一种大口径光学镜的夹具

1.本发明涉及光学仪器技术领域，特别是一种大口径光学镜的夹具。


背景技术：

2.在自适应光学系统中，为了校正更高功率、更大光束口径的波前相差，经常会采用d400mm以上的大口径光学镜，单块大口径的光学镜根据材质差异，质量大约在15～30kg，应用时一般是将光学镜架倒置，将大口径光学镜放至带有升降功能的台面，通过降低台面高度，将大口径光学镜装配至光学镜架内。
3.作为光学系统中至关重要的光学镜，光学镜前后外表面均镀有极为薄弱但重要的光学膜，且大口径光学镜加工和镀膜的成本高昂，时间周期长，现目前通常是采用双手直接抱起光学镜并搬运至台面上进行装配，而手动搬运时又难以避免会触碰到光学膜层，因大口径光学镜质量大、直径大，还存在抓握不稳造成光学镜滑落的风险隐患，故传统的光学镜装配方式操作风险高，轻则损坏光学镜的光学膜，重则损坏光学镜基底，极易对大口径光学镜造成不可挽回的损伤。


技术实现要素：

4.本发明的发明目的在于：针对现目前通过双手直接搬运大口径光学镜进行装配，存在滑落的风险且易于破坏大口径光学镜的光学膜层，提供一种大口径光学镜的夹具，避免双手触碰光学膜层，确保了光学镜面的完好，有效提高了对大口径光学镜进行装配的稳定性，降低了光学镜装配至光学镜架的风险和难度，利于大口径光学镜的拆卸与安装。
5.为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种大口径光学镜的夹具，包括基板、伸缩臂和固定臂，所述伸缩臂和所述固定臂沿所述基板的周向间隔设置，所述伸缩臂和所述固定臂的一端固定于所述基板上，所述伸缩臂和所述固定臂的另一端均伸出所述基板的边缘且均连接有抵接板，所述伸缩臂能够手动控制伸缩状态，多个所述抵接板配合用于夹紧光学镜的侧面。
6.所述固定臂和所述伸缩臂的长度根据光学镜的尺寸适应性设计，即所述基板置于光学镜的背面，所述伸缩臂收缩时，所述固定臂和所述伸缩臂均能够延伸至光学镜的外边缘，进而使得所述抵接板刚好能够抵紧于光学镜的侧面，而沿所述基板周向间隔固定的所述伸缩臂和所述固定臂，使得多个所述抵接板能位于光学镜侧面的多个方位进行相互配合，对光学镜形成稳定地夹持，手动控制所述伸缩臂伸长，是为了光学镜能够在多个所述抵接板之间放入以及取出，所述固定臂的长度固定，相较于仅通过所述伸缩臂进行夹持，所述固定臂和所述伸缩臂的组合使用，能够明显简化夹持操作，提高光学镜的装配效率。
7.本发明的一种大口径光学镜的夹具，通过搬运所述基板实现光学镜的移动，避免双手触碰光学膜层，确保了光学镜面的完好，且所述伸缩臂与所述固定臂的相互配合，便于夹紧固定待搬运的光学镜且不易松动滑脱，能够安全平稳的将光学镜运输放置于光学镜架中，有效提高了对大口径光学镜进行装配的稳定性，降低了光学镜装配至光学镜架的风险
和难度，利于大口径光学镜的拆卸与安装。
8.优选地，所述伸缩臂包括连接底座、滑杆、曲柄、和连杆，所述连接底座固定于所述基板，所述曲柄转动安装于所述连接底座，所述滑杆滑动安装于所述连接底座，且所述曲柄与所述基板平行时，所述连杆的两个连接点与所述曲柄的安装连接点三点共线，所述连杆转动连接于所述滑杆和所述曲柄之间，所述滑杆远离所述连杆的一端固定所述抵接板。
9.所述伸缩臂为一个平面四杆机构，包括三个转动副和一个移动副，所述曲柄与所述连接底座之间为一个转动副，所述曲柄和所述连杆之间为一个转动副，所述连杆和所述滑杆之间为一个转动副，即所述连杆转动连接的两个连接点与所述曲柄的安装连接点组成了三个转动副，所述曲柄的安装连接点对应是所述曲柄和所述连接底座之间的转动连接，所述滑杆和所述连接底座之间为一个移动副，通过手动控制所述曲柄转动，驱动所述连杆并最终带动所述滑杆能够相对所述连接底座滑动，进而控制所述滑杆伸出所述基板边缘的长度，实现所述伸缩臂带动所述抵接板进行位置调整，从而能够完成光学镜的夹持作业；
10.所述曲柄未转动前，即所述滑杆未伸出时，所述曲柄与所述基板相互平行，所述伸缩臂处于收缩状态，此时通过三个转动副在同一平面内共线的结构设计，所述滑杆相应能够处于死点位置，则未通过手动对所述曲柄进行控制，所述滑块不易产生滑动，有效提高了所述伸缩臂的工作稳定性。
11.优选地，所述基板上固定有按压式锁扣，所述按压式锁扣用于约束所述曲柄摆动。
12.在所述夹具夹持好光学镜后，即所述曲柄和所述基板相互平行时，通过所述按压式锁扣能够机械限制所述曲柄的转动，在夹持光学镜的过程中，避免误触碰所述曲柄带来的安全隐患，进一步提高了夹具夹持光学镜的稳定性，且所述按压式锁扣的结构简单，限制及解除限制的开关操作快捷可靠。
13.优选地，所述基板为中心对称图形，所述固定臂和所述伸缩臂的中心线均指向所述基板的中心。
14.所述基板的形状以及所述固定臂和所述伸缩臂的安装位置设计，夹持时所述基板的中心能够对应光学镜的重心，每个所述固定臂和所述伸缩臂的力矩相同，使得每个所述抵接板的作用力保持均衡，优化了夹具的受力性能，结构稳定，便于进行搬运操作。
15.优选地，所述基板间隔均匀安装有一个所述伸缩臂和两个所述固定臂。
16.通过互成120度夹角的一个所述伸缩臂和两个所述固定臂，即可对常规圆形的光学镜形成正三角方位的三点固定，保证了夹持固定的稳定性，同时最大限度地简化了夹具结构及夹持操作，控制夹具的重量，仅需手动控制一个所述伸缩臂即可完成对光学镜的夹持与松脱，从而轻便高效的完成光学镜的装配。
17.优选地，所述基板固定有操控把手，两个所述操控把手相对于所述基板的中心以及所述伸缩臂的中心线对称设置。
18.所述操控把手的对称设计，便于平衡所述基板的受力，提高了双手操作的平衡稳定性，也利于两人共同配合完成对光学镜进行搬运。
19.优选地，所述基板背面开设有安装槽，所述伸缩臂和所述固定臂均固定于所述安装槽内。
20.所述安装槽便于安装固定所述伸缩臂和所述固定臂，避免所述伸缩臂和所述固定臂偏转晃动，优化了所述基板的结构强度，同时所述伸缩臂和所述固定臂固定在所述基板
的背面，利于控制所述基板的厚度，有效控制所述基板的质量，降低搬运的负重。
21.优选地，所述固定臂开设有腰形安装孔。
22.所述固定臂的一端通过螺栓紧固于所述安装槽内，所述腰形安装孔则能够微调所述固定臂的固定位置，进而微调所述固定臂伸出所述基板的长度，应用时，能够根据光学镜的实际尺寸适应性调节至合适位置，以确保搬运同一规格的多个光学镜时，对不同加工公差的光学镜均能达到良好的夹持效果，提高夹具的实用性。
23.优选地，还包括镜面压板，所述镜面压板固定有相互平行的螺杆和导向杆，所述螺杆贯穿所述抵接板后，通过螺栓连接所述伸缩臂或所述固定臂，所述抵接板相应开设有导向孔用于容纳所述导向杆，所述镜面压板用于抵接光学镜的正面，所述抵接板开设有凸缘，所述凸缘用于抵接光学镜的反面。
24.所述镜面压板通过螺杆螺栓约束于所述伸缩臂或所述固定臂上，且在所述固定臂上，所述抵接板相应位于所述镜面压板和所述固定臂之间，在所述伸缩臂上，所述抵接板相应位于所述镜面压板和所述伸缩臂之间，所述导向杆和导向孔的配合，能够防止所述镜面压板相对于所述抵接板发生转动，即所述螺杆不会在所述抵接板内旋转，则拧转所述螺栓相应能够带动所述螺杆旋进旋出，相应带动所述镜面压板稳定平移，进而能够调节所述镜面压板和所述抵接板的间距；
25.所述抵接板抵接光学镜的侧面时，光学镜的反面也能与所述凸缘形成抵接，此时通过拧转螺栓调节所述镜面压板和所述凸缘之间的间距，使得所述镜面压板也能与光学镜的正面抵接，进而实现从光学镜的正反面进行夹紧固定。
26.通常大口径光学镜正面的外边沿有5mm宽度的区域未镀有光学膜，通过对所述镜面压板的位置和尺寸进行适应性设计，能够利用未镀有光学膜的外边沿将光学镜的正反面也进行夹紧固定，进一步提高夹具夹持光学镜的稳定性。
27.优选地，所述抵接板、所述镜面压板和所述基板均设有垫片，所述垫片用于保护光学镜。
28.在所述抵接板、所述镜面压板和所述基板接触或可能接触光学镜的位置固定所述垫片，垫片可选用材质硬度小的尼龙或聚四氟乙烯，在大口径光学镜的装配过程中能够有效避免应力集中，防止对光学镜遭成不可逆的损坏。
29.综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
30.(1)本发明的一种大口径光学镜的夹具，通过搬运基板实现光学镜的移动，避免双手触碰光学膜层，确保了光学镜面的完好，且伸缩臂与固定臂的相互配合，便于夹紧固定待搬运的光学镜且不易松动滑脱，能够安全平稳的将光学镜运输放置于光学镜架中，有效提高了对大口径光学镜进行装配的稳定性，降低了光学镜装配至光学镜架的风险和难度，利于大口径光学镜的拆卸与安装；
31.(2)本发明通过伸缩臂的结构设计，不仅手动控制伸缩臂的操作方式简单，提高了光学镜的装配效率，而且滑杆处于死点位置实现光学镜的夹持，使得夹具的夹持稳定可靠，进一步提高了光学镜夹持的稳定性，降低了光学镜的装配风险；
32.(3)通过镜面压板的设计，配合抵接板实现了多方位对光学镜的夹持固定，全面提高了搬运光学镜的稳定性，利于对光学镜进行横向、竖向、斜向等各种状态的搬运，也避免了像以往直接举升光学镜进行装配会存在的不稳定状态，从而可以取消升降台面的安装使
用，由人工直接通过夹具将光学镜举升搬运至光学镜架内即可，进而极大地节省设备经费，也尤其适用于光学镜架不能倒置或作业空间有限的情况，满足了光学镜在一些复杂条件下的装配需求；
33.(4)本发明的一种大口径光学镜的夹具，通过对基板形状，固定臂和伸缩臂的数量、结构的具体优化设计，能够简单快捷的完成光学镜的夹持固定，减少了光学镜的装配时长，同时活动机构处于运动死点位置，并带有复保险装置，全面提高了夹持的稳定性和安全性，夹具结构稳定可靠，精简小巧，操作简便，加工工艺成熟，具有良好的加工和装配工艺性，兼具经济性与实用性。
附图说明
34.图1是实施例1所述一种大口径光学镜的夹具的立体图；
35.图2是实施例1所述一种大口径光学镜的夹具的正视图；
36.图3是实施例1所述伸缩臂及其连接组件的结构示意图；
37.图4是实施例1所述连杆的结构示意图；
38.图5是实施例1所述伸缩臂伸出状态的结构示意图；
39.图6是实施例1所述固定臂及其连接组件的结构示意图；
40.图7是实施例1所述镜面压板的结构示意图；
41.图8是实施例1所述一种大口径光学镜的夹具夹持光学镜的结构示意图一；
42.图9是实施例1所述一种大口径光学镜的夹具夹持光学镜的结构示意图二；
43.图10是实施例1所述一种大口径光学镜的夹具夹持光学镜并放入光学镜架的示意图；
44.图中标记：1-基板，2-伸缩臂，21-连接底座，22-滑杆，23-曲柄，24-连杆，3-固定臂，31-腰形安装孔，4-抵接板，41-凸缘，5-按压式锁扣，6-操控把手，7-镜面压板，71-螺杆，72-导向杆，8-垫片，9-光学镜，10-光学镜架。
具体实施方式
45.下面结合附图，对本发明作详细的说明。
46.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
47.实施例1
48.如图1和图2所示，本发明的一种大口径光学镜的夹具，包括基板1、伸缩臂2和固定臂3，伸缩臂2和固定臂3沿基板1的周向间隔设置，伸缩臂2和固定臂3的一端固定于基板1上，伸缩臂2和固定臂3的另一端均伸出基板1的边缘且均连接有抵接板4，伸缩臂2能够手动控制伸缩状态，多个抵接板4配合用于夹紧光学镜9的侧面。
49.在本实施例中，待装配的光学镜9是圆形的大口径光学镜9，基板1的板面设计为近似椭圆形的中心对称图形，基于固定臂3和伸缩臂2的延伸，基板1的面积相应会小于光学镜9的面积，因而手动搬运或控制基板1完成光学镜9的搬运也更加容易便捷，在基板1较短的轴对称线上，基板1背面开设有一个安装槽用于安装伸缩臂2，伸缩臂2的中心线对应经过基
板1的中心，围绕基板1的中心，基板1背面还开设有另外两个安装槽用于安装固定臂3，两个固定臂3的中心线也对应经过基板1的中心，且两个固定臂3和伸缩臂2的中心线均互成120度的夹角，基板1的背面还固定有两个操控把手6，两个操控把手6相对于基板1的中心以及伸缩臂2的中心线对称设置。
50.如图3所示，伸缩臂2包括连接底座21、滑杆22、曲柄23和连杆24，连接底座21通过螺栓固定于安装槽内，连接底座21靠近基板1中心的一端通过销轴转动连接曲柄23，曲柄23顺时针旋转至极限位置时与基板1平行，连接底座21的另一端开设有一个用于导向和支撑的滑孔，滑杆22贯穿滑孔与连接底座21形成滑动连接，构成一个移动副，滑杆22与基板1也相互平行，且曲柄23顺时针旋转至极限位置时与滑杆22前后分布并处于同一水平线上，滑杆22靠近曲柄23的一端通过销轴转动连接连杆24的一端，如图4所示，连杆24为半环形杆件，便于连杆24的另一端与曲柄23连接，连杆24与曲柄23也通过销轴形成转动连接，同时连杆24开设有u型槽口便于曲柄23进行逆时针转动，如图5所示，手动操控曲柄23逆时针转动时，通过连杆24的传动，能够带动滑杆22进行平移滑动并远离基板1的中心，曲柄23、连杆24和滑杆22之间的销轴连接构成三个转动副，曲柄23顺时针旋转至极限位置时，三个转动副共线，伸缩臂2处于运动死点，在无外力作用于曲柄23下能够有效限制滑杆22的平移滑动。
51.曲柄23的柄身还开设有一个锁孔，曲柄23与基板1平行时，锁孔旁边安装有一个按压式锁扣5，按压式锁扣5固定在基板1的背面，按压一次按压式锁扣5，按压式锁扣5的开关处于按下状态，则按压式锁扣5的锁销刚好能够伸出至锁孔内，形成对曲柄23的转动约束，再按压一次锁扣，按压式锁扣5的开关处于弹起状态，则按压式锁扣5的锁销缩回即可解除约束，按压式锁扣5作为夹具的复保险装置，避免误操作的风险。
52.如图6所示，两个固定臂3均为条状杆件，固定臂3的首端开设有腰形安装孔31，使用螺栓通过腰形安装孔31将固定臂3固定至安装槽内，滑杆22远离曲柄23的一端为滑杆22的末端，抵接板4的顶端固定于固定臂3的末端和滑杆22的末端，抵接板4靠近基板1的一面为抵接板4的内侧面，抵接板4的内侧面与基板1的板面相互垂直，伸缩臂2和固定臂3的臂长根据光学镜9的尺寸进行设计，伸缩臂2收缩时，伸缩臂2与固定臂3的臂长相同，且使得三个抵接板4的内侧面刚好能够抵接光学镜9的侧面。
53.三个抵接板4的底端均安装有镜面压板7，如图7所示，镜面压板7垂直固定有一根螺杆71和两个导向杆72，导向杆72位于螺杆71的两侧并与螺杆71相互平行，抵接板4的底端相应开设有两个导向孔与导向杆72适配，在伸缩臂2上，螺杆71贯穿抵接板4和滑杆22的末端后通过螺栓进行约束，从而完成镜面压板7的连接，在固定臂3上，螺杆71相应贯穿抵接板4和固定臂3的末端形成约束，镜面压板7靠近抵接板4的一面与抵接板4的内侧面相互垂直，约束螺杆71的螺栓选用蝶形螺栓，可直接手动对螺栓进行拧转操作，便于操作调节镜面压板7进行夹紧作业。
54.三个抵接板4在内侧面的顶部还开设有凸缘41，抵接板4与光学镜9侧面抵接时，凸缘41能够抵接光学镜9的反面，在抵接板4内侧面、镜面压板7靠近抵接板4的一面以及基板1的正面均通过胶粘固定有尼龙材质的垫片8，基板1正面的垫片8也可通过沉头螺栓进行固定，在夹具使用过程中基板1的正面可能会触碰到光学镜9的反面，基板1正面的垫片8则能够起到一定的保护作用，抵接板4的内侧面也可适配光学镜9的侧面设计为曲面，进而增大抵接面积以提高夹持的稳定性。
55.如图8和图9所示，使用时，将夹具移动至光学镜9的反面，扳动曲柄23逆时针旋转至极限位置，伸缩臂2的抵接板4与基板1外沿的间距增大，从而便于光学镜9放入两个固定臂3内，使得光学镜9的侧面与固定臂3上的抵接板4相互抵接，且抵接板4的凸缘41也与光学镜9的反面形成抵接，转动曲柄23顺时针旋转，带动滑杆22收缩，当曲柄23转动至与基板1水平时，滑杆22上的抵接板4刚好能够与光学镜9的侧面抵接，三个抵接板4相互配合完成光学镜9侧面的夹紧固定，进而完成光学镜9的初步夹持，最后拧转固定臂3和伸缩臂2上的蝶形螺栓，调节螺杆71旋进使得镜面压板7配合凸缘41逐渐夹紧光学镜9的正反面，三个镜面压板7相互配合完成光学镜9正反面的夹紧固定，此时滑杆22也处于运动死点，能够有效维持夹具的夹持状态，按压一次按压式锁扣5，可对曲柄23进一步形成转动约束，防止在搬运基板1的过程中误触碰曲柄23发生转动，如图10所示，通过夹具将光学镜9放置在光学镜架10上后，先拧转三个蝶形螺栓解除对光学镜9正反面的夹持，再按压一次按压式锁扣5，逆时针转动曲柄23即可取出夹具，解除对光学镜9夹持。
56.实施例2
57.本发明的一种大口径光学镜9的夹具也可以适用于对其它尺寸形状的光学镜9进行夹持作业，例如需要对大尺寸的矩形光学镜9进行夹持作业，与实施例1不同的是，在基板1上可相应增加安装一个固定臂3，即基板1上沿周向间隔均匀固定有三个固定臂3和一个伸缩臂2，三个固定臂3和一个伸缩臂2的中心线相互成90度夹角，使用时，控制伸缩臂2伸长放入光学镜9再扳动曲柄23使伸缩臂2的收缩，完成光学镜9的初步夹持，最后调节伸缩臂2和固定臂3的蝶形螺栓完成光学镜9的稳定夹持。
58.此外，也可将增加的一个固定臂3替换为一个伸缩臂2，即基板1上间隔均匀固定有两个伸缩臂2和两个固定臂3，增强了夹具对不同尺寸光学镜9的适用范围，且夹持调节的灵活性提高也能很好的适用于不同形状的光学镜9，保证夹持作业的正常进行。
59.同理，若需要对较小尺寸的矩形光学镜9进行夹持作业，与实施例1不同的是，在基板1上可相应减少安装一个固定臂3，即基板1仅固定一个固定臂3和一个伸缩臂2，固定臂3和伸缩臂2的中心线相互成180度夹角，若为较小尺寸的圆形光学镜9，将抵接板4的内侧面设计为适应性的曲面，同样能够很好的完成对光学镜9的稳定夹持。
60.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。