CN215660047U - 一种棱镜与光纤头的定位装调工装 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种棱镜与光纤头的定位装调工装，包括供于连接棱镜和光纤头的支撑单元、棱镜定位组件以及光纤头定位组件。棱镜定位组件沿支撑单元的相邻两侧边延伸方向拆卸式抵触设于支撑单元的相邻两侧，以供棱镜定位组件与支撑单元的台面之间围合形成供于安装棱镜且呈直角的棱镜安装夹角。光纤头定位组件包括两光纤头垫片以及两光纤头固定座，棱镜安装于棱镜安装夹角内且与支撑单元固定连接，两个光纤头垫片关于所述棱镜对称设置，光纤头垫片的相邻两端分别抵触于棱镜定位组件的内侧面及棱镜，两光纤头设于光纤头垫片上，光纤头固定座的一侧面与对应的光纤头固定连接且其底部与支撑单元固定连接。该工装实现了棱镜与光纤头的定位。
Description
技术领域
本实用新型涉及光谱共焦传感器技术领域，尤其涉及一种棱镜与光纤头的定位装调工装。
背景技术
随着精密和超精密制造业的迅速发展，对高精密的检测需求也越来越高，因此高精密的位移传感器也应运而生。超精密的位移传感器精度可达到微米级别。传统的接触式测量虽然也有较高的精度，但是由于其可能会划伤被测物体表面，而且当被测物体为弱刚性或是轻软材料时，接触式测量也会造成弹性形变，引入测量的误差，此外，接触式测量速度较慢，难以实现自动化测量，基于接触式测量存在的诸多不足，因此非接触式位移传感器受到了更大的关注。
光谱共焦传感器是一种通过光学色散原理建立距离与波长间的对应关系，利用光谱仪解码光谱信息，从而获得位置信息的装置，如图1所示，光源发出的光通过光纤耦合器后可以近似看作点光源，经过准直和色散物镜聚焦后发生光谱色散，在像面上形成沿着光轴方向不同波长连续分布的单色光焦点，且每个波长的单色光焦点到被测物体的距离都不同。当被测物处于测量范围内某一位置时，只有特定波长的光在被测面上是聚焦状态，该波长的光由于满足共焦条件，可以从被测物表面反射经过分光棱镜后返回光纤耦合器并进入光谱仪，而其他波长的光在被测物面表面处于离焦状态，反射回的光在光源处的分布远大于光纤纤芯直径，所以大部分其余波长的光线无法进入光谱仪。通过光谱仪解码得到回波光强最大处的波长值，从而测得被测物对应的距离值。由于采用了共焦技术，因此该方法具有良好的层析特性，提高了分辨力，并且对被测物特性和环境杂光不敏感。
随着3D精密测量的需求越来越广泛，线光谱共焦传感器的精度要求也越来越高，而用于线光谱共焦传感器内部的分光棱镜和光纤相互之间的位置精度决定了整个传感器的测量精度，以前在组装时采用结构件配调节螺钉的方式逐步实现，然而这种组装定位方式受限于安装人员的安装经验，安装精度相对而言不可控。
实用新型内容
有鉴于此，有必要提供一种棱镜与光纤头的定位装调工装，用以解决现有组装定位方式受限于安装人员的安装经验，安装精度相对而言不可控的技术问题。
一种棱镜与光纤头的定位装调工装，其特征在于，包括供于连接棱镜和光纤头的支撑单元、供于定位棱镜的棱镜定位组件以及设于所述支撑单元上供于定位两个光纤头的两组光纤头定位组件；
所述棱镜定位组件沿所述支撑单元的相邻两侧边延伸方向拆卸式抵触设于所述支撑单元的相邻两侧，且所述棱镜定位组件沿垂直所述支撑单元的侧边方向延伸出所述支撑单元的台面，以供所述棱镜定位组件与所述支撑单元的台面之间围合形成供于安装棱镜且呈直角的棱镜安装夹角；
每个所述光纤头定位组件包括一光纤头垫片以及一光纤头固定座，所述棱镜安装于棱镜安装夹角内且与所述支撑单元固定连接，所述棱镜的相邻两侧与棱镜定位组件内侧面之间围合形成相垂直的两个光纤头安装区域，两个所述光纤头垫片关于所述棱镜对称设置，每个所述光纤头垫片设置在对应的光纤头安装区域且所述光纤头垫片分别抵触于所述棱镜定位组件的内侧面及棱镜，所述光纤头设于所述光纤头垫片上以用于所述光纤头在所述光纤头安装区域的两个方向的限位，每个所述光纤头固定座的一侧面与对应的所述光纤头固定连接且所述光纤头固定座的底部与支撑单元固定连接以将所述光纤头固设于所述支撑单元上。
优选地，所述工装支撑单元包括工装底座，设于所述工装底座上的玻璃底座以及玻璃底座定位组件；所述棱镜定位组件沿所述工装底座的相邻两侧边延伸方向拆卸式抵触设于所述工装底座的相邻两侧，且所述棱镜定位组件沿垂直所述工装底座的侧边方向延伸出所述工装底座的台面，以供所述棱镜定位组件与所述工装底座的台面之间围合形成供于安装棱镜且呈直角的棱镜安装夹角；所述玻璃底座的两相邻边与所述棱镜安装夹角的两面相贴合，所述玻璃底座定位组件与所述玻璃底座拆卸连接以限制所述玻璃底座位移，两光纤头垫片以及光纤头固定座均设于所述玻璃底座上。
优选地，所述玻璃底座定位组件包括两玻璃底座调整垫片以及两玻璃底座挡块，两所述玻璃底座调整垫片相对所述棱镜定位组件分别设于所述玻璃底座的另外两相邻侧，两所述玻璃底座调整垫片分别与所述工装底座拆卸式连接，且两所述玻璃底座调整垫片分别经由玻璃底座挡块与所述玻璃底座抵触设置。
优选地，所述棱镜定位组件包括垂直设于所述工装底座相邻两侧的两个棱镜挡块，所述棱镜挡块与工装底座经由螺栓拆卸连接。
优选地，所述光纤头垫片呈长方形垫片，所述光纤头垫片抵触于所述棱镜的一端的垫片上表面形成有台阶面，所述光纤头的前端面与光纤头垫片上的台阶面抵触设置，所述台阶面沿垫片长度方向的长度等于所述光纤头的前端面与所述棱镜间的间距，以快速定位所述光纤头相对所述棱镜的间距。
优选地，其中一个所述光纤头定位组件包括一光纤头安装块，所述光纤头安装块设于任意的一组光纤头和光纤头固定座之间且与所述光纤头固定连接，所述光纤头安装块上设有至少一螺栓安装孔，所述光纤头固定座对应所述螺栓安装孔设有条形沉孔，所述条形沉孔内形成有螺栓孔，所述光纤头安装块与所述光纤头固定座经由穿过所述螺栓安装孔与所述螺栓孔的调节螺栓固定连接，且通过调节所述调节螺栓的松紧以微调所述光纤头固定座与所述光纤头安装块间的间隙。
优选地，两个棱镜挡块为垂直相连的一体式结构。
优选地，所述棱镜竖直插置于所述支撑单元且与所述支撑单元经由胶水固定连接。
优选地，光纤头安装块与光纤头经由胶水固定连接，光纤头固定座与玻璃底座经由胶水固定连接。
优选地，所述工装底座上形成有凸台平面，所述玻璃底座放置于工装底座的凸台平面上。
与现有技术相比，本实用新型提供了一种棱镜与光纤头的定位装调工装，用于在线光谱共焦传感器组装过程中实现将分光棱镜和光纤进行精准定位和快速组装的功能。具体地说，通过棱镜定位组件与支撑单元的台面之间围合形成供于安装棱镜且呈直角的棱镜安装夹角，可实现将棱镜定位安装于棱镜安装夹角中的支撑单元的台面上。两个所述光纤头垫片关于所述棱镜对称设置，每个所述光纤头垫片设置在对应的光纤头安装区域，且各个光纤头垫片的相邻两端分别抵触于棱镜定位组件的内侧面及棱镜，两光纤头设于光纤头垫片上以用于所述光纤头在所述光纤头安装区域的两个方向的限位，且光纤头固定座的一侧面与对应的光纤头固定连接且光纤头固定座的底部与支撑单元固定连接以将光纤头固设于所述支撑单元上。也即，上述技术手段通过棱镜定位组件及定位好的棱镜配合光纤头垫片，实现了光纤头的定位，并通过光纤头固定座固定定位好的两个光纤头，实现了光纤头的固定。而且，完成定位后，可拆卸棱镜定位组件以及两光纤头垫片，以两个光纤头底部悬空且与棱镜等间隔方式实现光路导通。即可将拆卸后的整体构件移到线光谱共焦传感器的内腔中，通过其它定位固定方式将其安装到准确的位置。
附图说明
图1为现有技术光谱共焦传感器的原理示意图；
图2为本实用新型提供的棱镜与光纤头的定位装调工装一实施例的结构示意图；
图3为图2的***图；
图4为本实用新型提供的棱镜与光纤头的定位装调工装拆卸后的结构示意图；
图5为本实用新型提供的棱镜与光纤头的定位装调工装拆卸后与色散物镜配合的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图来具体描述本实用新型的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本实用新型的实施例一起用于阐释本实用新型的原理，并非用于限定本实用新型的范围。
如图2-5所示，本实施例中的一种棱镜与光纤头的定位装调工装，包括供于连接棱镜10和光纤头20的支撑单元30、供于定位棱镜10的棱镜定位组件40以及设于所述支撑单元30上供于定位两个光纤头20的两组光纤头定位组件50。
所述棱镜定位组件40沿所述支撑单元30的相邻两侧边延伸方向拆卸式抵触设于所述支撑单元30的相邻两侧，且所述棱镜定位组件40沿垂直所述支撑单元30的侧边方向延伸出所述支撑单元30的台面，以供所述棱镜定位组件40与所述支撑单元30的台面之间围合形成供于安装棱镜10且呈直角的棱镜安装夹角a。
每个所述光纤头定位组件50包括一光纤头垫片51以及一光纤头固定座52，所述棱镜10安装于棱镜安装夹角a内且与所述支撑单元30的台面固定连接，所述棱镜10的相邻两侧与棱镜定位组件40内侧面之间围合形成相垂直的两个光纤头安装区域，两个所述光纤头垫片51关于所述棱镜10对称设置，每个所述光纤头垫片51设置在对应的光纤头安装区域。所述光纤头垫片51的两端面分别抵触于所述棱镜定位组件40的内侧面及棱镜10，所述光纤头20设于所述光纤头垫片51上以用于所述光纤头20在所述光纤头安装区域的两个方向的限位，每个所述光纤头固定座52的一侧面与对应的所述光纤头20固定连接且所述光纤头固定座52的底部与支撑单元30固定连接，以对所述光纤头20进行第三个方向限位的同时还将光纤头20固设于所述支撑单元30上。
本实施例中，所述工装支撑单元30包括工装底座31，设于所述工装底座31上的玻璃底座32以及玻璃底座定位组件33；所述棱镜定位组件33沿所述工装底座31的相邻两侧边延伸方向拆卸式抵触设于所述工装底座31的相邻两侧，且所述棱镜定位组件40沿垂直所述工装底座31的侧边方向延伸出所述工装底座31的台面，以供所述棱镜定位组件40与所述工装底座31的台面之间围合形成供于安装棱镜10且呈直角的棱镜安装夹角a。所述玻璃底座32的两相邻边与所述棱镜安装夹角a的两面相贴合，所述玻璃底座定位组件33与所述玻璃底座32拆卸连接以限制所述玻璃底座32位移，两光纤头垫片51以及光纤头固定座52均设于所述玻璃底座32上。也即，上述技术手段通过棱镜定位组件40及定位好的棱镜10配合光纤头垫片51，实现了光纤头20的定位，并通过光纤头固定座52固定定位好的两个光纤头20，实现了光纤头20的定位及固定。
进一步地，所述玻璃底座定位组件33包括两玻璃底座调整垫片331以及两玻璃底座挡块332，两所述玻璃底座调整垫片331相对所述棱镜定位组件40分别设于所述玻璃底座32的另外两相邻侧，两所述玻璃底座调整垫片331分别与所述工装底座31拆卸式连接，且两所述玻璃底座调整垫片331分别经由玻璃底座挡块332与所述玻璃底座32抵触设置。即实现了玻璃底座32的定位。上述设置便于后续可对玻璃底座定位组件33进行拆除，可实现玻璃底座32以及定位好的两个光纤头20及棱镜10整体转移至线光谱共焦传感器的内腔中。
具体地说，所述棱镜定位组件40包括垂直设于所述工装底座31相邻两侧的两个棱镜挡块41，所述棱镜挡块41与工装底座31经由螺栓拆卸连接。
作为一较佳实施方式，所述光纤头垫片51呈长方形垫片，所述光纤头垫片51抵触于所述棱镜的一端的垫片上表面形成有台阶面511，所述光纤头20的前端面与光纤头垫片51上的台阶面511抵触设置，所述台阶面511沿垫片长度方向的长度等于所述光纤头20的前端面与所述棱镜10间的间距，以快速定位所述光纤头20相对所述棱镜10的间距。
本实施例中，其中一个所述光纤头定位组件50还包括一光纤头安装块53，所述光纤头安装块53设于任意的一组光纤头20和光纤头固定座52之间且与所述光纤头20固定连接，所述光纤头安装块53上设有至少一螺栓安装孔，所述光纤头固定座52对应所述螺栓安装孔设有条形沉孔521，所述条形沉孔521内形成有螺栓孔，所述光纤头安装块53与所述光纤头固定座52经由穿过所述螺栓安装孔与所述螺栓孔的调节螺栓固定连接，且通过调节所述调节螺栓的松紧以微调所述光纤头固定座52与所述光纤头安装块53间的间隙。
另外，两个棱镜挡块41还可为垂直相连的一体式结构。所述棱镜10竖直插置于所述支撑单元30且与所述支撑单元30经由胶水固定连接。光纤头安装块53与光纤头20经由胶水固定连接，光纤头固定座52与玻璃底座32经由胶水固定连接。所述工装底座31上形成有凸台平面，所述玻璃底座32放置于工装底座31的凸台平面上。
工作流程：
首先，将工装底座31安装固定于一平台上，然后将两个棱镜挡块41通过螺钉紧固工装底座31的两个侧面上，即完成了棱镜10和玻璃底座32的定位基准。接着将玻璃底座32放置于工装底座31的凸台平面上，让玻璃底座32的两个侧面分别与两个棱镜挡块41的平面贴紧，即完成了玻璃底座32的定位。
将两个玻璃底座挡块331通过螺钉分别固定在玻璃底座32上，然后将两个玻璃底座调整垫片332分别放置于两个玻璃底座32与玻璃底座挡块331的间隙内，通过设置于两个玻璃底座挡块331内的紧定螺钉将玻璃底座调整垫片332与玻璃底座32压紧，即完成了玻璃底座32的固定。
将棱镜10放置于玻璃底座32上，然后将其的两个侧面分别与两个棱镜挡块41的平面接触，便完成了棱镜10的定位，然后将棱镜10与玻璃底座32通过胶水粘接起来，即完成了棱镜10的固定。
将光纤头垫片51放置于玻璃底座32上，带有台阶面511的一端与棱镜10的侧面贴紧，然后将光纤头20放置于光纤头垫片51上，光纤头20的一侧面与棱镜挡块41的平面贴紧，光纤头20前端面与光纤头垫片51上的台阶面511贴紧，即完成了光纤头20的定位。同理，依靠光纤头垫片可完成另一光纤头的定位，只是两者的固定方式不同。
为了更好的实现两个光纤头20之间的定位，需要一个光纤头20不可调作为基准，另一个光纤头20可微调，对应基准进行调整。
先将光纤头安装块53与光纤头固定座52通过螺钉固定起来，然后将光纤头固定座52的底面与玻璃平台32贴紧，光纤头安装块53的侧面与光纤头20居中贴紧，通过胶水粘接的方式分别将光纤头安装块53与光纤头20粘牢，光纤头固定座52与玻璃平台32粘牢，即完成了其中一光纤头20的固定。
对于另一个光纤头20的固定，先将光纤头固定座52的底面与玻璃平台32贴紧，再将其侧面与光纤头20居中贴基恩，然后通过胶水粘接的方式分别将光纤头固定座52与光纤头20粘牢，光纤头固定座52与玻璃平台32粘牢，即完成了另一光纤头20的固定。
待该组件中的各零件稳固后，逐步将棱镜挡块41和光纤头垫片51取出，以及将玻璃底座调整垫片332的紧定螺钉松开，即可将分光棱镜组件整体从工装底座31上取下来，移到线光谱共焦传感器的内腔中，通过其它定位固定方式将其安装到准确的位置。
本实用新型提供了一种棱镜与光纤头的定位装调工装，用于在线光谱共焦传感器组装过程中实现将分光棱镜和光纤进行精准定位和快速组装的功能。具体地说，通过棱镜定位组件与支撑单元的台面之间围合形成供于安装棱镜且呈直角的棱镜安装夹角，可实现将棱镜定位安装于棱镜安装夹角中的支撑单元的台面上。两个所述光纤头垫片关于所述棱镜对称设置，每个所述光纤头垫片设置在对应的光纤头安装区域，且各个光纤头垫片的相邻两端分别抵触于棱镜定位组件的内侧面及棱镜，两光纤头设于光纤头垫片上以用于所述光纤头在所述光纤头安装区域的两个方向的限位，且光纤头固定座的一侧面与对应的光纤头固定连接且光纤头固定座的底部与支撑单元固定连接以将光纤头固设于所述支撑单元上。也即，上述技术手段通过棱镜定位组件及定位好的棱镜配合光纤头垫片，实现了光纤头的定位，并通过光纤头固定座固定定位好的两个光纤头，实现了光纤头的固定。而且，完成定位后，可拆卸棱镜定位组件以及两光纤头垫片，以两个光纤头底部悬空且与棱镜等间隔方式实现光路导通。即可将拆卸后的整体构件移到线光谱共焦传感器的内腔中，通过其它定位固定方式将其安装到准确的位置。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种棱镜与光纤头的定位装调工装，其特征在于，包括供于连接棱镜和光纤头的支撑单元、供于定位棱镜的棱镜定位组件以及设于所述支撑单元上供于定位两个光纤头的两组光纤头定位组件；
所述棱镜定位组件沿所述支撑单元的相邻两侧边延伸方向拆卸式抵触设于所述支撑单元的相邻两侧，且所述棱镜定位组件沿垂直所述支撑单元的侧边方向延伸出所述支撑单元的台面，以供所述棱镜定位组件与所述支撑单元的台面之间围合形成供于安装棱镜且呈直角的棱镜安装夹角；
每个所述光纤头定位组件包括一光纤头垫片以及一光纤头固定座，所述棱镜安装于棱镜安装夹角内且与所述支撑单元固定连接，所述棱镜的相邻两侧与棱镜定位组件内侧面之间围合形成相垂直的两个光纤头安装区域，两个所述光纤头垫片关于所述棱镜对称设置，每个所述光纤头垫片设置在对应的光纤头安装区域且所述光纤头垫片分别抵触于所述棱镜定位组件的内侧面及棱镜，所述光纤头设于所述光纤头垫片上以用于所述光纤头在所述光纤头安装区域的两个方向的限位，每个所述光纤头固定座的一侧面与对应的所述光纤头固定连接且所述光纤头固定座的底部与支撑单元固定连接以将所述光纤头固设于所述支撑单元上。
2.根据权利要求1所述的棱镜与光纤头的定位装调工装，其特征在于，所述工装支撑单元包括工装底座，设于所述工装底座上的玻璃底座以及玻璃底座定位组件；所述棱镜定位组件沿所述工装底座的相邻两侧边延伸方向拆卸式抵触设于所述工装底座的相邻两侧，且所述棱镜定位组件沿垂直所述工装底座的侧边方向延伸出所述工装底座的台面，以供所述棱镜定位组件与所述工装底座的台面之间围合形成供于安装棱镜且呈直角的棱镜安装夹角；所述玻璃底座的两相邻边与所述棱镜安装夹角的两面相贴合，所述玻璃底座定位组件与所述玻璃底座拆卸连接以限制所述玻璃底座位移，两光纤头垫片以及光纤头固定座均设于所述玻璃底座上。
3.根据权利要求2所述的棱镜与光纤头的定位装调工装，其特征在于，所述玻璃底座定位组件包括两玻璃底座调整垫片以及两玻璃底座挡块，两所述玻璃底座调整垫片相对所述棱镜定位组件分别设于所述玻璃底座的另外两相邻侧，两所述玻璃底座调整垫片分别与所述工装底座拆卸式连接，且两所述玻璃底座调整垫片分别经由玻璃底座挡块与所述玻璃底座抵触设置。
4.根据权利要求1所述的棱镜与光纤头的定位装调工装，其特征在于，所述棱镜定位组件包括垂直设于所述工装底座相邻两侧的两个棱镜挡块，所述棱镜挡块与工装底座经由螺栓拆卸连接。
5.根据权利要求1所述的棱镜与光纤头的定位装调工装，其特征在于，所述光纤头垫片呈长方形垫片，所述光纤头垫片抵触于所述棱镜的一端的垫片上表面形成有台阶面，所述光纤头的前端面与光纤头垫片上的台阶面抵触设置，所述台阶面沿垫片长度方向的长度等于所述光纤头的前端面与所述棱镜间的间距，以快速定位所述光纤头相对所述棱镜的间距。
6.根据权利要求2所述的棱镜与光纤头的定位装调工装，其特征在于，其中一个所述光纤头定位组件包括一光纤头安装块，所述光纤头安装块设于任意的一组光纤头和光纤头固定座之间且与所述光纤头固定连接，所述光纤头安装块上设有至少一螺栓安装孔，所述光纤头固定座对应所述螺栓安装孔设有条形沉孔，所述条形沉孔内形成有螺栓孔，所述光纤头安装块与所述光纤头固定座经由穿过所述螺栓安装孔与所述螺栓孔的调节螺栓固定连接，且通过调节所述调节螺栓的松紧以微调所述光纤头固定座与所述光纤头安装块间的间隙。
7.根据权利要求4所述的棱镜与光纤头的定位装调工装，其特征在于，两个棱镜挡块为垂直相连的一体式结构。
8.根据权利要求1所述的棱镜与光纤头的定位装调工装，其特征在于，所述棱镜竖直插置于所述支撑单元且与所述支撑单元经由胶水固定连接。
9.根据权利要求6所述的棱镜与光纤头的定位装调工装，其特征在于，光纤头安装块与光纤头经由胶水固定连接，光纤头固定座与玻璃底座经由胶水固定连接。
10.根据权利要求2所述的棱镜与光纤头的定位装调工装，其特征在于，所述工装底座上形成有凸台平面，所述玻璃底座放置于工装底座的凸台平面上。
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2021
- 2021-06-29 CN CN202121453585.4U patent/CN215660047U/zh not_active Expired - Fee Related
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20220128 |