一种用于激光设备的调整镜架的制作方法

1.本发明涉及光学调试技术领域，尤其涉及一种用于激光设备的调整镜架。


背景技术：

2.激光器光学腔内，镜片的位置对输出光束的质量影响巨大。镜片位置的偏差，将直接导致光路位置发生变化，使最终输出的激光光束质量无法达到最佳状态，甚至造成元器件损坏。在激光光路调试过程中，要求部分镜片或元器件要能够灵活调整，以适应复杂光路系统的需求，而作为工业设备，调整后固定的光学腔又必须稳定可靠，不能轻易发生位置变化，以此保证激光设备性能。
3.传统的固定式激光器镜片调整架，镜架采用螺钉固定，通过螺钉下方增加金属薄片或修磨的方式进行调整，结构紧凑小巧，但无法实现连续性调整，需要反复改变金属片厚度或修磨量找到最佳角度，工作量大，操作复杂。市场上采购的光学调整镜架，多为实验室用品，稳定性差，不能适应运输、冲击等环境，无法在实际工程生产中应用。部分可调镜架采用电机控制俯仰和方位，可固定锁紧，调整精度高，但往往需要占用较大的空间，不符合设备结构紧凑、体积小的要求


技术实现要素：

4.为了解决上述问题，本发明提供了一种用于激光设备的调整镜架，可以实现镜片俯仰方向的连续微调，能够保证调整过程中结构之间始终紧密接触，且调整到位的镜架结构固定，光路稳定可靠。
5.为实现上述目的，本发明实施例所采用的技术方案如下：
6.一种用于激光设备的调整镜架，其中：
7.定心钉，固定设置；
8.横座，套设于定心钉外侧；
9.竖座，与横座连接；
10.镜片组件，由镜片座与异形销连接而成，镜片座中安装有镜片，异形销中轴线通过镜片中心，异形销穿置于竖座中；
11.旋钮组件，贴接于与镜片组件相对的竖板侧，由旋钮与扭转弹簧组成，旋钮与异形销连接，扭转弹簧套装于旋钮内部，两端分别与竖座以及旋钮连接；
12.压转螺纹副，压抵镜片座，压抵处位于异形销中轴线侧旁；
13.推压组件，穿置于竖板一侧，顶抵异形销；
14.定心钉中轴线通过镜片中心。
15.进一步地，竖座，由竖板与横板垂直连接而成，竖板与横座连接，竖板上设置有异形销孔，异形销穿置于异形销孔中。
16.进一步地，还包括狭缝，设置于与推压组件相对的竖板侧，连通于异形销孔，延通竖板前后侧将竖板分断为上段部以及下段部，上段部下压实现异形销锁紧。
17.进一步地，竖板靠近于镜片组件的侧面上还设置有环形板，环形板伸出于竖板侧面，异形销依次穿置于环形板、异形销孔中。
18.进一步地，旋钮上设置有旋钮定心孔以及环形孔，环形孔以旋钮定心孔为圆心，旋钮定心孔与环形孔之间形成套置轴，扭转弹簧套置于套置轴外侧，竖板上设置有第一弹性销，第一弹性销伸置于环形孔内，旋钮中穿置有伸入环形孔内的第二弹性销，扭转弹簧一端顶抵于第一弹性销内侧，另一端勾绕于第二弹性销外侧。
19.进一步地，旋钮与异形销通过定心螺纹钉连接，沿异形销中轴线设置有异形销定心孔，定心螺纹钉依次穿连旋钮定心孔以及异形销定心孔。
20.进一步地，竖板上设置有推压孔，推压孔与异形销孔相连通，推压组件位于推压孔中，推压组件包括依次连接的压力调整钉、压簧以及球面体，压簧套置于压力调整钉螺柱的外侧，端部顶抵球面体，环异形销销体的周壁上设置有槽口，球面体转动顶抵于槽口中。
21.进一步地，狭缝分断的上段部上设置有上锁紧孔，下段部正对上锁紧孔处设置有下锁紧孔，锁紧螺钉依次穿过上锁紧孔、狭缝以及下锁紧孔，锁紧螺钉的螺柱上依次套置有锁紧弹簧以及垫片，垫片位于上段部表面，锁紧弹簧顶抵于垫片表面。
22.进一步地，横板上设置有压转螺纹副孔，压转螺纹副孔中轴线位于异形销孔中轴线侧旁，压转螺纹副包括细牙螺杆以及套置于细牙螺杆外侧的螺套，螺套位于压转螺纹副孔中，细牙螺杆与螺套螺纹连接，细牙螺杆端头呈球形结构，伸出于横板压抵镜片座。
23.进一步地，横座上设置有定心钉孔以及弧形孔，定心钉穿置于定心钉孔内，弧形孔位于定心钉孔的四周，弧形孔内可拆卸的连接有定位螺钉，镜片座依次嵌接有压圈以及垫圈，镜片安装于垫圈内。
24.本发明的一种用于激光设备的调整镜架具有如下有益效果：
25.1、本发明，镜片仰俯调整过程中始终保持镜片中心不变。异形销穿置于竖板上的异形销孔中，异形销中轴线通过镜片中心。则以异形销充当仰俯调节轴进行仰俯调节时，能够始终保持镜片中心不变。
26.2、本发明，实现镜片仰俯的连续微调。设置于横板上的压转螺纹副孔的中轴线位于异形销孔中轴线侧旁，则穿置于压转螺纹副孔中的压转螺纹副旋转下压时，其作用点为异形销中心轴线侧旁的镜片座处，能够以一种偏压方式偏压镜片座，使得镜片座旋转，实现镜片仰俯调节。尤其是，镜片仰俯调节既能保持连续微调，又能使得镜片座始终与压转螺纹副紧密接触：具体地，旋钮与异形销通过定心螺纹钉连接，旋钮内部套装有扭转弹簧，扭转弹簧一端顶抵于竖板上的第一弹性销内侧，另一端勾绕于穿过旋钮设置的第二弹性销外侧。实际使用时，会先旋转旋钮，使其压抵扭转弹簧形成一定的预紧力，然后穿连定心螺纹钉将旋钮与异形销连接。当旋拧压转螺纹副下移时，偏压镜片旋转，带动异形销、定心螺纹钉、旋钮随其旋转，旋钮继续压抵扭转弹簧，扭转弹簧产生持续稳定的回弹反作用力，推挤镜片座始终与压转螺纹副紧密接触；当旋拧压转螺纹副上移时，在扭转弹簧的回弹反作用力下，镜片座反向旋转，而且镜片座的整个反转过程中，也始终与压转螺纹副紧密接触。从而实现镜片仰俯的紧密连续微调。
27.3、本发明，推压组件由压力调整钉、压簧以及球面体组成，球面体顶抵异形销。球面体圆弧面的顶抵接触方式，避免了金属点接触过程蠕变造成的光路位置变化。此外，压力调整钉通过压簧抵压球面体，球面体顶抵异形销，弹簧的柔性缓冲特性，使得球面体始终能
够柔性紧密抵接异形销，避免了俯仰调整过程的结构晃动以及俯仰轴位置的偏移。
28.4、本发明，异形销的结构是销体周壁上设置有槽口的圆柱形结构，且球面体顶抵于槽口中。斜面的槽口，一方面便于卡接容纳球面体，另一方面，相比球面体直接接触直面的销体，产生的压力仅为一个竖向指向销体的力，斜面的槽口使得下压力分解为水平与竖向力，不仅能够从竖向推挤销体固定，更能够保证销体水平方向与相邻部件的紧密接触。
29.5、本发明，于竖板靠近于镜片组件的侧面设置环形板，环形板伸出于竖板侧面，则与镜片座直接相接处的是凸出的环形板，使得镜片座与竖板的贴接更为紧密。
30.6、本发明，于与推压组件相对的竖板一侧设置狭缝，该狭缝连通于异形销孔，延通竖板前后侧，将竖板分断为上段部以及下段部。设置锁紧螺钉依次穿连上段部、狭缝以及下段部，则旋拧锁紧螺钉能够下压上段部，减小狭缝缝隙，完成对异形销环绕型的四周包覆锁紧。
31.7、本发明，横座，套设于定心钉外侧，定心钉中轴线通过镜片中心，则横座以定心钉为圆心的运动，相当于以镜片中心为圆心的运动，方位调整过程中镜片中心始终不变。
附图说明
32.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的上提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
33.图1为本发明实施例的调整镜架结构示意图；
34.图2为本发明实施例的调整镜架的爆炸图；
35.图3为本发明实施例的竖座、镜片组件、旋钮组件以及推压组件的配合连接结构示意图；
36.图4为本发明实施例的侧视图；
37.图5为图4侧视图的爆炸图。
38.图6为图4中a-a截面处的剖视图；
39.图7为本发明实施例的后视图；
40.图8为图7中b-b截面处的剖视图；
41.图9为本发明实施例的扭转弹簧、第一弹性销以及第二弹性销的配合结构示意图。
42.附图标记说明：
43.1-定心钉；2-横座；21-定心钉孔；22-弧形孔；3-竖座；31-竖板；311-异形销孔；312-上段部；313-下段部；314-第一弹性销；315-推压孔；316-锁紧螺钉；316a-锁紧弹簧；316b-垫片；32-横板；321-压转螺纹副孔；4-镜片组件；41-镜片座；411-镜片；412-压圈；413-垫圈；42-异形销；421-异形销定心孔；422-槽口；5-旋钮组件；51-旋钮；511-旋钮定心孔；512-环形孔；513-套置轴；52-扭转弹簧；53-第二弹性销；54-定心螺纹钉；6-压转螺纹副；61-细牙螺杆；62-螺套；7-推压组件；71-压力调整钉；72-压簧；73-球面体；8-狭缝；9-环形板。
具体实施方式
44.为了更好的了解本发明的目的、结构及功能，下面结合附图，对本发明的一种用于激光设备的调整镜架做进一步地详细的描述。
45.如图1-9所示，一种用于激光设备的调整镜架，包括定心钉1、横座2、竖座3、镜片组件4、旋钮组件5、压转螺纹副6、推压组件7等，其中：
46.定心钉1，可以固定设置于操作台上。横座2，套设于定心钉1外侧。
47.更进一步地，横座2上设置有定心钉孔21以及弧形孔22，定心钉1穿置于定心钉孔21内，弧形孔22位于定心钉孔21的四周，弧形孔22内可拆卸的连接有定位螺钉。横座2围绕定心钉4旋转，进行镜片411方位调节，定心钉1中轴线通过镜片411中心，使得横座2旋转过程中，镜片411中心始终不变，光路不发生变化。当横座2旋转到位后，将弧形孔22中的定位螺钉锁紧，完成镜片411方位调整后的牢固固定。
48.进一步地，竖座3，由竖板31与横板32连接而成，竖板31与横座2连接，竖板31上设置有异形销孔311。
49.更进一步地，竖板31与横板32垂直连接，呈t型结构，竖板31与横座2垂直连接，横板32平行于横座2；竖板31上的异形销孔311横向设置。
50.进一步地，镜片组件4，由镜片座41与异形销42连接而成，异形销42位于镜片座41的端头，异形销42中轴线通过镜片411中心，异形销42穿置于异形销孔311中。
51.进一步地，镜片座41中安装有镜片411，更具体地，镜片座41依次嵌接有压圈412、垫圈413，镜片411安装于垫圈413内，使得镜片411的安装卡接更为牢稳，此外，镜片411也可绕其中心进行旋转。
52.进一步地，竖板31靠近于镜片组件4的侧面上还设置有环形板9，环形板9伸出于竖板31侧面，异形销42依次穿置于环形板9、异形销孔311中。则当异形销穿42连于竖板31上时，与异形销42相连的镜片座41直接顶抵凸出的环形板9上，接触更为紧密。
53.进一步地，旋钮组件5，贴接于与镜片组件4相对的竖板31侧，由旋钮51与扭转弹簧52组成，旋钮51与异形销42连接，扭转弹簧52套装于旋钮51内部，两端分别与竖板31以及旋钮51连接。
54.进一步地，旋钮51为横置的“凹”字型结构，旋钮51上设置有旋钮定心孔511以及环形孔512，环形孔512以旋钮定心孔511为圆心，旋钮定心孔511与环形孔512之间形成套置轴513，扭转弹簧52套置于套置轴513外侧，竖板31上设置有第一弹性销314，第一弹性销314伸置于环形孔512内，旋钮51中穿置有伸入环形孔512内的第二弹性销53，扭转弹簧52一端顶抵于第一弹性销314内侧，另一端勾绕于第二弹性销53外侧。当旋转旋钮51时，第二弹性销53随着旋钮51旋转，从而推转勾绕于第二弹性销53外侧的扭转弹簧52端，形成对扭转弹簧52的扭转。
55.进一步地，旋钮51与异形销42通过定心螺纹钉54连接，沿异形销42中轴线设置有异形销定心孔421，定心螺纹钉54依次穿连旋钮定心孔511以及异形销定心孔421，将旋钮51与异形销42固定连接。
56.进一步地，压转螺纹副6，穿过横板32，压抵镜片座41，压抵处位于异形销42中轴线侧旁。
57.更具体地，横板32上设置有压转螺纹副孔321，压转螺纹副6安装于压转螺纹副孔
321中，压转螺纹副孔321中轴线位于异形销孔311中轴线侧旁。使得压转螺纹副6对于镜片座41的压抵作用点处于异形销42中轴线侧旁，形成对镜片座41的偏压，实现镜片座41旋转。
58.进一步地，压转螺纹副6包括细牙螺杆61以及套置于细牙螺杆61外侧的螺套62，螺套62位于压转螺纹副孔321中，细牙螺杆61与螺套62螺纹连接，细牙螺杆61伸出于横板32压抵镜片座41，端头呈球形结构，和镜片座41为点接触，便于调节过程镜片座41的转动。
59.进一步地，推压组件7，穿置于竖板31一侧，顶抵异形销42。
60.进一步地，竖板31上设置有推压孔315，推压孔315与异形销孔311相连通，推压组件7位于推压孔315中，推压组件7包括依次连接的压力调整钉71、压簧72以及球面体73，压簧72套置于压力调整钉71螺柱的外侧，端部顶抵球面体73，球面体73转动顶抵异形销42。
61.进一步地，环异形销42销体的周壁上设置有槽口422，球面体73转动顶抵于槽口422中。该槽口422呈v型结构，但是由于加工误差，通常这个v型结构左右不对称，当异形销42穿于异形销孔311后，球面体73装填入推压孔315口，能够与v型结构一侧斜面接触，另一侧留有间隙。旋入压力调整钉11后，球面体73压紧于异形销42槽口422的斜面上，在压簧72作用下，球面体73始终顶抵v槽斜面。且接触点处形成竖向以及水平分力，既能够从竖向推挤异形销42销体固定，又能够保证异形销42销体水平方向与相邻部件的紧密接触，使得整个结构更为稳定，光路调试过程中不发生松动。
62.进一步地，狭缝8，设置于与推压组件7相对的竖板31侧，连通于异形销孔311，延通竖板31前后侧将竖板31分断为上段部312以及下段部313，上段部312下压实现异形销42锁紧。
63.进一步地，狭缝8分断的上段部312上设置有上锁紧孔，下段部313正对上锁紧孔处设置有下锁紧孔，锁紧螺钉316依次穿过上锁紧孔、狭缝8以及下锁紧孔，锁紧螺钉316的螺柱上依次套置有锁紧弹簧316a以及垫片316b，垫片316b位于上段部312表面，锁紧弹簧316a顶抵于垫片316b表面。
64.下面结合附图对本发明的用于激光设备的调整镜架的工作过程进行描述：
65.方位调整：将定位螺钉拧松，转动横座2至所需位置，再将定位螺钉拧紧，完成方位调整。
66.仰俯调整：将异形销42穿置于异形销孔311中。旋转旋钮51，压抵扭转弹簧52形成预紧力。将定心螺纹钉54旋拧于旋钮定心孔511以及异形销定心孔421中，将旋钮51与异形销42固定。在推压孔315中装入球面体73，旋拧压力调整钉71使球面体73密贴异形销42。旋拧压转螺纹副6下移，偏压镜片411旋转，带动异形销42、定心螺纹钉54、旋钮51随其旋转，旋钮51继续压抵扭转弹簧52，扭转弹簧52形成的弹簧反作用力，保证镜片座41始终与压转螺纹副3紧密接触；旋拧压转螺纹副6上移，镜片座41反向转动，扭转弹簧52的弹簧反作用力，使得镜片座41反向转动过程中，镜片座41也始终与压转螺纹副3紧密接触。旋拧锁紧螺钉316下压上段部312，减小狭缝8缝隙，对异形销42锁紧，完成仰俯调节后的固定。
67.以下借助具体实施例对本发明做了进一步地描述，但是应该理解的是，这里具体的描述，不应理解为对本发明的实质和范围的限定，本领域内的普通技术人员在阅读本说明书下对下述实施例做出的各种修改，都属于本发明所保护的范围。