CN113703118A - 一种导光转向关节及导光装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及光学技术配件领域，尤其是涉及一种导光转向关节及导光装置。其中，导光转向关节应用于导光装置，具有通过外套圈间接连接的第一环套和第二环套，使用时第一环套与第二环套可灵活绕同一中轴线相对转动，进而可使应用有该导光转向关节的导光装置中部件之间相对转动的灵活性。同时导向装置具有至少两个镜面机构和若干导光筒，相邻两镜面机构配合可增大改变光传导方向的变化范围，同时借助位于两镜面机构之间的导光转向关节可提高两镜面机构相对转动的灵活性。

Description

一种导光转向关节及导光装置

技术领域

本申请涉及光学技术配件领域，尤其是涉及一种导光转向关节及导光装置。

背景技术

光学应用设备使用过程中经常需要改变光源的传输方向。目前用于改变光传导方向的光学应用设备的辅助装置主要为导光装置，导光装置一般包括若干通过镜面机构连接的导光筒，其中镜面机构内置有反射镜片；导光装置至少有入光端和出光端，入光端和出光端均与反射镜片具有一定夹角。使用时，光从导光装置入光端的导光筒照射至镜面机构的反射镜，在反射镜的反射作用下，再从导光装置的出光端传出。

针对上述技术方案，发明人认为：每次光传导方向改变都需要增设至少一个镜面机构和位于相邻镜面机构之间的导光筒。当需求通过改变光传导方向扩大光的活动范围时，则需要更多的镜面机构与导光筒配合使用，这将使导光装置的整体体积较大，且整体灵活性差，在有限空间环境下导光装置调整光传导方向的灵活性则更差。

发明内容

为了提高导光装置调整光传导方向的灵活性，本申请提供一种导光转向关节及导光装置。

第一方面，本申请提供的一种导光转向关节，采用如下的技术方案：

一种导光转向关节，应用于导向装置；所述导光转向关节包括第一环套和第二环套；

所述第一环套一端部的外壁设有定位件；所述第一环套外部套设有一外套圈，所述外套圈一端的内壁设有套圈凸缘，所述套圈凸缘位于所述定位件远离对应端部的一侧；所述外套圈远离套圈凸缘的一侧移动至位于所述定位件外侧，且所述定位件沿平行于第一环套轴向的长度小于外套圈远离所述套圈凸缘一侧的轴向长度；

所述第二环套的一端部内壁设置有供定位件插设的内凹台；所述外套圈移动至与第二环套可拆卸连接，用于将所述定位件抵接于所述内凹台，使第一环套与第二环套转动连接。

通过采用上述技术方案，第一环套与第二环套通过外套圈间接连接，使第一环套与第二环套可灵活绕同一中轴线相对转动，使连接一一对应连接于第一环套与第二环套的导光装置中部件可同时绕同一轴线相对转动，可提高导光装置中部件之间相对转动的灵活性，进而快速通过具有该导光转向关节的导光装置调整光的传导路径。

可选的，所述内凹台与所述定位件之间设有自润滑垫圈。

通过采用上述技术方案，位于定位件与内凹台之间的自润滑垫圈具有一定的润滑效果，可改善第一环套与第二环套相对转动时可能出现轴向偏差的风险，减少导光转向关节转动使用过程中出现影响光传导偏心的异常情况。

可选的，所述套圈凸缘与所述定位件之间设有密封圈、减震圈和连接垫圈；所述密封圈、减震圈和连接垫圈均套设于所述第一环套。

通过采用上述技术方案，密封圈可提高第一环套、第二环套与外套圈连接部位的密封性能，减少出现因粉尘、气体等进入导光通道影响光传导的问题。减震圈具有一定阻尼，可限制第一环套相对第二环套转动；这样可限制第一环套与第二环套相对转动的操作需借助外力操作，使得当光传导方向转动角度确定时第一环套相对第二环套稳定，减少光传导过程中因第一环套与第二环套相对转动而导致光传导偏心的问题。连接垫圈在外套圈与第二环套拧紧后，可增大此二者的摩擦力。

可选的，所述第一环套远离所述定位件的另一端的外壁设防脱件；所述定位件与所述防脱件至少一可拆卸安装于所述第一环套。

通过采用上述技术方案，组装时，外套圈可从第一环套的一端套设于第一环套，再将可拆卸的定位件或防脱件安装于第一套环，由此可使外套圈顺利安装于防脱件与定位件之间，且当第一环套与第二环套处于拆卸状态时，外套圈保持与第一环套套接。

可选的，所述定位件为环形件，所述第一环套端部设有内环槽；所述定位件沿垂直于自身中轴线的方向设有第一螺孔，所述第一螺孔内螺纹连接有第一销杆；所述第一销杆的一端穿过第一螺孔卡接于所述内环槽。

通过采用上述技术方案，安装时，定位件通过第一销杆可拆卸连接于第一环套具有内环槽一端端部。而且外套圈与第二环套连接时，外套圈遮挡了第一螺孔与第一销杆的连接部位，起到防护作用。

第二方面，本申请提供的一种导光装置，采用如下的技术方案：

一种导光装置，包括至少两个镜面机构和若干导光筒；相邻所述镜面机构之间至少具有一所述导光转向关节。

通过采用上述技术方案，两镜面机构配合，使改变光传导方向的变化范围增大，同时借助位于两镜面机构之间的导光转向关节可提高两镜面机构相对转动的灵活性，提高改变光传导方向的效率，有助于在有限空间内采用较小体积的导光装置灵活转动调整光学应用设备的作用区域。

可选的，所述镜面机构包括可拆卸连接的镜片罩和连接座；所述镜片罩一内壁设有反射镜片；所述连接座设有两个出入光口；两所述出入光口镜像位于所述反射镜片的两侧，所述反射镜片的镜面面积不小于所述出入光口的投影面积，两所述出入光口与所述反射镜片具有相同的倾斜角度；所述导光转向关节通过所述出入光口与镜面机构连接。

通过采用上述技术方案，镜片罩与连接座可拆卸连接，便于将大于出入光口的反射镜片安装于镜片罩。而且反射镜片的镜面面积不小于出入光口的投影面积，可提高反射镜片接收到光的效率；同时两出入光口相对反射镜片镜像设置，通过反射镜片反射的光顺利改变传导方向。

可选的，所述第一环套或所述第二环套螺纹连接于所述出入光口；所述连接座沿垂直于出入光口中轴线的方向穿设有一端部抵接所述第一环套或所述第二环套的第二销杆。

通过采用上述技术方案，第一环套与连接座或第二环套与连接座采用螺纹连接，可便于根据需求快速组装连接。而且连接座通过第二销杆可使第一环套或第二环套更稳定连接于出入光口，减少使用中出现第一环套或第二环套相对连接座转动或松动，影响导光装置调整完成的应用角度。

可选的，所述镜片罩内壁设有供反射镜片安装的安装槽，所述安装槽外侧设有若干辅助槽，所述辅助槽与安装槽连通。

通过采用上述技术方案，镜片罩设置安装槽，使反射镜片可以快速定位安装于镜片罩，提高反射镜片安装精度。当反射镜片出现破损或规格不匹配需要更换时，可通过辅助槽将反射镜片从安装槽中拆卸。

可选的，所述导光筒包括位于导光装置出光端的出光筒，所述出光筒的内置有照明组件。

通过采用上述技术方案，于导光装置设置照明组件，使照明组件可随导光装置转动调节导光角度而变化照明区域，可利于操作者等观察由导光装置传导的光源照射于目标区域的状态等，便于根据需求控制调整导光装置的转动角度。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.第一环套与第二环套通过外套圈间接连接，使第一环套与第二环套可灵活绕同一中轴线相对转动，进而可使应用有该导光转向关节的导光装置中部件之间相对转动的灵活性；

2.相邻两镜面机构配合可增大改变光传导方向的变化范围，同时借助位于两镜面机构之间的导光转向关节可提高两镜面机构相对转动的灵活性。

附图说明

图1是本申请导光转向关节的结构示意图；

图2是图1中A部放大图，主要体现第一环套、第二环套及外套圈的结构；

图3是本申请导光转向关节的结构分解图；

图4是本申请导光装置一种使用状态的结构示意图；

图5是本申请导光装置另一种使用状态的结构示意图；

图6是本申请导光装置另一种使用状态的局部结构分解图；

图7是本申请镜片罩的及反射镜片的结构示意图。

附图标记说明：1、导光转向关节；11、第一环套；111、内环槽；12、第二环套；121、内凹台；13、外套圈；131、套圈凸缘；132、外套滚花；14、定位件；141、第一螺孔；15、防脱件；151、防脱滚花；16、第一销杆；17、密封圈；18、减震圈；19、连接垫圈；20、自润滑垫圈；

2、镜面机构；21、镜片罩；211、安装槽；212、辅助槽；213、第四螺孔；22、连接座；221、出入光口；222、第二螺孔；223、第三螺孔；23、反射镜片；24、第二销杆；25、第三销杆；

3、导光筒；31、连管；

4、照明组件；41、照明灯；42、供电线路。

具体实施方式

以下结合附图1-7对本申请作进一步详细说明。

激光设备等光学应用设备使用过程经常需要改变光的传输方向，使光源顺利照射至目标区域，以便于利用光源应用。比如激光设备加工应用时大多采用导光装置传导激光；为了扩大激光的应用范围，需要导光装置具有较大的改变光传导方向的灵活性。为此导光装置至少具有两个镜面机构若干导光筒，导光筒用于连接镜面机构或连接镜面机构与激光设备等；其中主要用于改变光传导方向的是镜面机构，每一次光传导方向的改变至少需要一个镜面机构发生相对转动，即镜面机构相对不同镜面机构转动的灵活性对改变光传导方向的灵活性十分重要。

本申请实施例公开一种导光转向关节1。

参照图1、图2，一种导光转向关节1，应用于导光装置；导光转向关节1包括第一环套11和第二环套12。第一环套11与第二环套12通过一外套圈13连接且可同轴转动。

第一环套11一端部的外壁设有定位件14，根据实际需求另一端部的外壁可选择设有防脱件15。比如当第一环轴向长度较小，可只设置定位件14，反之可同时设置定位件14和防脱件15。

外套圈13套设于第一环套11，外套圈13一端径向向内设有套圈凸缘131；套圈凸缘131的内径均小于定位件14与防脱件15的外径，使套圈凸缘131常态被限位于定位件14与防脱件15之间，同时外套圈13的内径大于定位件14的外径。定位件14沿平行于第一环套11轴向的长度小于外套圈13远离套圈凸缘131一侧的轴向长度；当外套圈13朝远离防脱件15一端移动时，定位件14被包裹于外套圈13内。定位件14与防脱件15至少一可拆卸安装于第一环套11，本实施例中定位件14可拆卸安装于第一环套11。

参考图1、图2，定位件14可为环形件也可以为凸块；本实施例中定位件14为环形件，套设于第一环套11的一端；防脱件15可固定于第一环套11，比如与第一环套11一体制成或焊接于第一环套11。

具体的，第一环套11对应于定位件14的端部设有内环槽111，内环槽111的槽宽小于定位件14平行于轴向的长度。定位件14沿径向开设有若干个第一螺孔141，第一螺孔141内螺纹连接有第一销杆16；通过第一销杆16可将定位件14固定卡接于内环槽111；当定位件14连接于第一环套11时，第一销杆16的一端穿过第一螺孔141卡接于内环槽111，另一端嵌于定位件14内。第一销杆16远离内环槽111的一端可设有内六角，方便借助匹配的螺丝刀完成旋转拆装于第一螺孔141。

第二环套12的一端部内壁设置有供定位件14插设的内凹台121。外套圈13移动至与第二环套12可拆卸连接，用于将定位件14抵接于所述内凹台121，使第一环套11与第二环套12转动连接。本实施例中，内凹台121外壁具有第一外螺纹段，外套圈13具有与第一外螺纹段对应的第一内螺纹段。

外套圈13外周壁设有外套滚花132，具有防滑效果，可减少控制外套圈13转动时出现手滑等问题。

防脱件15外周壁同样设有具有防滑功能的防脱滚花151，可便于通过转动防脱件15带动第一环套11整体绕自身轴向转动。

参考图1、图3，定位件14朝套圈凸缘131方向依次设有密封圈17、连接垫圈19和减震圈18；密封圈17、减震圈18和连接垫圈19均套设于第一环套11；且定位件14、密封圈17、减震圈18和连接垫圈19沿平行于第一环套11轴向的长度之和不小于外套圈13的轴向长度。其中，密封圈17可提高第一环套11、第二环套12与外套圈13连接部位的密封性能，减少出现因粉尘、气体等进入导光通道影响光传导的问题。减震圈18具有一定阻尼，可限制第一环套11相对第二环套12转动；这样可限制第一环套11与第二环套12相对转动的操作需借助外力操作，使得当光传导方向转动角度确定时第一环套11相对第二环套12稳定，减少光传导过程中因第一环套11与第二环套12相对转动而导致光传导偏心的问题。连接垫圈19可以为铜质垫圈，在外套圈13与第二环套12拧紧后，可增大此二者的摩擦力。

当外套圈13带动密封圈17、减震圈18、连接垫圈19及定位件14插设于内凹台121时，密封圈17、减震圈18和连接垫圈19可以紧密接触，并抵于定位件14与套圈凸缘131之间，使外套圈13分别与第一环套11、第二环套12紧密连接。

参考图2，内凹台121与定位件14之间设有自润滑垫圈20，具体的自润滑垫圈20位于定位件14远离防脱件15的一端端面。自润滑垫圈20可采用聚四氟乙烯材料制成，具有优良耐腐蚀性能，良好的自润滑性和不粘连性，可改善第一环套11与第二环套12相对转动时可能出现轴向偏差的风险，减少导光转向关节1转动使用过程中出现影响光传导偏心的异常情况。

本申请实施例还公开一种导光装置。

参考图4、图5，一种导光装置，包括至少两个镜面机构2和若干导光筒3；相邻镜面机构2之间至少具有一上述的导光转向关节1。镜面机构2用于改变光传导方向，导光筒3用于使光较集中于导光筒3内传导，提高光传导效率。

参考图5，相邻镜面机构2之间可直接通过导光转向关节1连接；相邻镜面机构2之间还可连接导光筒3和导光转向关节1，即至少一镜面机构2与导光筒3之间具有导光转向关节1。导光筒3还可与导光转向关节1的第一环套11或第二环套12一体制成，本实施例中导光筒3与第一环套11一体制成，导光筒3与第一环套11结构整体轴向长度之和比较长，适合长距离辅助光传导；此时导光筒3位于第一环套11远离定位件14的一侧，根据实际需求，防脱件15也可设置于导光筒3外壁。

参考图5、图6，镜面机构2包括镜片罩21和连接座22。本实施例中，连接座22设有若干第三螺孔223，镜片罩21设有与第三螺孔对应的第四螺孔213，相对应的第三螺孔223与第四螺孔213分别螺纹连接于同一第三销杆25，使连接座22与镜片罩21可拆卸连接。

镜片罩21一内壁设有反射镜片23；连接座22设有两个出入光口221；两出入光口221镜像位于反射镜片23的两侧，反射镜片23的镜面面积不小于出入光口221的投影面积，两出入光口221与反射镜片23具有相同的倾斜角度。使用时，出入光口221可分别与导光筒3或第二环套12采用螺纹连接实现可拆卸连接。

参考图5、图6，出入光口221内壁具有第二内螺纹段，与第一环套11一体制成的导光筒3位于远离第一环套11的一侧、不与导光筒3连接的第一环套11远离定位件14的一侧以及第二环套12远离内凹台121的一侧可均设有第二外螺纹段，第一内螺纹段与第二外螺纹段相匹配。

连接座22侧壁设有贯通出入光口221的第二螺孔222，第二螺孔222垂直于出入光口221中轴线，第二螺孔222内穿设有第二销杆24。第二销杆24螺纹连接于第二螺孔222。使用时，第二销杆24抵于第二外螺纹段。即当第一环套11、第二环套12或导光筒3螺纹连接于出入光口221时，第二销杆24的一端穿过连接座22并抵于第二外螺纹段，限制第二外螺纹段与第二内螺纹段相对转动，使第一环套11、第二环套12或导光筒3稳定连接于出入光口221，减少使用过程中因出现异常转动而影响使用。

参考图6、图7，镜片罩21内壁设有供反射镜片23安装的安装槽211，安装槽211外侧设有若干辅助槽212，辅助槽212与安装槽211连通。镜片罩21设置安装槽211，使反射镜片23可以快速定位安装于镜片罩21，提高反射镜片23安装精度。当反射镜片23出现破损或规格不匹配需要更换时，可通过辅助槽212将反射镜片23从安装槽211中拆卸。而且反射镜片23可采用粘结剂固定于安装槽211内，安装时多余的粘结剂可朝辅助槽212溢流。本实施例中反射镜片23的镜面位于矩形状，辅助槽212有四个，一一对应位于安装槽211的四个角，这样还可减少反射镜片23安装过程中边角出现磕碰破裂的问题。

参考图5，导光筒3包括位于导光装置出光端的出光筒，出光筒的内置有照明组件4。具体的，出光筒一侧可连通设有连管31，连管31用于安装照明组件4。照明组件4具有照明灯41和供电线路42，照明灯41嵌置于连管31靠近出光筒内的一侧；供电线路42一端与照明灯41连接，另一端可穿过连管31与其他供电电源连接。

于导光装置设置照明组件4，使照明组件4可随导光装置转动调节导光角度而变化照明区域，可利于操作者等观察由导光装置传导的光源照射于目标区域的状态等，便于根据需求控制调整导光装置的转动角度。

比如，当采用激光设备对工件进行加工时，激光光斑一般较小，多集中在工件目标区域的加工部位，难以为加工区域周围提供照明；因此当目标区域位于加工环境中一般照明难以照射到的位置时，可借助该照明组件4补充照明，便于操作者观察加工情况。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种导光转向关节，应用于导光装置，其特征在于，所述导光转向关节包括第一环套(11)和第二环套(12)；

所述第一环套(11)一端部的外壁设有定位件(14)；所述第一环套(11)外部套设有一外套圈(13)，所述外套圈(13)一端的内壁设有套圈凸缘(131)，所述套圈凸缘(131)位于所述定位件(14)远离对应端部的一侧；所述外套圈(13)远离套圈凸缘(131)的一侧移动至位于所述定位件(14)外侧，且所述定位件(14)沿平行于第一环套(11)轴向的长度小于外套圈(13)远离所述套圈凸缘(131)一侧的轴向长度；

所述第二环套(12)的一端部内壁设置有供定位件(14)插设的内凹台(121)；所述外套圈(13)移动至与第二环套(12)可拆卸连接，用于将所述定位件(14)抵接于所述内凹台(121)，使第一环套(11)与第二环套(12)转动连接。

2.根据权利要求1所述的导光转向关节，其特征在于：所述内凹台(121)与所述定位件(14)之间设有自润滑垫圈(20)。

3.根据权利要求1所述的导光转向关节，其特征在于：所述套圈凸缘(131)与所述定位件(14)之间设有密封圈(17)、减震圈(18)和连接垫圈(19)；所述密封圈(17)、减震圈(18)和连接垫圈(19)均套设于所述第一环套(11)。

4.根据权利要求1所述的导光转向关节，其特征在于：所述第一环套(11)远离所述定位件(14)的另一端的外壁设防脱件(15)；所述定位件(14)与所述防脱件(15)至少一可拆卸安装于所述第一环套(11)。

5.根据权利要求4所述的导光转向关节，其特征在于：所述定位件(14)为环形件，所述第一环套(11)端部设有内环槽(111)；所述定位件(14)沿垂直于自身中轴线的方向设有第一螺孔(141)，所述第一螺孔(141)内螺纹连接有第一销杆(16)；所述第一销杆(16)的一端穿过第一螺孔(141)卡接于所述内环槽(111)。

6.一种导光装置，其特征在于：包括至少两个镜面机构(2)和若干导光筒(3)；相邻所述镜面机构(2)之间至少具有一权利要求1-5任意一项所述的导光转向关节。

7.根据权利要求6所述的导光转向关节，其特征在于：所述镜面机构(2)包括可拆卸连接的镜片罩(21)和连接座(22)；所述镜片罩(21)一内壁设有反射镜片(23)；所述连接座(22)设有两个出入光口(221)；两所述出入光口(221)镜像位于所述反射镜片(23)的两侧，所述反射镜片(23)的镜面面积不小于所述出入光口(221)的投影面积，两所述出入光口(221)与所述反射镜片(23)具有相同的倾斜角度；所述导光转向关节通过所述出入光口(221)与镜面机构(2)连接。

8.根据权利要求7所述的导光转向关节，其特征在于：所述第一环套(11)或所述第二环套(12)螺纹连接于所述出入光口(221)；所述连接座(22)沿垂直于出入光口(221)中轴线的方向穿设有一端部抵接所述第一环套(11)或所述第二环套(12)的第二销杆(24)。

9.根据权利要求6所述的导光转向关节，其特征在于：所述镜片罩(21)内壁设有供反射镜片(23)安装的安装槽(211)，所述安装槽(211)外侧设有若干辅助槽(212)，所述辅助槽(212)与安装槽(211)连通。

10.根据权利要求6所述的导光转向关节，其特征在于：所述导光筒(3)包括位于导光装置出光端的出光筒(31)，所述出光筒(31)的内置有照明组件(4)。

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