CN1908735A - 精密光学调整架 - Google Patents

Abstract

一种精密光学调整架，由主支撑框架、俯仰驱动组件、球关节组件、镜框和水平驱动组件五个部分组成，本发明具有结构紧凑、占空比小、两维角度高调整分辨率高、正交性和稳定性好的特点，本发明具有很高的推广价值和使用价值。

Description

精密光学调整架

技术领域

本发明涉及光学调整架，特别是指一种高正交性的小型的精密光学调整架，具有很高的调整分辨率和二维正交性，能实现光束的快速精确定位。

技术背景

光学调整架主要应用于光学实验及各种类型的激光装置中，用于调整光束方向，从而实现光束的快速精确定位。随着光学技术的不断发展，对光学实验的要求也不断提高，光学调整架的结构在工程设计人员的努力下，其结构性能也在不断地提高，如：调整分辨率，角度正交性，稳定性等。但是，在某些特定实验环境下，如：小通光口径、复杂光路排布等，使光学调整架在满足高分辨率、高正交性、高稳定性的前提下，还要受到安装空间的限制，传统的光学调整架为了满足高分辨率、高正交性和高稳定性的要求，结构比较复杂，占空比和成本太高，使调整架难于安装，甚至不能安装，不能满足要求。因此，设计一种结构紧凑，占空比小，性价比好，并能满足调整分辨率、正交性和稳定性要求的精密光学调整架是很有必要的，从而满足光学实验的要求。

发明内容

本发明的目的是为解决上述传统光学调整架在特定条件下的技术不足，提供一种精密光学调整架，该光学调整架应结构紧凑，占空比小，性价比好，并且能满足高调整分辨率、正交性和稳定性的要求，从而满足光学实验的要求。

为实现上述目的，本发明的技术解决方案如下：

一种精密光学调整架，特征在于其由主支撑框架、俯仰驱动组件、球关节组件、镜框和水平驱动组件五个部分组成：

所述的主支撑框架包括底板、左支柱、右支柱和顶盖板，所述的左支柱与右支柱等高，并分别与底板和顶盖板连接组成一个整体框架；

所述的俯仰驱动组件的结构是：左测微丝杆由螺钉紧固在左测微丝杆座中，该左测微丝杆的球端面与左推杆点接触，该左测微丝杆座与左推杆通过左弹簧相连，左推杆是以左一转轴为旋转轴的杠杆机构，左推杆与左压板通过左弹簧将左球头抱紧，保证左球头在调整过程中无间隙滑移；

所述的球关节组件包括球头、球头套、球头压圈和球头转轴，所述的球头与球头转轴过盈配合，保证相互之间无圆周滑动，所述的球头安装在球头套内，球头压圈通过细螺纹与球头套配合压紧球头，保证球头在球头套内无间隙转动；

所述的水平驱动组件的构成是：右测微丝杆由螺钉紧固在右测微丝杆座中，该右测微丝杆的球端面与所述的右推杆点接触，所述的右测微丝杆座与所述的右推杆通过右弹簧相连，提供预紧力，所述的右推杆是以右一转轴为旋转轴的杠杆机构，所述的右推杆与右压板通过右弹簧拉力将右球头抱紧，保证右球头在调整过程中无间隙滑移；

所述的镜框包括镜框、垫片和镜框压片，将待调整的光学元件从所述的镜框两侧直接装入，所述的镜框压片通过所述的垫片将光学元件固定在所述的镜框中，该镜框通过螺纹转轴与所述的俯仰驱动组件、球关节组件、水平驱动组件连接在一起。

本发明的优点：

本发明精密光学调整架的结构简单紧凑，占空比小，工艺性好，大大降低了调整架的加工成本。应用杠杆机构原理将精度细化，提高了调整架的角度调整分辨率；

通过球头-V形槽-平面结构控制待调整的光学元件的全部六个自由度，应用弹簧拉力将球头抱紧，保证在调整架在调整过程中无间隙转动和滑移，从而能准确定位所述的光学元件的空间位置，完成空间光束的精确定位；

水平与俯仰两方向调整轴是垂直正交结构，从而保证调整架在调整过程中水平与俯仰两方向角度调整相互不干涉，提高调整正交性，从而实现光束定位。

另外，该调整架为封闭式框架结构，大大提高了调整架稳定性。因此，与传统光学调整架相比，本精密光学调整架具有很大的优越性及推广价值。

附图说明

图1为本发明光学调整架的正面示意简图

图2为本发明光学调整架的框架示意图

图3为本发明光学调整架的俯仰驱动机构组件示意图

图4为本发明光学调整架的球关节组件示意图

图5为本发明光学调整架的镜框示意图

图6为本发明光学调整架的水平驱动组件示意图

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明，但不应以此限制本发明的保护范围。

图1～图6是本发明光学调整架一个实施例的结构示意图，图1为本发明光学调整架的示意简图，由图可知，本发明光学调整架包括五个组件：主支撑框架1、俯仰驱动组件2、球关节组件3、镜框4和水平驱动组件5。

图2为本发明光学调整架的主支撑框架1示意图，所述的主支撑框架1由底板101、左支柱102、右支柱103和顶盖板104组成一个封闭式框架，左支柱102和右支柱103用一块方钢线切割而成，保证左支柱102与右支柱103等高，并且相互之间由定位槽定位，从而提高整体稳定性。

图3为本发明光学调整架的俯仰驱动组件2示意图，俯仰驱动组件2的构成是：左推杆203是以左一转轴210为旋转轴的杠杆机构，在左测微丝杆201的推动下产生角位移，推动左球头206摆动一个角度，并且左球头206与左推杆203产生相对滑移，由于左球头206与左二转轴209过盈配合连接，因此，带动镜框4转动，从而完成调整架的俯仰角度调整。左压板205以左三转轴204为中心，通过销钉207及左弹簧208与左推杆203形成封闭环，将左球头206抱紧，使左球头206在左推杆203和左压板205形成的V形槽214中无间隙灵活转动和滑移，从而保证在俯仰调整过程中无空回及消除正交干涉。

图4为本发明小型光学调整架的球关节组件3示意图，球关节组件3由球头303、球头转轴304、球头套301和球头压圈302组成。球头组件3通过螺钉与左支柱102连接，球头303中心成为调整架的旋转中心。球头303与球头转轴304过盈配合连接，通过螺纹与镜框401连接。球头压圈302通过细螺纹与球头套301配合，从而将球头303压紧，通过螺纹调节压紧力，保证球头303在球头压圈302和球头套301的两个锥形槽305内无间隙地灵活转动，从而消除空回和正交干涉。

图5为本发明小型光学调整架的镜框4示意图，所述的镜框4由镜框401、反射镜402、垫片403和镜框压片404组成。为了使反射镜402能方便装卸，并减小装夹应力，镜框401开通孔，反射镜402能从镜框401正反两个方向直接装入，镜框压片404通过聚四氟乙烯制成的垫片403将反射镜压紧。

图6为本发明小型光学调整架的水平驱动组件5示意图，右推杆503是以右一转轴510为旋转轴形成杠杆机构，在右测微丝杆501的推动下，使右推杆503产生角位移，使右球头508摆动一个角度，并产生一个小量滑移。右球头508与右二转轴509过盈配合，通过螺纹与所述的镜框401连接，从而使镜框4摆动，完成水平角度调整。右压板505以右三转轴504为中心通过销钉506和右弹簧507与右推杆503形成封闭环，将右球头508抱紧，使右球头508在调整过程中始终与平面514靠紧，保证无间隙，消除空回与正交干涉。

本发明精密光学调整架经试用表明：两维角度分辨率为1″，两维角度正交，本发明精密光学调整架具有结构紧凑，占空比小，两维角度高调整分辨率高、正交性和稳定性好的特点，能快速精确定位光束，因此，本发明具有很高的推广价值和使用价值。

Claims (2)

1、一种精密光学调整架，特征在于其由主支撑框架(1)、俯仰驱动组件(2)、球关节组件(3)、镜框(4)和水平驱动组件(5)五个部分组成：

所述的主支撑框架(1)包括底板(101)、左支柱(102)、右支柱(103)和顶盖板(104)，所述的左支柱(102)与右支柱(103)等高，并分别与底板(101)和顶盖板(104)连接组成一个整体框架；

所述的俯仰驱动组件(2)的结构是：左测微丝杆(201)由螺钉紧固在左测微丝杆座(202)中，该左测微丝杆(201)的球端面与左推杆(203)点接触，该左测微丝杆座(202)与左推杆(203)通过左弹簧(208)相连，左推杆(203)是以左一转轴(210)为旋转轴的杠杆机构，左推杆(203)与左压板(205)通过左弹簧(208)将左球头(206)抱紧，保证左球头(206)在调整过程中无间隙滑移；

所述的球关节组件(3)包括球头(303)、球头套(301)、球头压圈(302)和球头转轴(304).所述的球头(303)与球头转轴(304)过盈配合，保证相互之间无圆周滑动，所述的球头(303)安装在球头套(301)内，球头压圈(302)通过细螺纹与球头套(301)配合压紧球头(303)，保证球头(303)在球头套(301)内无间隙转动；

所述的水平驱动组件(5)的构成是：右测微丝杆(501)由螺钉紧固在右测微丝杆座(502)中，该右测微丝杆(501)的球端面与所述的右推杆(503)点接触，所述的右测微丝杆座(502)与所述的右推杆(503)通过右弹簧(507)相连，提供预紧力，所述的右推杆(503)是以右一转轴(510)为旋转轴的杠杆机构，所述的右推杆(503)与右压板(505)通过右弹簧(507)拉力将右球头(508)抱紧，保证右球头(508)在调整过程中无间隙滑移；

所述的镜框(4)包括镜框(401)、垫片(403)和镜框压片(404)，将待调整的光学元件(402)从所述的镜框(401)两侧直接装入，所述的镜框压片(404)通过所述的垫片(403)将光学元件(402)固定在所述的镜框(401)中，该镜框(4)通过螺纹转轴与所述的俯仰驱动组件(2)、球关节组件(3)、水平驱动组件(5)连接在一起。

2、根据权利要求1所述的精密光学调整架，其特征在于所述的主支撑框架(1)的底板(101)、左支柱(102)、右支柱(103)和顶盖板(104)通过内六角螺钉连接组成一个整体框架，相互之间由定位槽定位。

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