CN111730546A - 一种数显式压圈力矩紧固装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于光学元件装配与精密测量领域，尤其涉及一种数显式压圈力矩紧固装置及方法，用以解决现有技术中对压圈紧固力矩无法量化导致镜面变形的技术问题。包括力矩传感器、转接套筒、扭力杆、卡爪和数显仪表；力矩传感器、转接套筒及扭力杆依次同轴套设并固定，扭力杆的一端设置有卡头，卡爪以可拆卸的方式固定在卡头上；卡爪包括水平臂与位于水平臂两端的竖直臂，水平臂所在方向与扭力杆轴向方向相互垂直；两竖直臂端部为卡尖，两卡尖之间的距离与待紧固压圈的直径相适配，用于插入待紧固压圈的凹槽；数显仪表与力矩传感器的输出连接，用于显示力矩传感器的输出值；力矩传感器上安装手柄，通过手柄转动力矩传感器，带动卡爪紧固压圈。

Description

一种数显式压圈力矩紧固装置及方法

技术领域

本发明涉及的是光学元件装配与精密测量领域，尤其涉及一种数显式压圈力矩紧固装置。

背景技术

在光学镜头装配过程中涉及到不同大小的压圈，主要用于光学镜片或组件的轴向紧固定位，是光学镜头装配中重要的工序之一。

现有的压圈紧固工具，多以镊子和其他通用的压圈紧固扳手为主，其缺点在于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，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。

发明内容

本发明的目的是提供一种数显式压圈力矩紧固装置，用以解决现有技术中因压圈紧固力矩无法量化导致镜面变形的技术问题。

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数显式压圈力矩紧固装置，其特殊之处在于：包括力矩传感器、转接套筒、扭力杆、卡爪和数显仪表；所述力矩传感器的下部同轴套设在转接套筒的一端并固定；所述扭力杆的一端同轴套设在转接套筒的另一端并固定；所述扭力杆的另一端设置有卡头，所述卡爪以可拆卸的方式固定在卡头上，卡爪根据压圈的形状和大小可进行快速更换；所述卡爪包括水平臂与位于水平臂两端的竖直臂，水平臂所在方向与扭力杆轴向方向相互垂直；两竖直臂端部为卡尖，两卡尖之间的距离与待紧固压圈的直径相适配，用于插入待紧固压圈的凹槽；所述数显仪表与力矩传感器的输出连接，用于显示力矩传感器的输出值；所述力矩传感器上安装手柄，通过手柄转动力矩传感器，带动卡爪紧固压圈。

进一步地，为了实现扭力杆周向定位，实现同步转动，所述转接套筒的内孔为台阶孔，其中大孔为圆形孔，小孔为多边形孔；所述扭力杆的一端设有横截面尺寸小于扭力杆主体横截面尺寸的扭力杆定位体，扭力杆定位体的横截面为多边形，其伸入转接套筒的小孔内，至少两个面与小孔壁面紧贴；扭力杆主体的一端伸入大孔，其端面压紧大孔孔底。

进一步地，该压圈力矩紧固装置还包括导向套，所述导向套套体底部的中心开设中心定位孔，所述导向套通过该中心定位孔套装并固定在扭力杆上，位于转接套筒和卡爪之间；导向套的内壁与镜筒的外壁配合或导向套的外壁与镜筒的内壁配合，实现导向。

进一步地，所述导向套由聚四氟乙烯制成，沿其侧壁开设观察口。

进一步地，为了便于安装，所述卡头上开设卡槽；卡爪的水平臂中段卡入卡槽，通过螺钉将卡爪固定在卡头上。所述卡尖长度不大于压圈凹槽的深度。

进一步地，所述力矩传感器与数显仪表之间通过引线进行数据传输，也可以通过无线传输的方式进行数据传输。

进一步地，所述力矩传感器的下部与转接套筒的一端通过螺钉固定；所述扭力杆定位体与转接套筒的另一端通过螺钉固定。

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、根据待紧固压圈的尺寸及待紧固压圈凹槽的结构选取与其相适配的卡爪，将卡爪固定在扭力杆的卡头上；步骤二、将卡爪的两个卡尖分别插入待紧固压圈的两个凹槽中；步骤三、转动手柄，使出的力通过力矩传感器带动扭力杆，进而使得卡爪带动压圈转动，直至数显仪表显示的力矩值为当前目标值，停止转动，完成压圈的紧固。

本发明相对与现有技术的有益效果是：

1、本发明提供的数显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，结构简单紧凑，数据实时显示，到达目标值时，停止转动，避免镜面变形；

2、导向套和卡爪可根据不同的镜框和压圈尺寸更换，专用性强，可广泛应用于光学镜头的压圈装配工序中。

附图说明

图1为实施例数显式压圈力矩紧固装置的整体结构示意图；

图2为实施例中转接套筒结构示意图；

图3为实施例中扭力杆结构示意图；

图4为实施例中导向套结构示意图；

图中，1-力矩传感器，1-1-手柄，1-2-力矩传感器引线，1-3-力矩传感器下部，2-转接套筒，2-1-转接套筒上部，2-2-转接套筒定位体，2-3-转接套筒定位面，3-扭力杆，3-1-扭力杆定位体，3-2-卡头，4-卡爪，4-1-卡尖，5-压圈，5-1-压圈凹槽，6-光学元件，7-镜框，8-导向套，8-1-中心定位孔，8-2-内定位面，8-3-外定位面，8-4-观察口，9-数显仪表。

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，本实施例数显式压圈力矩紧固装置，包括力矩传感器1、转接套筒2、扭力杆3、卡爪4、导向套8和数显仪表9；

沿力矩传感器1的圆周方向对称安装有手柄1-1，力矩传感器1上端设置有力矩传感器引线1-2，与数显仪表9连接。力矩传感器下部1-3同轴套设在转接套筒2上端外部，并通过紧固螺钉固定。

转接套筒2设置在力矩传感器1和扭力杆3之间，扭力杆3的上端同轴套设在转接套筒2下端内部，并通过紧固螺钉固定。转接套筒2的具体结构如图2所示，其内孔为台阶孔，其中大孔为圆形孔，小孔为多边形孔，本实施例中为六边形孔。扭力杆3的结构如图3所示，其上下端分别为扭力杆定位体3-1与卡头3-2，扭力杆定位体3-1的横截面尺寸小于扭力杆主体横截面的尺寸，本实施例中其截面形状为矩形。卡头3-2为矩形块，其上开设卡槽。扭力杆定位体3-1伸入转接套筒2的六边形孔内，至少两个面与六边形孔的内壁接触，通过紧固螺钉固定，六边形孔对扭力杆周向进行限位。卡头3-2用于固定卡爪4，卡爪4包括水平臂与位于水平臂两端的竖直臂，水平臂所在方向与扭力杆轴向方向相互垂直；两竖直臂端部为卡尖4-1，两卡尖4-1之间的距离与待紧固压圈的直径相适配，用于插入待紧固压圈的凹槽；卡爪4的水平臂中段卡入卡头3-2的卡槽，通过螺钉将卡爪4固定在卡头上3-2。卡爪4根据压圈5的形状和大小可进行快速更换。

导向套8的结构如图4所示，由聚四氟乙烯制成，可以在其圆周面设置有观察孔8-4，其底部开设中心定位孔8-1。

通过该中心定位孔8-1套装在扭力杆3上并设置在转接套筒2和卡爪4之间，中心定位孔8-1与扭力杆3相适配，内定位面8-2和外定位面8-3根据压圈5、光学元件6和镜框7的装配关系进行选择适配。

结合图1，紧固压圈时，将卡爪4的卡尖4-1插入压圈凹槽5-1中，导向套内定位面8-2与镜框外壁配合定位(也可以是导向套外定位面8-3与镜框内壁配合定位，在此种状态下，镜框与外定位面配合的内壁尺寸远大于压圈外径，完全留有充足的余量使两者而配合)，通过手柄1-1转动扭力力矩传感器1，进而带动扭力杆3完成压圈紧固；在压圈紧固时，数显仪表9实时显示力矩值，当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，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)

1.一种数显式压圈力矩紧固装置，其特征在于：包括力矩传感器(1)、转接套筒(2)、扭力杆(3)、卡爪(4)和数显仪表(9)；

所述力矩传感器(1)的下部同轴套设在转接套筒(2)的一端并固定；所述扭力杆(3)的一端同轴套设在转接套筒(2)的另一端并固定；

所述扭力杆(3)的另一端设置有卡头(3-2)，所述卡爪(4)以可拆卸的方式固定在卡头(3-2)上；

所述卡爪(4)包括水平臂与位于水平臂两端的竖直臂，水平臂所在方向与扭力杆(3)轴向方向相互垂直；两竖直臂端部为卡尖，两卡尖之间的距离与待紧固压圈的直径相适配，用于插入待紧固压圈的凹槽；

所述数显仪表(9)与力矩传感器(1)的输出连接，用于显示力矩传感器(1)的输出值；

所述力矩传感器(1)上安装手柄(1-1)，通过手柄(1-1)转动力矩传感器(1)，带动卡爪(4)紧固压圈。

2.根据权利要求1所述的一种数显式压圈力矩紧固装置，其特征在于：所述转接套筒(2)的内孔为台阶孔，其中大孔为圆形孔，小孔为多边形孔；

所述扭力杆(3)的一端设有横截面尺寸小于扭力杆主体横截面尺寸的扭力杆定位体(3-1)，扭力杆定位体(3-1)的横截面为多边形，其伸入转接套筒(2)的小孔内，至少两个面与小孔壁面紧贴；

扭力杆主体的一端伸入大孔，其端面压紧大孔孔底。

3.根据权利要求2所述的一种数显式压圈力矩紧固装置，其特征在于：还包括导向套(8)，所述导向套(8)套体底部的中心开设中心定位孔(8-1)，所述导向套(8)通过该中心定位孔(8-1)套装并固定在扭力杆(3)上，位于转接套筒(2)和卡爪(4)之间；

导向套(8)的内壁与镜筒的外壁配合或导向套(8)的外壁与镜筒的内壁配合，实现导向。

4.根据权利要求3所述的一种数显式压圈力矩紧固装置，其特征在于：所述导向套(8)由聚四氟乙烯制成，沿其侧壁开设观察口(8-4)。

5.根据权利要求4所述的一种数显式压圈力矩紧固装置，其特征在于：所述卡头(3-2)上开设卡槽；卡爪(4)的水平臂中段卡入卡槽，通过螺钉将卡爪(4)固定在卡头上。

6.根据权利要求5所述的一种数显式压圈力矩紧固装置，其特征在于：所述卡尖长度不大于压圈凹槽的深度。

7.根据权利要求6所述的一种数显式压圈力矩紧固装置，其特征在于：所述力矩传感器(1)与数显仪表(9)之间通过引线进行数据传输或通过无线传输进行数据传输。

8.根据权利要求7所述的一种数显式压圈力矩紧固装置，其特征在于：所述力矩传感器(1)的下部与转接套筒(2)的一端通过螺钉固定；所述扭力杆定位体(3-1)与转接套筒(2)的另一端通过螺钉固定。

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、根据待紧固压圈的尺寸及待紧固压圈凹槽的结构选取与其相适配的卡爪，将卡爪固定在扭力杆的卡头上；

步骤二、将卡爪的两个卡尖分别插入待紧固压圈的两个凹槽中；

步骤三、转动手柄，使出的力通过力矩传感器带动扭力杆，进而使得卡爪带动压圈转动，直至数显仪表显示的力矩值为当前目标值，停止转动，完成压圈的紧固。

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