一种透镜耦合夹取装置的制作方法

本发明涉及光学器件安装领域，特别是涉及一种透镜耦合夹取装置。

背景技术：

半导体激光器中的发光芯片所发出的光束为发散的椭圆光束，平行于发光面的方向为慢轴，发散角约为10°，垂直于发光面的方向为快轴方向，发散角可达到40°。由于激光器发光芯片在快轴上的发散角较大，为有效保证半导体激光器的发光质量，必须利用快轴透镜对发光芯片所发出的光束进行快轴准直。

快轴准直过程即将透镜贴合在芯片上的过程。现有透镜贴合工艺中，大多采用人工操作。即人工利用简单的夹具夹起透镜，然后贴合放置在芯片上。

现有透镜贴合工艺中，没有专门适用于透镜贴合的夹取装置，人工夹取存在劳动力强度较大、效率低等问题。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种透镜耦合夹取装置，用于解决或部分解决现有透镜贴合工艺中，没有专门适用于透镜贴合的夹取装置，人工夹取存在劳动力强度较大，效率低等问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种透镜耦合夹取装置，包括：空间位移机构、驱动机构和夹头；所述空间位移机构与所述驱动机构相连，所述空间位移机构用于带动所述驱动机构进行空间移动，所述驱动机构与所述夹头相连、用于驱动所述夹头执行夹取动作。

在上述方案的基础上，所述空间位移机构包括x轴滑台和y轴滑台中的至少一个以及z轴滑台。

在上述方案的基础上，所述空间位移机构还包括：角位移平台；所述角位移平台包括x轴角位移平台、y轴角位移平台和z轴角位移平台中的至少一个。

在上述方案的基础上，所述夹头包括上夹头和下夹头；所述上夹头和所述下夹头的一端分别与所述驱动机构相连，所述上夹头和所述下夹头的另一端分别竖直连接夹爪，所述夹爪朝下设置且所述上夹头的夹爪和所述下夹头的夹爪相对式设置，所述驱动机构用于带动所述上夹头的夹爪和所述下夹头的夹爪相向或者相背移动。

在上述方案的基础上，所述驱动机构包括：气爪气缸；所述气爪气缸包括两个相互平行的气爪，两个气爪分别与所述上夹头和所述下夹头的一端一一对应连接。

在上述方案的基础上，还包括：摆动气缸；所述摆动气缸与所述空间位移机构相连，所述摆动气缸的输出轴与所述驱动机构相连。

在上述方案的基础上，还包括：限位块；所述限位块设置在所述摆动气缸和所述驱动机构之间，所述限位块的一侧与所述摆动气缸的壳体相连，所述摆动气缸的输出轴穿过所述限位块与所述驱动机构相连，所述限位块用于限定所述驱动机构的摆动角度。

在上述方案的基础上，还包括：安装座；所述驱动机构与所述安装座的一侧固定连接，所述安装座的另一侧在所述限位块的另一侧与所述摆动气缸的输出轴相连，所述安装座的另一侧连接设置定位销，所述限位块的另一侧设置有定位槽，所述定位销插入所述定位槽中。

在上述方案的基础上，所述夹爪中间部位设置有开口朝下的开槽。

(三)有益效果

本发明提供的一种透镜耦合夹取装置，设置空间位移机构可实现夹头的空间移动，通过对空间位移机构的移动进行控制，可对夹头的位置进行控制，以实现夹头的位移以及精确定位，便于实现夹取的精准度，提高夹取效率。该夹取装置可实现自动夹取，在提高夹取效率的同时，可减少人工劳动强度，减少人力消耗。

附图说明

图1为本发明实施例的一种透镜耦合夹取装置的整体示意图；

图2为本发明实施例中驱动机构和夹头的连接示意图；

图3为本发明实施例中安装座和定位销的示意图；

图4为本发明实施例中限位块的示意图。

附图标记说明：

1—x轴滑台；2—z轴滑台；3—x轴角位移平台；

4—y轴角位移平台；5—z轴角位移平台；6—驱动机构；

7—夹头；8—摆动气缸；9—限位块；

10—安装座；11—定位销；61—气爪气缸；

62—气爪；71—上夹头；72—下夹头；

73—夹爪；74—开槽；91—定位槽；

92—开口。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

根据本发明实施例提供一种透镜耦合夹取装置，参考图1，该夹取装置包括：空间位移机构、驱动机构6和夹头7；空间位移机构与驱动机构6相连，空间位移机构用于带动驱动机构6进行空间移动，驱动机构6与夹头7相连、用于驱动夹头7执行夹取动作。

本实施例提供的一种透镜耦合夹取装置，设置空间位移机构可带动驱动机构6和夹头7一体进行空间位移，便于对不同位置的器件进行夹取。且通过控制空间位移机构的移动，便于对夹头7进行精确定位，便于提高夹取的精确度和效率。

驱动机构6和夹头7为主要夹取待夹取器件的部件。夹头7是与待夹取器件接触的部件。驱动机构6驱动夹头7对待夹紧器件施加夹紧力，以实现待夹取器件的夹起；以及驱动机构6驱动夹头松开，使得将器件放置在所需位置处。

本实施例提供的一种透镜耦合夹取装置，设置空间位移机构可实现夹头7的空间移动，通过对空间位移机构的移动进行控制，可对夹头7的位置进行控制，以实现夹头7的位移以及精确定位，便于实现夹取的精准度，提高夹取效率。该夹取装置可实现自动夹取，在提高夹取效率的同时，可减少人工劳动强度，减少人力消耗。

在上述实施例的基础上，进一步地，空间位移机构包括x轴滑台1和y轴滑台中的至少一个以及z轴滑台2。

x轴滑台1、y轴滑台和z轴滑台2可实现夹头7的空间直线移动。空间位移机构可包括三个方向的直线电动滑台，也可只设置竖直方向与一个水平方向的直线电动滑台。滑台的个数可根据具体夹取过程中夹头7所需要移动的位置进行设置，对此不做限定。

以设置三个方向的直线电动滑台为例，即空间位移机构包括x轴滑台1、y轴滑台和z轴滑台2。x轴滑台1、y轴滑台和z轴滑台2的连接结构为：x轴滑台1可固定设置，y轴滑台与x轴滑台1的滑块相连，x轴滑台1可带动y轴滑台沿x轴方向进行直线移动；

z轴滑台2可与y轴滑台的滑块相连，y轴滑台可带动z轴滑台2沿y轴方向做直线移动。同时z轴滑台2与y轴滑台一体可在x轴滑台1的带动下沿x轴方向做直线移动。

可设置驱动机构6与z轴滑台2的滑块相连。驱动机构6在z轴滑台2的带动下可沿z轴方向做直线移动。从而空间位移机构可实现驱动机构6和夹头7进行三个方向的直线移动。

设置滑台，还可便于对驱动机构6和夹头7的位移进行精确定位。通过滑台可将驱动机构6和夹头7移动至预设位置处，便于对待夹取器件进行夹取。且可通过滑台使得驱动机构6和夹头7沿着预设轨迹移动至所需位置处，便于对夹起的器件进行放置。

在上述实施例的基础上，进一步地，空间位移机构还包括：角位移平台；角位移平台包括x轴角位移平台3、y轴角位移平台4和z轴角位移平台5中的至少一个。

因为在对器件夹取过程中，例如在透镜贴合到芯片工艺中对透镜夹取时，因为透镜大多为人工放置在料盒中。人工放置不能保证每个透镜均毫无偏差的放置在预设位置处。不可避免的透镜与预设位置间为存在一些角度的偏差。

因此设置角位移平台，用于带动夹头7进行角度偏转移动，以适应透镜的角度偏差，保证能够顺利的夹取透镜。可设置能够实现绕三个方向分别旋转的三个方向角位移平台，也可设置两个方向的角位移平台，也可设置一个方向的角位移平台。

角位移平台的个数可根据具体需要设置，对此不做限定。进一步地，以设置三个方向的角位移平台为例，即同时设置x轴角位移平台3、y轴角位移平台4和z轴角位移平台5。x轴角位移平台3即能够提供绕x轴方向旋转运动的平台。

x轴角位移平台3、y轴角位移平台4和z轴角位移平台5的连接结构为：x轴角位移平台3可与z轴滑台2的滑块连接；y轴角位移平台4可与x轴角位移平台3的转动块连接；z轴角位移平台5与y轴角位移平台4的转动块连接；驱动机构6可与z轴角位移平台5的转动块连接。

驱动机构6和夹头7可在角位移平台的带动下实现绕三个方向的旋转移动，从而可适应透镜角度的偏转，保证能够顺利夹取透镜。

在上述实施例的基础上，进一步地，本实施例对夹头7的具体结构进行了说明。参考图2和图3，夹头7包括上夹头71和下夹头72。上夹头71和下夹头72的一端分别与驱动机构6相连。上夹头71和下夹头72的另一端分别竖直连接夹爪73。夹爪73朝下设置且上夹头71的夹爪73和下夹头72的夹爪73相对式设置。驱动机构6用于带动上夹头71的夹爪73和下夹头72的夹爪73相向或者相背移动。

上夹头71和下夹头72可分别呈板状或杆状，具体形状不限。上夹头71一端与驱动机构6相连，另一端向下竖直连接夹爪73，使得上夹头71和夹爪73整体呈l形。同样，下夹头72一端与驱动机构6相连，另一端向下竖直连接夹爪73，使得下夹头72和夹爪73整体呈l形。

上夹头71位于下夹头72的上方，可与下夹头72上下平行设置。上夹头71与下夹头72之间可接触，也可存在间隙。上夹头71的夹爪73与下夹头72的夹爪73均竖直设置，且相互平行。驱动机构6可带动上夹头71和/或下夹头72移动，进而使得两个夹爪73之间的距离发生变化。将待夹取器件置于两个夹爪73之间，两个夹爪73相向移动可对器件进行夹紧；两个夹爪73相背移动，可松开器件。

进一步地，两个夹爪73的底面应平齐；即位于同一水平面。便于对放置在水平面上的器件进行夹紧，以保证顺利夹取器件。

在上述实施例的基础上，进一步地，参考图2，驱动机构6包括：气爪气缸61；气爪气缸61包括两个相互平行的气爪62。两个气爪62分别与上夹头71和下夹头72的一端一一对应连接。

气爪气缸61的两个气爪62，一个与上夹头71的一端相连，另一个与下夹头72的一端相连。气爪气缸61可带动两个气爪62相向或相背移动，进而可带动上夹头71和下夹头72相向或相背移动，满足夹取需要。

进一步地，驱动机构6也可设置为其他机构，具体不做限定。例如，驱动机构6还可为滑轨和电机；可设置上夹头71和下夹头72中的一个与滑轨固定连接，另一个与滑轨滑动连接。与滑轨滑动连接的夹头与电机相连，电机可带动该夹头沿滑轨移动。从而通过电机可调整该夹头与另一个夹头之间的距离，以进行夹取。电机可采用气缸或皮带机，具体不做限定。

在上述实施例的基础上，进一步地，参考图1，一种透镜耦合夹取装置还包括：摆动气缸8；摆动气缸8与空间位移机构相连，摆动气缸8的输出轴与驱动机构6相连。

摆动气缸8为能够提供绕输出轴转动运动的气缸。设置摆动气缸8，可在夹头夹取透镜之后，转动驱动机构6和夹头，使得透镜的底面朝向不同方向，便于适应不同方向的芯片，实现顺利的将透镜贴合在芯片上。

在上述实施例的基础上，进一步地，一种透镜耦合夹取装置还包括：限位块9；限位块9设置在摆动气缸8和驱动机构6之间。限位块9的一侧与摆动气缸8的壳体相连。摆动气缸8的输出轴穿过限位块9与驱动机构6相连。限位块9用于限定驱动机构6的摆动角度。

摆动气缸8位于限位块9的一侧，驱动机构6位于限位块9的另一侧。限位块9与摆动气缸8的壳体相连，限位块9不随摆动气缸8输出轴的转动而转动。驱动机构6是与摆动气缸8的输出轴一体转动的。

在摆动气缸8带动驱动机构6一体转动时，限位块9可通过阻挡驱动机构6的转动，进而实现控制驱动机构6的摆动角度。设置摆动气缸8主要是为了适应透镜贴合时芯片的位置，可根据实际芯片位置的需要来具体设置限位块9，使得在限位块9的限制下，夹头7与透镜转动的角度满足贴合需要。

在上述实施例的基础上，进一步地，参考图1，一种透镜耦合夹取装置还包括：安装座10；驱动机构6与安装座10的一侧固定连接，安装座10的另一侧在限位块9的另一侧与摆动气缸8的输出轴相连。参考图3，安装座10的另一侧连接设置定位销11。参考图4，限位块9的另一侧设置有定位槽91，定位销11插入所述定位槽91中。

设置安装座10可便于对驱动机构6进行固定，以及便于驱动机构6与摆动气缸8相连。安装座10和驱动机构6一体在摆动气缸8的带动下转动。限位块9可呈块状结构。参考图4，限位块9的中间部位可设置开口92，便于摆动气缸8的输出轴通过该开口92穿过限位块9与安装座10相连。限位块9在边缘位置处可与摆动气缸8的壳体固定连接。

限位块9的另一侧，即背离摆动气缸8的一侧与安装座10相接。在安装座10与限位块9相接的一侧固定连接设置定位销11，定位销11可为轴状结构，也可为块状结构，为凸出于安装座10表面的结构即可。在摆动气缸8的带动下，定位销11与安装座10一体进行转动。

在限位块9的另一侧设置定位槽91，定位槽91可沿定位销11的转动方向进行设置。使得定位销11在定位槽91中能够顺利进行转动。而定位槽91的槽边则可阻挡定位销11的转动，从而对驱动机构6和夹头7的转动进行限定。定位槽91的开槽角度，即允许定位销11转动的角度可根据需要透镜转动的位置进行设置，不做限定。

进一步地，在透镜贴合芯片的工艺过程中，一般透镜平放在水平面上，而芯片是竖直放置的。在夹头7夹起透镜时，透镜的底面朝下。在将透镜贴合在芯片上时，需要将透镜的底面朝向芯片，即将透镜的底面竖直放置。

此时，可设置定位槽91的开槽角度为90°，即定位槽91两侧槽边的夹角为90°。定位销11初始位于定位槽91的一侧。使得摆动气缸8带动夹头7转动时，定位槽91可限定夹头转动90°。使得透镜的底面转动为竖直状态，便于与芯片贴合。

进一步地，限位块9也可为其他结构来实现限定夹头的转动角度。例如，可在驱动机构6的转动路径上设置限位块9，通过限位块9阻挡驱动机构6的转动来实现控制转动角度。限位块9的具体结构不做限定。

在上述实施例的基础上，进一步地，参考图2，夹爪73中间部位设置有开口92朝下的开槽74。夹爪73是与透镜接触的部件。在夹取透镜时，两个夹爪73位于透镜的两侧。在每个夹爪73上设置开槽74，可使得在透镜任一侧的夹爪73与透镜的两个部位接触。

不仅可保证夹爪73夹持透镜的牢固稳定性，且夹爪73中间部位设置开槽74，夹爪73与透镜的中间部位不接触，可防止夹爪73对透镜的中间部位造成损坏而影响正常使用。

在上述实施例的基础上，进一步地，一种透镜耦合夹取装置在透镜耦合过程中的具体操作为：首先通过空间位移机构带动夹头移动至透镜的上方；然后调整角位移平台，使得夹头的空间偏转角度与透镜的空间偏转角度相适应，使得夹头7与透镜平行。

然后，空间位移机构带动夹头下降至透镜所在平面。此时两个夹爪73位于透镜的两侧。驱动机构6驱动两个夹爪73相向移动，与透镜接触并按照预设力度施加夹紧力。然后空间位移机构带动夹头7上升，并移动至芯片位置处。

摆动气缸8带动夹头7转动。通过限位块9使得夹头转动90°。使得透镜的底面朝向芯片。然后通过空间位移机构带动夹头7移动，使得透镜贴合在芯片上，完成透镜耦合。

该透镜耦合夹取装置，可代替人工夹取进行透镜耦合，可减少人工劳动强度，提高透镜夹取和贴合的准确性以及效率。该夹取装置还可用于夹取其他器件，对此不做限定。

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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。