CN103984075A - 二维角度调整架 - Google Patents

Abstract

一种二维角度调整架，包括L型基座、调整座、两根二维柔性铰链、两根丝杆、两个螺母、钢球、两个球坑、三根定位柱、两个弹性挡圈、第一连接螺钉、第二连接螺钉、固定螺钉和第三连接螺钉。本发明具有结构简单、丝杆加工要求低、传动无间隙、二维角度调整分辨率高和刚性好的特点。

Description

二维角度调整架

技术领域

本发明涉及二维角度调整架，特别涉及一种高刚性的、差动驱动的二维角度调整架，尤其降低了丝杆的加工要求。

背景技术

二维角度调整架在光学精密机械领域应用广泛，一般二维调整机构采用三点结构或者正交轴系构成调整转轴，使用弹簧提供回复力，利用精密丝杆驱动提高调整分辨率；因为弹簧存在，调整架刚性不足，外加有锁紧机构时，在锁紧丝杆时会使调整机构跑位；另外，作为驱动的精密丝杆螺距很小，一般在0.20～0.35mm，对加工要求很高，成本高，即使是精密配研也很难将丝杆和螺母的间隙消除。

发明内容

本发明目的在于避免现有二维调整架的不足，提供一种用于光学镜片等调整的二维角度调整架，该调整架具有高稳定性、高刚性和丝杆加工精度要求低的特定。

本发明的技术解决方案如下：

一种二维角度调整架，特点在于其构成包括L型基座、调整座、两根二维柔性铰链、两根丝杆、两个螺母、钢球、两个球坑、三根定位柱、两个弹性挡圈、第一连接螺钉、第二连接螺钉、固定螺钉和第三连接螺钉；

所述的L型基座的弯角处具有基座球坑孔，两端分别具有第一螺母固定孔和第二螺母固定孔，所述的调整座的中间具有安装调整对象的安装孔，与所述的L型基座的基座球坑孔、第一螺母固定孔和第二螺母固定孔相对应的位置分别具有调整座球坑孔、第一连接孔和第二连接孔；

所述的基座球坑孔和所述的调整座的球坑孔用于安装所述的球坑，所述的第二连接螺钉依次穿过将所述的基座球坑孔、球坑、钢球、球坑和调整座球坑孔和球坑螺孔将所述的L型基座和所述的调整座连在一起；同时将所述的螺母通过拧紧第一连接螺钉固定在L型基座的第一螺母固定孔和第二螺母固定孔中；所述的丝杆有后螺纹和前螺纹分别与所述的螺母和二维柔性铰链的驱动螺孔连接，且后螺纹的螺距大于前螺纹，所述的前螺纹和后螺纹之间的凹槽放置所述的弹性挡圈；所述的二维柔性铰链割有正交的第一对称弧槽对和第二对称弧槽对，形成两个方向最小厚度分别为a和b的二维柔性铰链的两个挠性方向，a≤b；所述的两个二维柔性铰链带有凸台和连接螺孔的一端分别与所述的调整座有第一长槽的第一连接孔和有第二长槽的第二连接孔相连，第一长槽与第二长槽成直角，使所述的二维柔性铰链最小厚度为a的第一弧槽对朝向所述的调整座球坑孔；所述的L型基座的第一螺母固定孔中心和第二螺母固定孔中心与基座球坑孔的中心距离相等为c且构成直角；所述的调整座在两个垂直方向上距离调整座球坑孔的中心为c的点C1和C2与第一连接孔的中心和第二连接孔的中心不重合，在两个方向上偏离微小的距离d和e，并且第一连接孔的中心和第二连接孔的中心关于点C1，C2和调整座球坑孔的中心构成的直角的角平分线对称；所述的球坑有通孔和圆锥面；所述的钢球有通孔；所述的定位柱安装于所述的调整座的定位孔；所述的三个第三固定螺钉拧入所述的调整座的固定螺孔中，以安装固定置于所述的调整座安装孔的调整对象。

所述的调整座的安装孔的周边有方便拿取调整对象的开口。

所述的L型基座在第一螺母固定孔和第二螺母固定孔上开有开口槽。

所述的L型基座上有安装固定孔。

所述的螺母有定位凸台。

所述的丝杆有内六角沉孔。

本发明的技术效果：

1、本发明使用高刚性的二维柔性铰链提高了刚性和稳定性；

2、利用丝杆与螺母和柔性铰链的差动螺纹连接，降低了丝杆的加工要求而且具有较高调整分辨率；

3、应用调整座和L基座对应三点连接孔位的错位配置造成二维柔性铰链的预变形消除螺纹间的间隙，使得螺母和丝杆的配合精度大大降低。

附图说明

图1为本发明二维角度调整架的立体图；

图2为本发明二维角度调整架的***图；

图3为本发明L型基座1的正视图；

图4为本发明L型基座1的立体图；

图5为本发明调整座2的正视图和两个局部放大图；

图6为本发明调整座2的立体图；

图7为本发明丝杆4的立体图；

图8为本发明二维柔性铰链3的正视图；

图9为本发明二维柔性铰链3的立体图；

图10为本发明二维柔性铰链3在图9中1-1的剖视图；

图11为本发明球坑7的立体图；

图12为本发明钢球6的立体图；

图13为本发明螺母5的立体图；

具体实施方式

下面结合附图和具体实例对本发明作进一步说明，但不作为对本发明的限定。

由图可见，本发明二维角度调整架实施例，构成包括L型基座1、调整座2、两根二维柔性铰链3、两根丝杆4、两个螺母5、钢球6、两个球坑7、三根定位柱8、两个弹性挡圈13、第一连接螺钉9、第二连接螺钉10、固定螺钉11和第三连接螺钉12；

所述的L型基座1的弯角处具有基座球坑孔14，两端分别具有第一螺母固定孔111和第二螺母固定孔116，所述的调整座2的中间具有安装调整对象的安装孔222，与所述的L型基座1的基座球坑孔14、第一螺母固定孔111和第二螺母固定孔116相对应的位置分别具有调整座球坑孔22、第一连接孔21和第二连接孔23；

所述的基座球坑孔14和所述的调整座的球坑孔22用于安装所述的球坑7，所述的第二连接螺钉10依次穿过将所述的基座球坑孔14、球坑7、钢球6、球坑7和调整座球坑孔22和球坑螺孔25将所述的L型基座1和所述的调整座2连在一起；同时将所述的螺母5通过拧紧第一连接螺钉9固定在L型基座1的第一螺母固定孔111和第二螺母固定孔116中；所述的丝杆4有后螺纹41和前螺纹42分别与所述的螺母(5)和二维柔性铰链(3)的驱动螺孔(31)连接，且后螺纹(41)的螺距大于前螺纹(42)，所述的前螺纹(42)和后螺纹(41)之间的凹槽44放置所述的弹性挡圈13；所述的二维柔性铰链3割有正交的第一对称弧槽对35和第二对称弧槽对36，形成两个方向最小厚度分别为a和b的二维柔性铰链3的两个挠性方向，a≤b；所述的两个二维柔性铰链3带有凸台33和连接螺孔32的一端分别与所述的调整座2有第一长槽24的第一连接孔21和有第二长槽26的第二连接孔23相连，第一长槽24与第二长槽26成直角，使所述的二维柔性铰链3最小厚度为a的第一弧槽对35朝向所述的调整座2的球坑孔22；所述的L型基座1的第一螺母固定孔111的中心A1和第二螺母固定孔116的中心A2与基座球坑孔14的中心距离相等为c且构成直角；所述的调整座2在两个垂直方向上距离调整座球坑孔22的中心为c的点C1和C2与第一连接孔21的中心B1和第二连接孔23的中心B2不重合，在两个方向上偏离微小的距离d和e，并且第一连接孔21的中心B1和第二连接孔23的中心B2关于点C1，C2和调整座球坑孔22的中心构成的直角的角平分线对称；所述的球坑7有通孔72和圆锥面71；所述的钢球6有通孔61；所述的定位柱8安装于所述的调整座2的定位孔29；所述的三个第三固定螺钉11拧入所述的调整座2的固定螺孔221中，以安装固定置于所述的调整座2安装孔222的调整对象。

所述的调整座2的安装孔222的周边有方便拿取调整对象的开口28。

所述的L型基座1在第一螺母固定孔111和第二螺母固定孔116上开有开口槽112。

所述的L型基座上有安装固定孔16。

所述的螺母5有定位凸台51。

所述的丝杆4有内六角沉孔43。

如图3所示，L型基座1的基座球坑孔14的中心与第一螺母固定孔111的中心A1的距离和第二螺母固定孔116的中心A2的距离相等为c且垂直；如图5所示，调整座2的第一连接孔21的中心B1和第二连接孔23的中心B2与在两个垂直方向上距离调整座球坑孔22中心为c的点C1和C2不重合，而是在两个方向上偏离微小的偏置距离d和偏置距离e，但是中心点B1和中心点B2关于点C1，C2和调整座球坑孔22的中心构成的直角的角平分线对称；将二维柔性铰链3底面的凸台33装入长槽24和长槽26，如图1,2所示装配二维角度调整架，由于偏置距离d和偏置距离e的存在，使二维柔性铰链3发生预变形从而消除了丝杆4与螺母5和二维柔性铰链3之间的螺纹配合间隙；如图1、2所示，螺母5用螺钉9固定在L型基座1的第一螺母固定孔111和第二螺母固定孔116；

如图7所示，丝杆4有后螺纹41和前螺纹42，后螺纹41的螺距要大于前螺纹42的螺距；中间的凹槽44装配弹性挡圈13，防止丝杆4调整过量脱出；

如图8,9,10所示，二维柔性铰链3左端有驱动螺孔31和右端有连接螺孔32及凸台33，中段有相互垂直的两个方向上有对称的第一弧槽对35和第二弧槽对36，构成二维柔性铰链两个方向上的挠性维度，第一弧槽对35和第二弧槽对36最小厚度处的厚度分别为a和b，且a≤b；

如图11，12，2所示，球坑7的锥面71与钢球6配合，用螺钉10将两个球坑7和钢球6装配到L型基座1和调整座2上作为转动支点；

如图1所示，驱动任一根丝杆4既可使调整座2相对于L型基座1的以球坑孔14中的钢球6中心和另一丝杆4对应的二维柔性铰链3的厚度最小值为a的弧槽挠性中心的连线为轴产生偏转。

二维调整架通过L型基座的安装固定孔16固定连接到使用平台上。

Claims (6)

1.一种二维角度调整架，特征在于其构成包括L型基座(1)、调整座(2)、两根二维柔性铰链(3)、两根丝杆(4)、两个螺母(5)、钢球(6)、两个球坑(7)、三根定位柱(8)、两个弹性挡圈(13)、第一连接螺钉(9)、第二连接螺钉(10)、固定螺钉(11)、第三连接螺钉(12)；

所述的L型基座(1)的弯角处具有基座球坑孔(14)，两端分别具有第一螺母固定孔(111)和第二螺母固定孔(116)，所述的调整座(2)的中间具有安装调整对象的安装孔(222)，与所述的L型基座(1)的基座球坑孔(14)、第一螺母固定孔(111)和第二螺母固定孔(116)相对应的位置分别具有调整座球坑孔(22)、第一连接孔(21)和第二连接孔(23)；

所述的基座球坑孔(14)和所述的调整座的球坑孔(22)用于安装所述的球坑(7)，所述的第二连接螺钉(10)依次穿过将所述的基座球坑孔(14)、球坑(7)、钢球(6)、球坑(7)和调整座球坑孔(22)和球坑螺孔(25)将所述的L型基座(1)和所述的调整座(2)连在一起；同时将所述的螺母(5)通过拧紧第一连接螺钉(9)固定在L型基座(1)的第一螺母固定孔(111)和第二螺母固定孔(116)中；所述的丝杆(4)有后螺纹(41)和前螺纹(42)分别与所述的螺母(5)和二维柔性铰链(3)的驱动螺孔(31)连接，且后螺纹(41)的螺距大于前螺纹(42)，所述的前螺纹(42)和后螺纹(41)之间的凹槽(44)放置所述的弹性挡圈(13)；所述的二维柔性铰链(3)割有正交的第一对称弧槽对(35)和第二对称弧槽对(36)，形成两个方向最小厚度分别为a和b的二维柔性铰链(3)的两个挠性方向，a≤b；所述的两个二维柔性铰链(3)带有凸台(33)和连接螺孔(32)的一端分别与所述的调整座(2)有第一长槽(24)的第一连接孔(21)和有第二长槽(26)的第二连接孔(23)相连，第一长槽(24)与第二长槽(26)成直角，使所述的二维柔性铰链(3)最小厚度为a的第一弧槽对(35)朝向所述的调整座(2)的球坑孔(22)；所述的L型基座(1)的第一螺母固定孔(111)中心(A1)和第二螺母固定孔(116)中心(A2)与基座球坑孔(14)的中心距离相等为c且构成直角；所述的调整座(2)在两个垂直方向上距离调整座球坑孔(22)的中心为c的点C1和C2与第一连接孔(21)中心(B1)和第二连接孔(23)中心(B2)不重合，在两个方向上偏离微小的距离d和e，并且第一连接孔(21)的中心(B1)和第二连接孔(23)的中心(B2)关于点C1，C2和调整座球坑孔(22)的中心构成的直角的角平分线对称；所述的球坑(7)有通孔(72)和圆锥面(71)；所述的钢球(6)有通孔(61)；所述的定位柱(8)安装于所述的调整座(2)的定位孔(29)；所述的三个第三固定螺钉(11)拧入所述的调整座(2)的固定螺孔(221)中，以安装固定置于所述的调整座(2)安装孔(222)的调整对象。

2.根据权利要求1所述的二维角度调整架，其特征在于：所述的调整座(2)的安装孔(222)的周边有方便拿取调整对象的开口(28)。

3.根据权利要求1所述的二维角度调整架，其特征在于：所述的L型基座(1)在第一螺母固定孔(111)和第二螺母固定孔(116)上开有开口槽(112)。

4.根据权利要求1所述的二维角度调整架，其特征在于：所述的L型基座上有安装固定孔(16)。

5.根据权利要求1所述的二维角度调整架，其特征在于：所述的螺母(5)有定位凸台(51)。

6.根据权利要求1所述的二维角度调整架，其特征在于：所述的丝杆(4)有内六角沉孔(43)。