CN212311190U - 激光器四自由度调整架 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种激光器四自由度调整架，包括：外筒、配合插设在所述外筒中的内筒、连接在所述内筒的端部的用于夹持激光器的三爪卡盘、调节螺栓组件以及弹簧拉紧组件；所述调节螺栓组件包括X螺栓组和Y螺栓组，所述调节螺栓组件用于通过顶压力对内筒进行X方向、Y方向位置以及绕X轴、绕Y轴角度的调节。本实用新型通过X螺栓组和Y螺栓组可方便实现激光器在X方向、Y方向位置以及绕X轴、绕Y轴角度的调节，通过弹簧拉紧组件的预紧作用与X螺栓组和Y螺栓组，在调节过程中能对内筒进行自锁，使内筒可固定设置在外筒中；通过三爪卡盘可对激光器进行对心夹持；本实用新型结构简单，零件较少，调节方便，具有很好的应用前景。

Description

激光器四自由度调整架

技术领域

本实用新型涉及光学机械领域，特别涉及一种激光器四自由度调整架。

背景技术

由于光学系统对于激光入射位置与方向需要与设计光轴严格对齐，激光发射装置需要仔细装调，使光源达到指定的位置。通常采用专门的调节机构来实现，但现有的相关设备普遍存在结构复杂或调节不方便等缺陷。例如专利CN201920356563.2，公开了一种用于光纤终端的四维调整装置，其可实现光纤终端的四自由度调节；但其存在如下缺陷，光纤终端其入射端部夹紧装置在夹持后容易处于偏心状态，整体装置较为复杂。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种激光器四自由度调整架。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种激光器四自由度调整架，包括：外筒、配合插设在所述外筒中的内筒、连接在所述内筒的端部的用于夹持激光器的三爪卡盘、调节螺栓组件以及弹簧拉紧组件；

所述调节螺栓组件包括X螺栓组和Y螺栓组，所述调节螺栓组件用于通过顶压力对内筒进行X方向、Y方向位置以及绕X轴、绕Y轴角度的调节；

所述弹簧拉紧组件包括用于连接所述外筒和内筒的拉紧弹簧，所述弹簧拉紧组件用于通过与所述调节螺栓组件配合拉紧所述内筒，以使所述内筒在所述外筒中保持固定。

优选的是，所述外筒上开设有第一X螺栓孔、第二X螺栓孔、第一Y螺栓孔和第二Y螺栓孔；

所述第一X螺栓孔和第二X螺栓孔沿Z轴方向间隔设置，所述第一Y螺栓孔和第二Y螺栓孔沿Z轴方向间隔设置；所述第一X螺栓孔和第一Y螺栓孔相互垂直且处于同一XY平面内，所述第二X螺栓孔和第二Y螺栓孔相互垂直且处于同一XY平面内；

所述X螺栓组包括分别配合插设在所述第一X螺栓孔、第二X螺栓孔内的第一X螺栓和第二X螺栓，所述Y螺栓组包括分别配合插设在所述第一X螺栓孔和第二X螺栓孔内的第一Y螺栓和第二Y螺栓。

优选的是，所述外筒上还开设有若干个外弹簧连接孔，所述外弹簧连接孔的外端口上设置有外柱销槽；

所述外弹簧连接孔包括至少2个中心与所述第一X螺栓孔和第二X螺栓孔的中心在同一直线上的X弹簧连接孔以及至少2个中心与所述第一Y螺栓孔和第二Y螺栓孔的中心在同一直线上的Y弹簧连接孔。

优选的是，所述弹簧拉紧组件还包括分别连接在所述拉紧弹簧的内端和外端的内柱销与外柱销，所述调节螺栓组件的数量与所述弹簧连接孔的数量相同。

优选的是，所述内筒上开设有数量与所述外弹簧连接孔相同的若干内弹簧连接孔，所述内弹簧连接孔的内端口上设置有内柱销槽；

其中，每个所述内弹簧连接孔与一个所述外弹簧连接孔位置对应，以分别连接所述拉紧弹簧的内外两端；

与所述外柱销连接的拉紧弹簧的外端穿过所述外弹簧连接孔，以使所述外柱销配合卡设在所述外柱销槽内；与所述内柱销连接的拉紧弹簧的内端穿过所述内弹簧连接孔，以使所述内柱销配合卡设在所述内柱销槽内。

优选的是，所述内筒的外壁上还设置有用于供所述第一X螺栓和第二X螺栓配合顶压的第一平面以及用于供所述第一Y螺栓和第二Y螺栓配合顶压的第二平面，所述第一平面与XZ平面平行，所述第二平面与YZ平面平行。

优选的是，所述内柱销的中部开设有第一螺纹孔，所述第一螺纹孔内螺纹连接有第一挂钩，所述拉紧弹簧的内端设置有用于与所述第一挂钩配合勾连的第二挂钩。

优选的是，所述第一挂钩和第二挂钩的勾体内壁上均开设有定位凹槽。

优选的是，所述拉紧弹簧的外端连接有螺纹段，所述外柱销的中部贯穿开设有供所述螺纹段配合穿过的通孔，伸出所述通孔的所述螺纹段的上端套设有锁紧螺母。

优选的是，所述外柱销的内端和内柱销的外端均设置有定位柱，所述外柱销槽和内柱销槽上均开设有供所述定位柱配合插入的定位孔；

所述定位孔的内壁上还设置有弧形弹片。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的激光器四自由度调整架通过X螺栓组和Y螺栓组可方便实现激光器在X方向、Y方向位置以及绕X轴、绕Y轴角度的调节，通过弹簧拉紧组件的预紧作用与X螺栓组和Y螺栓组，在调节过程中能对内筒进行自锁，使内筒可固定设置在外筒中；通过三爪卡盘可对激光器进行对心夹持；本实用新型结构简单，零件较少，调节方便，具有很好的应用前景。

附图说明

图1为本实用新型的激光器四自由度调整架的爆炸图；

图2为本实用新型的激光器四自由度调整架的结构示意图；

图3为本实用新型的内筒的结构示意图；

图4为本实用新型的内筒的另一个视角的结构示意图；

图5为本实用新型的激光器四自由度调整架的剖视结构示意图(卸去弹簧拉紧组件)；

图6为本实用新型的激光器四自由度调整架的剖视结构示意图；

图7为本实用新型的外弹簧连接孔的结构示意图；

图8为本实用新型的内弹簧连接孔的结构示意图；

图9为本实用新型的图8中的局部放大结构示意图；

图10为本实用新型的弹簧拉紧组件的分解结构示意图；

图11为本实用新型的弹簧拉紧组件的结构示意图。

附图标记说明：

1—外筒；2—内筒；3—三爪卡盘；4—调节螺栓组件；5—弹簧拉紧组件；6—定位孔；7—激光器；10—第一X螺栓孔；11—第二X螺栓孔；12—第一Y螺栓孔；13—第二Y螺栓孔；14—外弹簧连接孔；15—外柱销槽；16—X弹簧连接孔；17—Y弹簧连接孔；20—内弹簧连接孔；21—内柱销槽；22—第一平面；23—第二平面；24—操作孔；40—Y螺栓组；41—第一Y螺栓；42—第二Y螺栓；43—X螺栓组；44—第一X螺栓；45—第二X螺栓；50—拉紧弹簧；51—内柱销；52—外柱销；53—定位凹槽；54—定位柱；60—弧形弹片；500—第二挂钩；501—螺纹段；510—第一螺纹孔；511—第一挂钩；520—通孔；521—锁紧螺母。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

如图1-11所示，本实施例的一种激光器四自由度调整架，包括：外筒1、配合插设在外筒1中的内筒2、连接在内筒2的端部的用于夹持激光器7的三爪卡盘3、调节螺栓组件4以及弹簧拉紧组件5；

调节螺栓组件4包括X螺栓组43和Y螺栓组40，调节螺栓组件4用于通过顶压力对内筒2进行X方向、Y方向位置以及绕X轴、绕Y轴角度的调节；

弹簧拉紧组件5包括用于连接外筒1和内筒2的弹簧，弹簧拉紧组件5用于通过与调节螺栓组件4配合拉紧内筒2，以使内筒2在外筒1中保持固定。

其中，通过三爪卡盘3对激光器7可实现对心夹紧，防止激光器7偏心，且能保证加紧牢固。需要理解的是，三爪卡盘3为现有常规产品，本案中不再详细描述。通过调节X螺栓组43和Y螺栓组40可对内筒2的X方向、Y方向位置以及绕X轴、绕Y轴角度的调节，从而实现激光器7的四维位置调整；通过弹簧拉紧组件5从X、Y方向对内筒2施加拉力，配合X螺栓组43和Y螺栓组40对内筒2在X、Y方向施加的顶压力，使内筒2可固定设置在外筒1中。

在一种优选的实施例中，外筒1上开设有第一X螺栓孔10、第二X螺栓孔11、第一Y螺栓孔12和第二Y螺栓孔13；

第一X螺栓孔10和第二X螺栓孔11沿Z轴方向间隔设置，第一Y螺栓孔12和第二Y螺栓孔13沿Z轴方向间隔设置；第一X螺栓孔10和第一Y螺栓孔12相互垂直且处于同一XY平面内，第二X螺栓孔11和第二Y螺栓孔13相互垂直且处于同一XY平面内；

X螺栓组43包括分别配合插设在第一X螺栓孔10、第二X螺栓孔11内的第一X螺栓44和第二X螺栓45，Y螺栓组40包括分别配合插设在第一X螺栓孔10和第二X螺栓孔11内的第一Y螺栓41和第二Y螺栓42。

外筒1上还开设有若干个外弹簧连接孔14，外弹簧连接孔14的外端口上设置有外柱销52槽15；

外弹簧连接孔14包括至少2个中心与第一X螺栓孔10和第二X螺栓孔11的中心在同一直线上的X弹簧连接孔16以及至少2个中心与第一Y螺栓孔12和第二Y螺栓孔13的中心在同一直线上的Y弹簧连接孔17。本实施例中，X弹簧连接孔16和Y弹簧连接孔17均为2个。

调节螺栓组件4包括内柱销51、外柱销52以及连接内柱销51和外柱销52的拉紧弹簧50，调节螺栓组件4的数量与弹簧连接孔的数量相同。

内筒2上开设有数量与外弹簧连接孔14相同的若干内弹簧连接孔20，内弹簧连接孔20的内端口上设置有内柱销51槽21；

其中，每个内弹簧连接孔20与一个外弹簧连接孔14位置对应，以分别连接拉紧弹簧50的内外两端；与外柱销52连接的拉紧弹簧50的外端穿过外弹簧连接孔14，以使外柱销52配合卡设在外柱销52槽15内；与内柱销51连接的拉紧弹簧50的内端穿过内弹簧连接孔20，以使内柱销51配合卡设在内柱销51槽21内。从而通过拉紧弹簧50连接拉紧内筒2和外筒1，对内筒2产生X方向和Y方向的拉力，与X螺栓组43和Y螺栓组40对内筒2在X、Y方向施加的顶压力配合，在调节过程中，可进行自锁，使内筒2可固定设置在外筒1中。

内筒2的外壁上还设置有用于供第一X螺栓44和第二X螺栓45配合顶压的第一平面22以及用于供第一Y螺栓41和第二Y螺栓42配合顶压的第二平面23，第一平面22与XZ平面平行，第二平面23与YZ平面平行。第一X螺栓44和第二X螺栓45的内端与第一平面22顶压，第一Y螺栓41和第二Y螺栓42的内端与第二平面23顶压，从而能对内筒2施加稳定的顶压力。

本实用新型的调节原理为：通过旋转调节螺栓组件4中的各个螺栓的旋入/旋出深度，顶压内筒2，使内筒2体进行偏移，从而改变内筒2的姿态，带动激光器7运动实现调节，参照图1-2和图6，具体的：

调整X方向位置：同时旋转第一X螺栓44和第二X螺栓45，且保证两者旋入/旋出深度相同，使内筒2沿X方向移动；

调整X方向位置：同时旋转第一Y螺栓41和第二Y螺栓42，且保证两者旋入/旋出深度相同，使内筒2沿Y方向移动；

调整绕X轴的旋转角度：同时旋转第一Y螺栓41和第二Y螺栓42，且使两者旋入/旋出深度有明显差异，使内筒2绕X轴旋转；

调整绕Y轴的旋转角度：同时旋转第一X螺栓44和第二X螺栓45，且使两者旋入/旋出深度有明显差异，使内筒2绕Y轴旋转。

参照图7-11，在一种进一步优选的实施例中，内柱销51的中部开设有第一螺纹孔510，第一螺纹孔510内螺纹连接有第一挂钩511，拉紧弹簧50的内端设置有用于与第一挂钩511配合勾连的第二挂钩500。

第一挂钩511和第二挂钩500的勾体内壁上均开设有定位凹槽53。第一挂钩511和第二挂钩500勾连时，两者通过定位凹槽53相互接触，能减小两者之间出现的相对滑动，使勾连更加牢固。

拉紧弹簧50的外端连接有螺纹段501，外柱销52的中部贯穿开设有供螺纹段501配合穿过的通孔520，伸出通孔520的螺纹段501的上端套设有锁紧螺母521。

其中，第一挂钩511螺纹连接在第一螺纹孔510中，螺纹段501螺纹连接在通孔520，一方面方便弹簧拉紧组件5的安装连接。另一方面通过第一挂钩511旋入深度的调节，可适当调整拉紧弹簧50的拉力大小，螺纹段501上端伸出的长度的调节也可适当调整拉紧弹簧50的拉力大小(旋转锁紧螺母521即可度螺纹段501上端伸出的长度进行调节)，例如，拉紧弹簧50拉力不够，对内筒2拉紧不够牢固时(如长期使用后弹簧松弛或是安装加工误差等)，使第一挂钩511旋入深度增加，或者是使螺纹段501上端伸出的长度增长，通过减小拉紧弹簧50中间部分的长度，使两端拉伸拉紧弹簧50，从而使拉紧弹簧50对两端的外柱销52、内柱销51的拉力增大，保证对内筒2的拉紧效果。

外柱销52的内端和内柱销51的外端均设置有定位柱54，外柱销52槽15和内柱销51槽21上均开设有供定位柱54配合插入的定位孔6；定位孔6的内壁上还设置有弧形弹片60。内柱销51、外柱销52插入内柱销51槽21、外柱销52槽15中时，定位柱54挤压弧形弹片60配合插入到定位孔6内，一方面使内柱销51、外柱销52快速安装到位，另一方面能防止内柱销51、外柱销52在内柱销51槽21、外柱销52槽15中出现相对滑动(柱销槽的尺寸要稍大于柱销，以供柱销顺利卡入)，能提高调节精度。弧形弹片60的挤压使内柱销51、外柱销52在内柱销51槽21、外柱销52槽15设置更加牢固，并且还能方便内柱销51的安装。

内筒2上还设置有4个操作孔24，分别与4个内弹簧连接孔20正对，以方便内柱销51在内柱销51槽21中的安装。

在一种实施例中组装步骤为：

1)先用三爪卡盘3将激光器7头对中定心夹紧，再利用螺纹将内筒2与三爪卡盘3拧紧(本实施例中，三爪卡盘3与内筒2螺纹连接)；

2)将第一挂钩511与内柱销51连接好，拉紧弹簧50与外柱销52连接好；

3)将内柱销51卡入到内柱销51槽21中(内柱销51卡入内柱销51槽21中时挤压弧形弹片60，使内柱销51内固定卡设在内柱销51槽21中)，

4)将内筒2插入外筒1并进入预紧位置，然后将拉紧弹簧50插入外弹簧连接孔14内，并使第一挂钩511与第二挂钩500勾连，外柱销52卡入到外柱销52槽15中；然后旋转锁紧螺母521，以调节好拉紧弹簧50的松紧度；拉紧弹簧50处于预紧状态，此时内外筒1体紧紧贴合在一起；

5)调节X螺栓组43和Y螺栓组40，对激光器7进行四个自由度的调节。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节。

Claims (10)

1.一种激光器四自由度调整架，其特征在于，包括：外筒、配合插设在所述外筒中的内筒、连接在所述内筒的端部的用于夹持激光器的三爪卡盘、调节螺栓组件以及弹簧拉紧组件；

所述调节螺栓组件包括X螺栓组和Y螺栓组，所述调节螺栓组件用于通过顶压力对内筒进行X方向、Y方向位置以及绕X轴、绕Y轴角度的调节；

所述弹簧拉紧组件包括用于连接所述外筒和内筒的拉紧弹簧，所述弹簧拉紧组件用于通过与所述调节螺栓组件配合拉紧所述内筒，以使所述内筒在所述外筒中保持固定。

2.根据权利要求1所述的激光器四自由度调整架，其特征在于，所述外筒上开设有第一X螺栓孔、第二X螺栓孔、第一Y螺栓孔和第二Y螺栓孔；

所述第一X螺栓孔和第二X螺栓孔沿Z轴方向间隔设置，所述第一Y螺栓孔和第二Y螺栓孔沿Z轴方向间隔设置；所述第一X螺栓孔和第一Y螺栓孔相互垂直且处于同一XY平面内，所述第二X螺栓孔和第二Y螺栓孔相互垂直且处于同一XY平面内；

所述X螺栓组包括分别配合插设在所述第一X螺栓孔、第二X螺栓孔内的第一X螺栓和第二X螺栓，所述Y螺栓组包括分别配合插设在所述第一X螺栓孔和第二X螺栓孔内的第一Y螺栓和第二Y螺栓。

3.根据权利要求2所述的激光器四自由度调整架，其特征在于，所述外筒上还开设有若干个外弹簧连接孔，所述外弹簧连接孔的外端口上设置有外柱销槽；

所述外弹簧连接孔包括至少2个中心与所述第一X螺栓孔和第二X螺栓孔的中心在同一直线上的X弹簧连接孔以及至少2个中心与所述第一Y螺栓孔和第二Y螺栓孔的中心在同一直线上的Y弹簧连接孔。

4.根据权利要求3所述的激光器四自由度调整架，其特征在于，所述弹簧拉紧组件还包括分别连接在所述拉紧弹簧的内端和外端的内柱销与外柱销，所述调节螺栓组件的数量与所述弹簧连接孔的数量相同。

5.根据权利要求4所述的激光器四自由度调整架，其特征在于，所述内筒上开设有数量与所述外弹簧连接孔相同的若干内弹簧连接孔，所述内弹簧连接孔的内端口上设置有内柱销槽；

其中，每个所述内弹簧连接孔与一个所述外弹簧连接孔位置对应，以分别连接所述拉紧弹簧的内外两端；

与所述外柱销连接的拉紧弹簧的外端穿过所述外弹簧连接孔，以使所述外柱销配合卡设在所述外柱销槽内；与所述内柱销连接的拉紧弹簧的内端穿过所述内弹簧连接孔，以使所述内柱销配合卡设在所述内柱销槽内。

6.根据权利要求5所述的激光器四自由度调整架，其特征在于，所述内筒的外壁上还设置有用于供所述第一X螺栓和第二X螺栓配合顶压的第一平面以及用于供所述第一Y螺栓和第二Y螺栓配合顶压的第二平面，所述第一平面与XZ平面平行，所述第二平面与YZ平面平行。

7.根据权利要求6所述的激光器四自由度调整架，其特征在于，所述内柱销的中部开设有第一螺纹孔，所述第一螺纹孔内螺纹连接有第一挂钩，所述拉紧弹簧的内端设置有用于与所述第一挂钩配合勾连的第二挂钩。

8.根据权利要求7所述的激光器四自由度调整架，其特征在于，所述第一挂钩和第二挂钩的勾体内壁上均开设有定位凹槽。

9.根据权利要求7所述的激光器四自由度调整架，其特征在于，所述拉紧弹簧的外端连接有螺纹段，所述外柱销的中部贯穿开设有供所述螺纹段配合穿过的通孔，伸出所述通孔的所述螺纹段的上端套设有锁紧螺母。

10.根据权利要求6所述的激光器四自由度调整架，其特征在于，所述外柱销的内端和内柱销的外端均设置有定位柱，所述外柱销槽和内柱销槽上均开设有供所述定位柱配合插入的定位孔；

所述定位孔的内壁上还设置有弧形弹片。

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