CN211402880U - 一种快速精密定位固定式镜架 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于精密光学仪器技术领域，特别是涉及一种用于光学镜片固定的新型快速精密定位固定式镜架。包括镜架本体和底座，还包括定位销螺钉，所述定位销螺钉的螺帽下侧设置销柱段，销柱段的下侧设置螺纹段；所述销柱段直径大于螺纹段；销柱段与螺纹段之间还设置有工艺退刀槽；所述底座上设置有成三角形排列的第一销孔、第二销孔和螺钉过孔；安装定位操作更加简单，大幅提升了安装调试效率，有效实现了对光学元件的完全约束定位，且有效避免了过约束问题，显著提高了镜架的安装固定精度。

Description

一种快速精密定位固定式镜架

技术领域

本实用新型属于精密光学仪器技术领域，特别是涉及一种用于光学镜片固定的快速精密定位固定式镜架。

背景技术

光学镜片在激光工程领域被大量使用，目前对镜片的安装夹持，多采用标准的含弹性元件的二维调节镜架或固定支架实现。标准含弹性元件的二维调节镜架调节繁琐，且无法满足精密光学系统在复杂振动冲击使用环境下(如机载、车载、舰载等工况)的稳定性要求以及在实验室环境下的长期使用稳定性要求。

目前固定支架虽然可实现对镜片的长期稳定支持，但固定支架底座多采用螺钉过孔与螺钉之间的配合实现固定，其安装位置、角度随机变化范围较大，无法满足精密光学系统对光学镜片位置、角度精度的要求。无法实现快速精密定位，使用过程中需要对镜架位置、角度进行反复安装调试。在经过反复安装调试，最终调整到需要的位置、角度后，在螺钉旋紧固定的过程中由于螺钉头的切向摩擦力作用，也很可能出现镜架位置、角度变动，最终状态无法满足精密光学系统对光学镜片位置、角度精度的要求。

目前固定支架底座多采用一维大平面定位，由于存在平面度加工偏差，整个底面与镜架安装台面不可能完全贴合，实际两个面之间为三点接触定位，接触点由于加工偏差存在随机性，导致最终光学镜片高度、俯仰角度随机偏差，无法满足精密光学系统对光学镜片高度位置、俯仰角度精度的要求。

实用新型内容

本实用新型提供了一种新型快速精密定位固定式镜架，解决了现有固定式镜架无法实现快速精密定位，定位精度差的技术问题。

为了实现上述目的，本实用新型的具体技术方案是：一种快速精密定位固定式镜架，包括镜架本体和底座，还包括定位销螺钉，所述定位销螺钉的螺帽下侧设置销柱段，销柱段的下侧设置螺纹段；所述销柱段直径大于螺纹段；所述底座上设置有成三角形排列的第一销孔、第二销孔和螺钉过孔；所述第一销孔与定位销螺钉为精密配合；第二销孔为长条形销孔，与定位销螺钉在横向上精密配合；螺钉过孔与螺钉自由间隙配合；所述第二销孔的长轴方向与第一销孔的中心在一条直线上。

进一步的，所述第一销孔与定位销螺钉配合，用于确定镜架旋转轴的位置，并限制镜架的平移；第二销孔与定位销螺钉配合，用于精密确定镜架水平工作角度姿态；螺钉过孔与螺钉配合，用于完成镜架最终的三点固定。

进一步的，第一销孔和第二销孔设置在镜架本体的前部的底座上；螺钉过孔设置在镜架本体的后部的底座上。

进一步的，第一销孔孔径公差为基孔制H，第二销孔的宽度公差为基孔制H。

进一步的，镜架本体中间固定光学镜片，顶部设置光学镜片紧定螺钉。

进一步的，销柱段与螺纹段之间还设置有工艺退刀槽。

第一销孔、第二销孔和螺钉过孔的底部设置向下突出的支撑凸台。

有益效果：本实用新型通过将镜架底座上的固定孔设计成第一销孔与定位销螺钉精密配合，第二销孔设计成长孔状，在横向上与定位销螺钉精密配合，而将第三固定孔设计成螺钉过孔，并且通过对普通螺钉进行改进，增加了一段销轴段，通过销轴段与底座上的各个定位孔的精密配合，从而实现了镜架与安装平台的固定结合实现了一搁准的效果，有效的避免了现有技术中的螺钉固定，由于螺钉在紧固过程中不可避免的会出现错位移位的现象，最终安装状态无法满足精密光学系统对光学镜片位置、角度精度的要求；安装固定操作更加简单，精密度更高，大幅提升了安装调试效率，有效实现了对光学元件的完全约束定位，且有效避免了过约束问题；并且通过三点定位的2颗定位销螺钉及1颗普通螺钉以及向下突出的支撑凸台的设计，从而仅仅需要精密加工控制光学平台定位螺孔周边的小范围台面高度、水平度和平面度就可实现镜架仪器在六个自由度上的定位约束，相对于整个精密加工的安装平台制造要求更低，成本也更低；定位销螺钉相比普通销钉，安装拆卸都更加方便，而相比普通螺钉，定位更加精密，同时具备了螺钉的压紧功能，也具备了销钉的精密定位功能。

附图说明

图1是本实用新型仰视立体结构图。

图2是本实用新型俯视立体结构图。

图3是本实用新型定位销螺钉的结构示意图。

图4是本实用新型镜架的俯视图。

图5是镜架的正视剖视图。

图6是镜架的侧视剖视图。

附图标记说明：1、镜架本体；2、底座；3、第一销孔；4、第二销孔；5、螺钉过孔；6、紧定螺钉；7、定位销螺钉；7.1、螺帽；7.2、销柱段；7.3、工艺退刀槽；7.4、螺纹段；8、光学镜片；9、螺钉；10、支撑凸台。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面对本实用新型的具体实施方式做详细说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施方式的限制。

请参阅图1-图6，所述快速精密定位固定式镜架，包括镜架本体1和底座2，镜架本体1和底座2整体加工而成，所述快速精密定位固定式镜架还包括定位销螺钉7，所述定位销螺钉7的螺帽7.1下侧设置销柱段7.2，销柱段7.2的下侧设置螺纹段7.4；所述销柱段7.2直径大于螺纹段7.4，销柱段7.4直径优选公差等级为h7。销柱段7.2与螺纹段7.4之间还设置有工艺退刀槽7.3。所述底座2上设置有成三角形排列的第一销孔3、第二销孔4和螺钉过孔5。三个孔可以都设置在镜架本体1的前部的底座2上，也可以设置在镜架本体1的后部的底座2上。为了使镜架固定效果更好，操作更加便捷，优选的第一销孔3和第二销孔4设置在镜架本体1的前部的底座2上；螺钉过孔5设置在镜架本体1的后部的底座2上。所述第一销孔3与定位销螺钉7为精密配合，第一销孔3孔径优先的公差等级为H8，也就是要求第一销孔3的内径与定位销螺钉7上的销柱段7.4的外径实现精密配合。第二销孔4为长条形销孔，与定位销螺钉7在横向上精密配合，第二销孔4的宽度优选公差等级为H8，也就是定位销螺钉7在插入第二销孔4后在第二销孔4横向方向上是精密配合的，而第二销孔4可沿着长度方向上进行适当调整。螺钉过孔5与螺钉9自由间隙配合，也就是采用普通公差等级即可；所述第二销孔4的长轴方向与第一销孔3的中心在一条直线上。第一销孔3、第二销孔4和螺钉过孔5的底部设置向下突出的支撑凸台10。

所述第一销孔3与定位销螺钉7配合，用于确定镜架旋转轴的位置，并限制镜架的平移；第二销孔4与定位销螺钉7配合，用于精密确定镜架水平工作角度姿态，光学平台上的第一销孔3和第二销孔4连线的角度就是光学元件的水平工作角度姿态，靠加工精度保证；螺钉过孔5与螺钉9自由间隙配合，使镜架固定在安装光学平台螺钉过孔5上，以精密确定镜架俯仰角姿态。通过本实用新型技术方案的设计，从而实现对镜架六个自由度的约束定位，且不存在过约束，实现一搁准，大幅提升装调效率。

为了更好的实现光学镜片的固定及定位，镜架本体1中间固定光学镜片8，顶部设置光学镜片紧定螺钉6，用于在光学镜片安装过程中完成对光学镜片8的固定。

本实用新型通过将镜架底座2上的固定孔设计成第一销孔3与定位销螺钉7精密配合，第二销孔4设计成长孔状，在横向上与定位销螺钉7的精密配合，而将第三固定孔设计成螺钉过孔5，并且通过对定位销螺钉7进行改进，使定位销螺钉增加了一段销轴段7.2，通过销轴段7.2与底座2上的各个定位孔的精密配合从而实现了镜架1与安装平台的固定结合实现了一搁准的效果，有效的避免了现有技术中的螺钉固定过程中，由于螺钉在紧固过程中不可避免的会出现错位移位的现象，最终安装状态无法满足精密光学系统对光学镜片位置、角度精度的要求；安装固定操作更加简单，精密度更高，大幅提升了安装调试效率，有效实现了对光学元件的完全约束定位，且有效避免了过约束问题；并且通过三点定位的2颗定位销螺钉及1颗普通螺钉以及向下突出的支撑凸台10的设计，从而仅仅需要精密加工控制光学平台定位螺孔周边的小范围台面高度、水平度和平面度就可实现镜架仪器在六个自由度上的定位约束，相对于整个精密加工的安装平台制造要求更低，成本也更低；定位销螺钉相比普通销钉，安装拆卸都更加方便，而相比普通螺钉，定位更加精密，同时具备了螺钉的压紧功能，也具备了销钉的精密定位功能。

工作原理及工作过程：工作过程中，先现将镜架放置到光学平台上，然后将第一销孔3对准光学平台上的与第一销孔3对应的安装螺纹孔1’(光学平台定位螺孔1’的水平位置精度要求需严格控制，靠加工精度保证)，然后将定位销螺钉7放入到第一销孔3内，使定位销螺钉7的螺帽卡在第一销孔3内的上部，而使销柱段7.2卡入到第一销孔3内的下部的精密销孔部分，由于二者精密配合，因此定位销螺钉7与镜架精密配合连接，然后拧动定位销螺钉7使其与光学平台对应安装螺纹孔实现半紧固状态，从而使镜架仅能够以第一销孔3内的定位销螺钉7为转轴进行转动，从而限定镜架的三个方向的平移；然后再将镜架底座2上的第二销孔4旋转到光学平台上的第二销孔4所对应的安装螺纹孔2’位置(光学平台定位螺孔2’和定位螺孔1’连线的角度即是光学元件的水平工作角度姿态，需严格控制，靠加工精度保证)，然后再将另一个定位销螺钉7插入到第二销孔4内，再将其沿第二销孔4长度方向移动，直到能够与确定镜架水平角度姿态的光学平台上对应安装螺纹孔2’相对应，然后再拧动第二销孔4内的定位销螺钉7，使其与光学平台定安装螺纹孔2’实现半紧固状态；再将螺钉9穿过螺钉过孔5，然后半固定在螺钉过孔5对应的光学平台的安装螺纹孔3’，螺钉9与螺钉过孔5是自由间隙配合，光学平台上三个定位螺孔附近的小范围台面的高度、平面度和水平度需严格控制，靠加工精度保证，而镜架底座2的下部又设置了支撑凸台10，镜架底座2底面的支撑凸台10与光学平台的定位螺孔附近的精加工平面配合实现三点压紧，进一步实现了镜架俯仰角姿态的调整固定，最后再依次拧紧第一销孔3内的定位销螺钉7，第二销孔4内的定位销螺钉7以及螺钉9，最终实现镜架的精密定位固定。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种快速精密定位固定式镜架，包括镜架本体(1)和底座(2)，其特征在于：还包括定位销螺钉(7)，所述定位销螺钉(7)的螺帽(7.1)下侧设置销柱段(7.2)，销柱段(7.2)的下侧设置螺纹段(7.4)；所述销柱段(7.2)直径大于螺纹段(7.4)；所述底座(2)上设置有成三角形排列的第一销孔(3)、第二销孔(4)和螺钉过孔(5)；所述第一销孔(3)与定位销螺钉(7)为精密配合；第二销孔(4)为长条形销孔，与定位销螺钉(7)在横向上精密配合；螺钉过孔(5)与螺钉(9)自由间隙配合；所述第二销孔(4)的长轴方向与第一销孔(3)的中心在一条直线上。

2.根据权利要求1所述的快速精密定位固定式镜架，其特征在于：所述第一销孔(3)与定位销螺钉(7)配合，用于确定镜架旋转轴的位置，并限制镜架的平移；第二销孔(4)与定位销螺钉(7)配合，用于精密确定镜架水平工作角度姿态；螺钉过孔(5)与螺钉(9)配合，用于完成镜架最终的三点固定。

3.根据权利要求1所述的快速精密定位固定式镜架，其特征在于：第一销孔(3)和第二销孔(4)设置在镜架本体(1)的前部的底座(2)上；螺钉过孔(5)设置在镜架本体(1)的后部的底座(2)上。

4.根据权利要求1所述的快速精密定位固定式镜架，其特征在于：第一销孔(3)孔径公差为基孔制H，第二销孔(4)的宽度公差为基孔制H。

5.根据权利要求1-4中任一所述的快速精密定位固定式镜架，其特征在于：镜架本体(1)中间固定光学镜片(8)，顶部设置光学镜片紧定螺钉(6)。

6.根据权利要求1-4中任一所述的快速精密定位固定式镜架，其特征在于：销柱段(7.2)与螺纹段(7.4)之间还设置有工艺退刀槽(7.3)。

7.根据权利要求1-4中任一所述的快速精密定位固定式镜架，其特征在于：第一销孔(3)、第二销孔(4)和螺钉过孔(5)的底部设置向下突出的支撑凸台。

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