CN205720820U - 一种螺纹副超声电机驱动的光学元件安装座 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种螺纹副超声电机驱动的光学元件安装座,以解决当前光学调整架主要采用手动螺杆实现调节,导致存在调节精度低、响应速度慢、应用环境受限等问题。本实用新型由安装座组件和螺纹副超声电机组成,安装座组件包括安装座、光学元件托架和光学元件安装卡环,螺纹超声电机包括螺纹输出轴、外架、螺母弹性体、螺钉、压电陶瓷元件和后盖。施加超声频段激励信号于压电陶瓷元件,激发螺母弹性体产生两列驻波振动模态,利用振动模态叠加耦合产生行波,驱动螺纹输出轴实现运动输出,进而实现本实用新型的精密调节。本实用新型具有调节精度高、响应速度快、环境适应能力强等优势,在光学精密仪器技术领域具有广泛的应用前景。

Description

一种螺纹副超声电机驱动的光学元件安装座
技术领域
本实用新型涉及一种螺纹副超声电机驱动的光学元件安装座,属于精密光学器件技术领域。
背景技术
光学元件安装座(又称光学调整架)是精密光学仪器中重要的组成部分,光学元件安装座(光学调整架)从结构上来说,通常包括:固定板、活动板、驱动机构、复位机构(弹簧)以及锁紧机构等,被广泛应用于精密光学试验中。其主要用于光学元器件的装夹、调整以及光束方向的调节,从而实现光束的快速精确定位。近年来,随着精密光学、激光系统的快速发展,对光学试验的要求不断提高,进而对于光学元器件精密调节的要求也越来越高。
中国发明专利《整体式二维光学调整架》,授权公告号为CN 102073117B,授权公布日为2012年07月18日,公开的整体式二维光学调整架,其包括调节体,调节体整体的三分之一和三分之二处设有两个平行且开口方向相互垂直的狭缝,在调节体的顶面和一侧面分别设有紧固片,在调节体的正面中心处通过镜片压环固定有镜片,在调节体的后面安装有两个调节螺杆,两个调节螺杆位置分别位于调节体的两个狭缝的开口侧,在每个狭缝的中间装有压簧,压簧穿套在调节螺杆上;中国发明专利《一种光学调整架》,授权公告号为CN 102062919B,授权公布日为2014年10月15日,公开的一种光学调整架,主要包括凸球关节、凹球关节、调节固定螺钉和压紧球关节,光学件固定在凸球关节上,通过调节凸球关节与凹球关节的相对位置,便可调节光学件到光路所需的位置;中国实用新型专利《调整架》,授权公告号为CN 204534032U,授权公布日为2015年08月05日,公开的调整架包括第一支撑件、高度调节装置和角度调节装置,第一支撑件包括第一表面,调整架在与外部支撑面接触时通过第一表面为待测元件提供支撑,高度调节装置设置于第一支撑件,高度调节装置配置为在调整架与外部支撑面接触时对第一支撑件的高度进行调节的装置,角度调节装置设置于第一支撑件,角度调节装置配置为在调整架与外部支撑面接触时对第一表面与外部支撑面之间的角度进行调节的装置。
上述几种实现方式的光学调整架(安装座),其虽能实现光学元件的调节,但由于其主要采用手动螺杆进行调节,导致其存在调节精度低、响应速度慢、应用环境受限等问题,严重制约了光学调整架(安装座)在精密光学仪器技术领域的应用与发展。
发明内容
为解决当前光学调整架(安装座)由于主要采用手动螺杆实现光学元件的调节,从而导致其存在调节精度低、响应速度慢、应用环境受限等问题,本实用新型公开了一种螺纹副超声电机驱动的光学元件安装座。
本实用新型所采用的技术方案是:一种螺纹副超声电机驱动的光学元件安装座由安装座组件和螺纹副超声电机组成。所述安装座组件包括安装座、光学元件托架和光学元件安装卡环,所述安装座设置有固定安装孔、接触平面、滑动杆安装孔、滑动杆锁紧螺钉、锁紧螺钉和固定螺钉。所述固定安装孔用于螺纹超声电机的过盈配合紧固安装,所述接触平面为安装座与螺纹超声电机间的接触平面,所述滑动杆安装孔用于安装其他滑动杆,使其能在滑动杆上移动,所述滑动杆锁紧螺钉用于锁紧滑动杆的滑动位置,所述锁紧螺钉用于螺纹超声电机过盈配合紧固安装后的锁紧,所述固定螺钉用于实现安装座和光学元件托架的紧固连接。所述光学元件托架设置有安装内螺纹。所述光学元件托架与光学元件安装卡环通过螺纹旋合连接,所述光学元件安装卡环用于安装布置光学元件。所述螺纹超声电机包括螺纹输出轴、外架、螺母弹性体、螺钉、压电陶瓷元件和后盖;所述螺纹输出轴设置有外螺纹,其与螺母弹性体的内螺纹旋合连接,所述螺纹输出轴端部设置有运动解耦机构;所述外架一侧端部设置有通孔,其用于实现螺纹输出轴的运动输出;所述外架一侧端部设置有外圆周面,其用于与安装座的固定安装孔过盈配合连接实现螺纹超声电机的固定安装;所述外架的外圆周表面上沿圆周方向均匀设置有螺钉的安装孔;所述外架另一侧端部设置有封装内螺纹,其与后盖的封装外螺纹旋合连接。所述螺母弹性体两侧端部均设置有内螺纹,所述螺母弹性体沿圆周方向设置有4n个平面,用于压电陶瓷元件的胶粘连接,其中n为大于等于1的整数,所述螺母弹性体的平面沿圆周方向设置有锥孔,其用于通过螺钉实现螺母弹性体的固定安装。所述压电陶瓷元件为4n片矩形压电陶瓷片,均采用d 31激振模式,且沿厚度方向极化,所述后盖一侧端部设置有导线孔,所述后盖另一侧端部设置有封装外螺纹。
本实用新型的有益效果:本实用新型一种螺纹副超声电机驱动的光学元件安装座,通过施加超声频段内(一般大于20 kHz)的交流激励电信号于压电陶瓷元件,激发螺母弹性体产生两列驻波振动模态,利用振动模态的叠加耦合产生行波,驱动螺纹副超声电机的螺纹输出轴实现旋转-直线运动输出,进而实现本实用新型的精密调节。本实用新型解决了当前光学调整架(安装座等)由于主要采用手动螺杆实现调节而存在的调节精度低、响应速度慢、应用环境受限等问题,具有定位精度高、响应速度快、环境适应能力强等优势,在光学精密仪器技术领域具有广泛的应用前景。
附图说明
图1所示为本实用新型提出的一种螺纹副超声电机驱动的光学元件安装座的结构示意图;
图2所示为本实用新型提出的一种螺纹副超声电机驱动的光学元件安装座的安装座组件的结构示意图;
图3所示为本实用新型提出的一种螺纹副超声电机驱动的光学元件安装座的螺纹副超声电机的结构示意图;
图4所示为本实用新型提出的一种螺纹副超声电机驱动的光学元件安装座的螺纹副超声电机的爆炸视图;
图5所示为本实用新型提出的一种螺纹副超声电机驱动的光学元件安装座的螺纹副超声电机的螺纹输出轴的结构示意图;
图6所示为本实用新型提出的一种螺纹副超声电机驱动的光学元件安装座的螺纹副超声电机的外架的结构示意图;
图7所示为本实用新型提出的一种螺纹副超声电机驱动的光学元件安装座的螺纹副超声电机的外架的侧视图;
图8所示为本实用新型提出的一种螺纹副超声电机驱动的光学元件安装座的螺纹副超声电机的螺母弹性体的结构示意图;
图9所示为本实用新型提出的一种螺纹副超声电机驱动的光学元件安装座的螺纹副超声电机的后盖的结构示意图。
具体实施方式
具体实施方式一:结合图1~图9说明本实施方式。本实施方式提供了一种螺纹副超声电机驱动的光学元件安装座的具体实施方案。所述一种螺纹副超声电机驱动的光学元件安装座由安装座组件1和螺纹副超声电机2组成。
所述安装座组件1包括安装座1-1、光学元件托架1-2和光学元件安装卡环1-3,所述安装座1-1设置有固定安装孔1-1-1、接触平面1-1-2、滑动杆安装孔1-1-3、滑动杆锁紧螺钉1-1-4、锁紧螺钉1-1-5和固定螺钉1-1-6。所述固定安装孔1-1-1用于螺纹超声电机2的过盈配合紧固安装,所述接触平面1-1-2为安装座1-1与螺纹超声电机2间的接触平面,所述滑动杆安装孔1-1-3用于安装其他滑动杆,使其能在滑动杆上移动,所述滑动杆锁紧螺钉1-1-4用于锁紧滑动杆的滑动位置,所述锁紧螺钉1-1-5用于螺纹超声电机2过盈配合紧固安装后的锁紧,所述固定螺钉1-1-6用于实现安装座1-1和光学元件托架1-2的紧固连接。所述光学元件托架1-2设置有安装内螺纹1-2-1。所述光学元件托架1-2与光学元件安装卡环1-3通过螺纹旋合连接,所述光学元件安装卡环1-3用于安装布置光学元件。
所述螺纹超声电机2包括螺纹输出轴2-1、外架2-2、螺母弹性体2-3、螺钉2-4、压电陶瓷元件2-5和后盖2-6;所述螺纹输出轴2-1设置有外螺纹2-1-1,其与螺母弹性体2-3的内螺纹2-3-1旋合连接,所述螺纹输出轴2-1端部设置有运动解耦机构2-1-2;所述外架2-2一侧端部设置有通孔2-2-1,其用于实现螺纹输出轴2-1的运动输出;所述外架2-2一侧端部设置有外圆周面2-2-2,其用于与安装座1-1的固定安装孔1-1-1过盈配合连接实现螺纹超声电机2的固定安装;所述外架2-2的外圆周表面上沿圆周方向均匀设置有螺钉2-4的安装孔2-2-3;所述外架2-2另一侧端部设置有封装内螺纹2-2-4,其与后盖2-6的封装外螺纹2-6-1旋合连接。所述螺母弹性体2-3两侧端部均设置有内螺纹2-3-1,所述螺母弹性体2-3沿圆周方向设置有4n个平面2-3-3,用于压电陶瓷元件2-5的胶粘连接,其中n为大于等于1的整数,所述螺母弹性体2-3的平面2-3-3沿圆周方向设置有锥孔2-3-2,其用于通过螺钉2-4实现螺母弹性体2-3的固定安装。所述压电陶瓷元件2-5为4n片矩形压电陶瓷片,均采用d 31激振模式,且沿厚度方向极化,所述后盖2-6一侧端部设置有导线孔2-6-2,所述后盖2-6另一侧端部设置有封装外螺纹2-6-1。
具体实施方式二:本实施方式提供了一种螺纹副超声电机驱动的光学元件安装座精密调节方法的具体实施方案。所述一种螺纹副超声电机驱动的光学元件安装座精密调节方法如下所示。
所述4n片压电陶瓷元件2-5中相互间隔布置的2n片压电陶瓷元件2-5构成激振组A,并通以某一超声频段内(一般大于20 kHz)的正弦波激励电信号,激发螺母弹性体2-3产生某一驻波振动模态;所述4n片压电陶瓷元件2-5中其余相互间隔布置的2n片压电陶瓷元件2-5构成激振组B,并通以同一频率的余弦波激励电信号,激发螺母弹性体2-3产生另一驻波振动模态;当激振组A与激振组B所施加激励电信号的相位差为90度时,两列驻波振动模态叠加耦合形成正向行波,驱动螺纹超声电机2的螺纹输出轴2-1实现正向运动输出;当激振组A与激振组B施加激励电信号的相位差为270度时,两列驻波振动模态叠加耦合形成反向行波,驱动螺纹超声电机2的螺纹输出轴2-1实现反向运动输出。进而可分别实现本实用新型的正向与反向精密调节。

Claims (1)

1.一种螺纹副超声电机驱动的光学元件安装座,由安装座组件(1)和螺纹副超声电机(2)组成;其特征在于:所述安装座组件(1)包括安装座(1-1)、光学元件托架(1-2)和光学元件安装卡环(1-3),所述安装座(1-1)设置有固定安装孔(1-1-1)、接触平面(1-1-2)、滑动杆安装孔(1-1-3)、滑动杆锁紧螺钉(1-1-4)、锁紧螺钉(1-1-5)和固定螺钉(1-1-6);所述固定安装孔(1-1-1)用于螺纹超声电机(2)的过盈配合紧固安装,所述接触平面(1-1-2)为安装座(1-1)与螺纹超声电机(2)间的接触平面,所述滑动杆安装孔(1-1-3)用于安装其他滑动杆,使其能在滑动杆上移动,所述滑动杆锁紧螺钉(1-1-4)用于锁紧滑动杆的滑动位置,所述锁紧螺钉(1-1-5)用于螺纹超声电机(2)过盈配合紧固安装后的锁紧,所述固定螺钉(1-1-6)用于实现安装座(1-1)和光学元件托架(1-2)的紧固连接;所述光学元件托架(1-2)设置有安装内螺纹(1-2-1);所述光学元件托架(1-2)与光学元件安装卡环(1-3)通过螺纹旋合连接,所述光学元件安装卡环(1-3)用于安装布置光学元件;所述螺纹超声电机(2)包括螺纹输出轴(2-1)、外架(2-2)、螺母弹性体(2-3)、螺钉(2-4)、压电陶瓷元件(2-5)和后盖(2-6);所述螺纹输出轴(2-1)设置有外螺纹(2-1-1),其与螺母弹性体(2-3)的内螺纹(2-3-1)旋合连接,所述螺纹输出轴(2-1)端部设置有运动解耦机构(2-1-2);所述外架(2-2)一侧端部设置有通孔(2-2-1),其用于实现螺纹输出轴(2-1)的运动输出;所述外架(2-2)一侧端部设置有外圆周面(2-2-2),其用于与安装座(1-1)的固定安装孔(1-1-1)过盈配合连接实现螺纹超声电机(2)的固定安装;所述外架(2-2)的外圆周表面上沿圆周方向均匀设置有螺钉(2-4)的安装孔(2-2-3);所述外架(2-2)另一侧端部设置有封装内螺纹(2-2-4),其与后盖(2-6)的封装外螺纹(2-6-1)旋合连接;所述螺母弹性体(2-3)两侧端部均设置有内螺纹(2-3-1),所述螺母弹性体(2-3)沿圆周方向设置有4n个平面(2-3-3),用于压电陶瓷元件(2-5)的胶粘连接,其中n为大于等于1的整数,所述螺母弹性体(2-3)的平面(2-3-3)沿圆周方向设置有锥孔(2-3-2),其用于通过螺钉(2-4)实现螺母弹性体(2-3)的固定安装;所述压电陶瓷元件(2-5)为4n片矩形压电陶瓷片,均采用d 31激振模式,且沿厚度方向极化,所述后盖(2-6)一侧端部设置有导线孔(2-6-2),所述后盖(2-6)另一侧端部设置有封装外螺纹(2-6-1)。
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