-3)；力矩传感器(2-2)的上端与转接套筒(2-1)固定连接，力矩传感器(2-2)下端与卡头(2-3)固定连接；
两个力臂(2)相互平行且与扳杠(1)相垂直，分别通过转接套筒(2-1)与扳杠(1)连接，至少一个力臂(2)能够沿扳杠(1)的长度方向往复移动，并能通过所述紧固件固定在所述扳杠(1)上；
两个力臂(2)中的力矩传感器(2-2)在工作时的载荷方向相反，且每个力矩传感器(2-2)的信号输出端均与数显仪表连接；数显仪表用于实时显示力矩值；
两个力臂(2)中的卡头(2-3)端部形状与待紧固压圈凹槽(4-1)结构相适配。
2.根据权利要求1所述的一种可调式压圈力矩紧固装置，其特征在于：两个力臂(2)均能够沿扳杠(1)的长度方向往复移动，并能通过相应紧固件固定在所述扳杠(1)上。
3.根据权利要求2所述的一种可调式压圈力矩紧固装置，其特征在于：沿转接套筒(2-1)侧壁开设有与扳杠(1)适配的通孔(2-11)，两个力臂(2)分别通过通孔(2-11)套装在扳杠(1)上。
4.根据权利要求1-3任一所述的一种可调式压圈力矩紧固装置，其特征在于：紧固件为紧定螺钉(3)；转接套筒(2-1)开设有与紧定螺钉(3)适配的螺纹孔，紧定螺钉(3)穿过螺纹孔顶紧扳杠(1)，将力臂(2)与扳杠(1)固定。
5.根据权利要求4所述的一种可调式压圈力矩紧固装置，其特征在于：螺纹孔位于转接套筒(2-1)的顶部，扳杠(1)与紧定螺钉(3)接触的面为平面。
6.根据权利要求4所述的一种可调式压圈力矩紧固装置，其特征在于：沿扳杠(1)长度方向在其侧面设置有刻度尺(1-1)。
7.根据权利要求6所述的一种可调式压圈力矩紧固装置，其特征在于：所述力矩传感器(2-2)下端的轴向中心开设一多边形孔，与其配合的卡头(2-3)一端设置有定位体；卡头定位体的横截面为多边形，其伸入力矩传感器多边形孔内，至少两个面与多边形孔孔壁面紧贴，通过紧固螺钉固定。
8.根据权利要求7所述的一种可调式压圈力矩紧固装置，其特征在于：所述力矩传感器(2-2)的信号输出端通过引线与数显仪表进行数据传输，或通过无线传输方式与数显仪表进行数据传输。
9.一种利用权利要求1-8任一所述的可调式压圈力矩紧固装置实现压圈紧固的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、根据待紧固压圈凹槽(4-1)的结构选取与其相适配的卡头(2-3)，将卡头(2-3)固定在力矩传感器(2-2)的下端；
步骤二、根据待紧固压圈(4)的尺寸调整两个力臂(2)之间的间距，确保两个卡头(2-3)的端部能够分别插入两个压圈凹槽(4-1)中；
步骤三、在数显仪表中输入两个卡头(2-3)的实际间距，经补偿运算消除因两个卡头(2-3)承载载荷不同而造成的测量误差；
步骤四、将两个卡头(2-3)的端部分别插入待紧固压圈(4)的两个压圈凹槽(4-1)中；
步骤五、转动扳杠(1)，使出的力通过力矩传感器(2-2)带动卡头(2-3)，进而使得卡头(2-3)带动待紧固压圈(4)转动，直至数显仪表显示的力矩值为当前目标值，停止转动扳杠(1)，完成压圈的紧固。
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