用于同轴型器件耦合焊接的上夹具结构的制作方法

本发明涉及光电子器件自动化耦合封装技术领域，具体涉及一种用于同轴型器件耦合焊接的上夹具结构。

背景技术：

随着光纤通信和光纤传感技术的发展，光电子器件的制备成为了光信息技术进一步发展的关键；有源器件是光纤通信系统中将电信号转换成光信号或将光信号转换成电信号的关键器件，同轴型有源光器件在光纤通信领域中得到了广泛的应用，光收发组件是同轴型有源光器件中的重要器件。

现有同轴光器件封装工艺中的关键步骤之一为激光器与光纤的耦合，封装要求所被焊接的光收发组件有极高的同轴度和定位精度，并且要求装卸器件简单快捷，在装载器件后能够对模块接通电源，一种高效率、高精度、高刚度、自动夹紧的同轴有源光器件光收发组件夹具，能使同轴型有源光器件耦合封装效率大幅度提高，同时保证焊后偏移量小，大大提高耦合的合格率和质量。

因此，中国专利文献cn104117770b公开了用于同轴型光电子器件的整体旋转型自动耦合焊接设备，其包括上夹具；该上夹具包括安装座、第一夹具头、第一锁紧套筒以及用于驱动锁紧套筒伸缩运动的伸缩驱动件，第一夹具头固定装设于安装座上，第一夹具头设有用于夹持上器件的多个第一弹性夹，多个第一弹性夹瓣沿圆周布置，第一锁紧套筒套设于夹具头的外部，伸缩驱动件与第一锁紧套筒相连并可驱动第一锁紧套筒推动所有第一弹性夹瓣径向向内同步运动；夹具头设有位于多个第一弹性夹瓣上的第一锥形面；第一锁紧套筒包括外筒以及通过紧固件连接于外筒中的铜锥套，铜锥套设有用于与第一锥形面配合迫使所有第一弹性夹瓣径向向内同步运动的第二锥形面。

但是，上述专利文献中的用于同轴型光电子器件的整体旋转型自动耦合焊接设备，至少存在以下问题：其上夹具仅能在上下方向上对被夹部件进行调节和锁紧，而实际使用过程中，有时候该上夹具所夹持的部件上的某一特定的点需要和下夹具所夹持的另一部件上的相应的特定的点相互对准后才能进行耦合焊接，一旦两个部件在被夹持时没有对准，该上夹具将无法对被夹部件进行调节对准。

因此，现需提供一种能够对被夹部件的进行调节对准的用于同轴型器件耦合焊接的上夹具结构。

技术实现要素：

因此，本发明所要解决的问题在于现有技术中的上夹具仅能在上下方向对被夹部件进行锁紧、而无法调节该被夹部件与下夹具的夹持部件进行调节对准；进而提供一种能够对被夹部件的进行调节对准的用于同轴型器件耦合焊接的上夹具结构。

为解决上述技术问题，本发明提供了用于同轴型器件耦合焊接的上夹具结构，其包括上夹具组件，安装在安装座上；以及锁紧结构，对所述上夹具组件的上下方向进行调节锁紧；还包括对所述上夹具组件进行角度调整的调节结构。

所述上夹具组件包括上夹头，至少两个设于所述上夹头的下端且沿圆周外扩布置的弹性夹瓣，以及设于所述弹性夹瓣的外壁上的外锥面；所述锁紧结构包括锁紧套筒，成型在所述锁紧套筒的端部的内锥孔，以及驱动所述上夹头在所述锁紧套筒内上下滑动的伸缩气缸；其中，所述伸缩气缸的伸缩杆带动所述上夹具组件向所述锁紧套筒内滑动，所述弹性夹瓣在所述外锥面和所述内锥孔的相互挤压作用下同步径向向内运动，将设于所述弹性夹瓣之间的工件锁紧。

所述调节结构包括电机，固定在所述电机的旋转轴上的主动齿轮，以及固定在所述锁紧套筒外的从动齿轮；其中，所述主动齿轮与所述从动齿轮相互啮合。

所述调节结构包括电机，固定在所述电机的旋转轴上的主动同步带轮，固定在所述锁紧套筒外的从动同步带轮，以及同步带；其中，所述同步带在所述主动同步带轮的作用下带动所述从动同步带轮转动。

所述上夹头和所述驱动气缸之间还设有中间连接组件，所述中间连接组件包括至少一个第一轴承和中间连接杆，所述第一轴承的内圈与所述伸缩气缸的伸缩杆固定连接，所述第一轴承的外圈与所述中间连接杆的固定连接，所述中间连接杆的下端固定连接有所述上夹头。

还包括防止所述上夹具组件脱出所述锁紧套筒的限位结构。

所述限位结构包括第一限位结构，所述第一限位结构包括成型在所述锁紧套筒的上端的内台阶面、以及成型在所述中间连接杆的上端的外台阶面；其中，所述内台阶面与所述外台阶面相抵，所述上夹头不再向外滑出。

所述限位结构还包括第二限位结构，所述第二限位结构包括成型在所述锁紧套筒的下端的内倒锥面、以及成型在所述中间连接杆的下端端部的外锥面；其中，所述内倒锥面与所述外锥面抵紧，所述上夹头不再向外滑出。

所述锁紧套筒与所述安装座的壳体之间设有至少一个安装轴承，所述安装轴承的外圈与所述安装座的壳体内壁固定连接，所述安装轴承的内圈与所述锁紧套筒固定套设。

还包括对所述上夹头的所述弹性夹瓣张开度进行初步调整的初调结构。

所述初调结构包括成型在所述锁紧套筒上且相互对称设置的两个竖直条形孔，成型在所述上夹头和/或所述中间连接杆的下端的且相互对称设置的安装通孔，穿过所述安装通孔且两端端部嵌入所述竖直条形孔内的限位销；其中，所述锁紧套筒设置所述竖直条形孔的长度段还设有外螺纹，一限位螺母与所述外螺纹相配合对所述限位销进行限位。

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：在本发明中，用于同轴型器件耦合焊接的上夹具结构不仅设有用于锁紧所述上夹具组件的锁紧结构，还设有用于对所述上夹具组件的角度进行调节的调节结构，所述调节结构通过对所述上夹具组件进行调节，实现对所述上夹具组件所夹持部件的角度调节，被夹持后的部件能够通过所述调节结构使得其上的某一特定方向能够与下夹具结构上的被夹部件的相应的方向对准，保证上、下夹具上的部件能够精准、无误的进行耦合焊接。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明所述的用于同轴型器件耦合焊接的上夹具结构整体示意图；

图2为本发明所述的用于同轴型器件耦合焊接的上夹具结构截面示意图；

图中附图标记表示为：1-安装座；2-上夹头；3-弹性夹瓣；4-外锥面；5-锁紧套筒；6-内锥孔；7-伸缩气缸；8-伸缩杆；9-电机；10-主动同步带轮；11-从动同步带轮；12-同步带；13-第一轴承；14-中间连接杆；15-内台阶面；16-外台阶面；17-内倒锥面；19-外锥面；20-安装轴承；21-竖直条形孔；22-安装通孔；23-限位销；24-限位螺母。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

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，可以是锁定连接，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。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

如图1和2所示，本实施例提供了用于同轴型器件耦合焊接的上夹具结构，其包括安装在安装座1上的上夹具组件，对所述上夹具组件的上下方向进行调节锁紧的锁紧结构；还包括对所述上夹具组件进行角度调整的调节结构。

在本实施例中，不仅设有用于锁紧所述上夹具组件的锁紧结构，还设有用于对所述上夹具组件的角度进行调节的调节结构，所述调节结构通过对所述上夹具组件进行调节，实现对所述上夹具组件所夹持部件的角度调节，被夹持后的部件能够通过所述调节结构使得其上的某一特定方向能够与下夹具结构上的被夹部件的相应的方向对准，保证上、下夹具上的部件能够精准、无误的进行耦合焊接；该调节方式既可以通过电机自动调节也可以手动转动调节，且转动过程中锁紧气缸不会跟着一起转动，避免了因气缸转动而造成气管缠绕的问题。

具体地，所述上夹具组件包括上夹头2，至少两个设于所述上夹头2的下端且沿圆周外扩布置的弹性夹瓣3，以及设于所述弹性夹瓣3的外壁上的外锥面4；所述锁紧结构包括锁紧套筒5，成型在所述锁紧套筒5的端部的内锥孔6，以及驱动所述上夹头2在所述锁紧套筒5内上下滑动的伸缩气缸7；其中，所述伸缩气缸7的伸缩杆8带动所述上夹具组件向所述锁紧套筒5内滑动，所述弹性夹瓣3在所述外锥面4和所述内锥孔6的相互挤压作用下同步径向向内运动，将设于所述弹性夹瓣3之间的工件锁紧。

在本实施例中，优选所述上夹具组件包括四个所述弹性夹瓣3，因为所有所述弹性夹瓣3在所述上夹头2的下端周向设置且呈外扩状，所以当所述伸缩气缸7的伸缩杆8带动所述上夹具组件向所述锁紧套筒5内滑动时，所述弹性夹瓣3的所述外锥面4与所述内锥孔6相互配合，且所有所述弹性夹瓣3慢慢向中间轴线收紧，当所述上夹头2的所述外锥面4和所述锁紧套筒5的所述内锥孔6挤紧时，所述上夹头2被锁紧，也就是说，所有所述弹性夹瓣3收紧，从而使得被夹部件被所述上夹具组件夹紧；当需要解除锁定时，只需使得所述伸缩气缸7的伸缩杆8带动所述上夹具组件向下朝所述锁紧套内外滑出，则所有所述弹性夹瓣3的外锥面4与所述内锥孔6分离，所述弹性夹瓣3在自身弹力作用下慢慢径向扩张至恢复原状，进而解除对所述被夹部件的锁定。

如图2所示，所述上夹头2和所述驱动气缸之间还设有中间连接组件，所述中间连接组件包括至少一个第一轴承13和中间连接杆14，所述第一轴承13的内圈与所述伸缩气缸7的伸缩杆8固定连接，所述第一轴承13的外圈与所述中间连接杆14的固定连接，所述中间连接杆14的下端固定连接有所述上夹头2。

在本实施例中，优选所述中间连接组件包括两个所述第一轴承13，且两个所述第一轴承13的内圈固定连接，两个所述第一轴承13的外圈固定连接，且两个所述第一轴承13的外圈外还套设有连接套；其中，上方的所述第一轴承13的内圈与所述伸缩气缸7的伸缩杆8固定连接，所述第一轴承13的外圈通过所述连接套与所述中间传动杆固定连接；因此，当所述伸缩气缸7的伸缩杆8发生伸缩时，可以通过所述第一轴承13的内圈带动所述中间连接杆14进行伸缩，进而带动所述上夹头2进行伸缩，使得所述弹性夹瓣3释放所述被夹部件或者夹紧所述被夹部件。

本实施例还包括防止所述上夹具组件脱出所述锁紧套筒5的限位结构。

具体地，所述限位结构包括第一限位结构，所述第一限位结构包括成型在所述锁紧套筒5的上端的内台阶面15、以及成型在所述中间连接杆14的上端的外台阶面16；其中，所述内台阶面15与所述外台阶面16相抵，所述上夹头2不再向外滑出。

进一步，所述限位结构还包括第二限位结构，所述第二限位结构包括成型在所述锁紧套筒5的下端的内倒锥面17、以及成型在所述中间连接杆14的下端端部的外锥面19；其中，所述内倒锥面17与所述外锥面19抵紧，所述上夹头2不再向外滑出。

在上述实施例的基础上，如图2所示，本实施例的所述调节结构包括电机9，固定在所述电机9的旋转轴上的主动同步带轮10，固定在所述锁紧套筒5外的从动同步带轮11，以及同步带12；其中，所述同步带12在所述主动同步带轮10的作用下带动所述从动同步带轮11转动。

本实施例中，所述电机9安装在所述安装座1上，所述主动同步带轮10固定套设在所述电机9上且伸缩所述安装座1的壳体内，所述从动同步带轮11固定套设在所述锁紧套筒5的上端端部外，且所述主动同步带轮10和所述从动同步带轮11套设有同步带12；当所述被夹部件被所述上夹具组件夹紧时，所述上夹头2的外锥面4与所述锁紧套筒5的内锥孔6的内壁相互抵紧；当需要对调节所述被夹部件的角度时，通过所述电机9驱动所述主动同步带轮10转动，所述从动同步带轮11在所述同步带12的作用下转动，与所述从动同步带轮11固定连接的所述锁紧套筒5发生旋转，所述上夹具组件会随所述锁紧套筒5一起旋转，从而实现对所述被夹部件的角度调节；在在所述锁紧套筒5的转动过程中，所述中间传动杆和所述第一轴承13的外圈也会一起旋转，但是所述第一轴承13的内圈、所述伸缩杆8和所述伸缩气缸7不会发生转动。

作为可变换的实施方式，还可以设置所述调节结构包括电机9，固定在所述电机9的旋转轴上的主动齿轮，以及固定在所述锁紧套筒5外的从动齿轮；其中，所述主动齿轮与所述从动齿轮相互啮合；具体地，所述电机9安装在所述安装座1上，所述主动齿轮固定套设在所述电机9上且伸缩所述安装座1的壳体内，所述从动齿轮固定套设在所述锁紧套筒5的上端端部外，且所述从动齿轮与所述主动齿轮相互啮合；当所述被夹部件被所述上夹具组件夹紧时，所述上夹头2的外锥面4与所述锁紧套筒5的内锥孔6的内壁相互抵紧，因此当所述调节结构带动所述锁紧套筒5发生旋转时，所述上夹具组件会随所述锁紧套筒5一起旋转，且所述中间传动杆和所述第一轴承13的外圈也会一起旋转，但是所述第一轴承13的内圈、所述伸缩杆8和所述伸缩气缸7不会发生转动。

所述锁紧套筒5与所述安装座1的壳体之间设有至少一个安装轴承20，所述安装轴承20的外圈与所述安装座1的壳体内壁固定连接，所述安装轴承20的内圈与所述锁紧套筒5固定套设；在本实施例中，所述锁紧套筒5既能够自由旋转，又可以通过所述安装轴承20的外圈固定安装在所述安装座1的壳体内。

进一步地，本实施例还包括对所述上夹头2的所述弹性夹瓣3张开度进行初步调整的初调结构；具体地，所述初调结构包括成型在所述锁紧套筒5上且相互对称设置的两个竖直条形孔21，成型在所述上夹头2和/或所述中间连接杆14的下端的且相互对称设置的安装通孔22，穿过所述安装通孔22且两端端部嵌入所述竖直条形孔21内的限位销23；其中，所述锁紧套筒5设置所述竖直条形孔21的长度段还设有外螺纹，一限位螺母24与所述外螺纹相配合对所述限位销23进行限位。在本实施例中，通过调节所述限位螺母24的位置，可以调节所述限位销23的位置，进而可以调节所述上夹头2的伸出长度，从而达到调节各个所述弹性夹瓣3的外扩程度和所有所述弹性夹瓣3所围成的中间夹持空间的大小，以使所述上夹具组件能够适用于各种不同尺寸的被夹部件；当需要夹持部件时，可以先调节中间夹持空间的大小，使其基本适用于即将被夹持的部件，从而使得使用者既能将被夹部件顺利放入中间夹持空间中，又能防止放置后的被夹部件会在未夹紧前发生脱落。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。