用于同轴型器件耦合的下夹具结构的制作方法

文档序号:11242004阅读:698来源:国知局
用于同轴型器件耦合的下夹具结构的制造方法与工艺

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的下夹具结构。



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,中国专利文献公开了一种用于同轴型光电子器件耦合焊接的夹具,包括底座、夹具安装板、夹头以及安装于夹具安装板上用于驱动夹头上下滑动的伸缩气缸,夹头的上端设有四个沿圆周布置的弹性夹瓣以及位于四个弹性夹瓣上的第一锥面,四个弹性夹瓣之间形成可使工件插入的插孔,其中,四个弹性夹瓣与夹头为一体结构,夹头由弹簧钢制成;夹具安装板设有套设于夹头上并与第一锥面配合迫使所有弹性夹瓣同步径向向内运动的锥孔;当伸缩气缸驱使夹头向下运动时,锥孔的内壁与第一锥面接触并迫使所有弹性夹瓣同步径向向内运动,从而可夹紧工件,当伸缩气缸驱使夹头向上运动时,第一锥面与锥孔的内壁脱离,弹性夹瓣在弹性复位作用下径向向外运动,从而可松开工件;夹具安装板通过导轨组件沿竖直方向滑设于底座上,底座上设有两组弹性支承夹具安装板的弹性支承组件,两组弹性支承组件相对于锥孔的轴线对称布置;弹性支承组件包括固设于底座上的导杆,夹具安装板设有滑套于导杆上的导向孔,导杆上安装有弹性支承夹具安装板的伸缩弹簧,导杆的上端设有防止夹具安装板脱出的限位帽;在不受外力的情况下,伸缩弹簧支承夹具安装板使其与限位帽相抵,此时夹具安装板相对于底座保持静止,当夹头受向下的力时,可伸缩弹簧的支承力使夹具安装板相对于底座向下滑动;在需要对工件进行角度调整等使工件在竖直方向上产生位移的工况下,夹具可以夹持的工件沿竖直方向进行自动补偿,从而能够自动适应工件在竖直方向上的位移。

但是,上述专利文献中所述的用于同轴型光电子器件耦合焊接的夹具,至少存在以下问题:仅能对所述夹具的上下方向(即z轴方向)进行调整和锁定,无法对所述夹具的绕前后方向的转动(即x方向)或者绕左右方向的转动(即y方向)进行调整和锁定。



技术实现要素:

为此,本发明所要解决的问题在于现有技术中用于同轴型光电子器件耦合焊接的夹具仅能对所述夹具的上下方向(即z轴方向)进行调整和锁定,无法对所述夹具的绕前后方向的转动(即x方向)或者绕左右方向的转动(即y方向)进行调整和锁定;进而提供一种能够对下夹具进行角度自动调整和锁定(三维调整和锁定)的用于同轴型器件耦合的下夹具结构。

为解决上述技术问题,本发明提供了用于同轴型器件耦合的下夹具结构,其包括

下夹具安装组件,安装在安装底座上;下夹具组件,安装在所述下夹具安装组件上;以及

第一锁紧结构,对所述下夹具组件所夹持的被夹持工件的上下方向进行锁定;还包括第二锁紧结构,对所述下夹具组件的绕前后方向的转动进行锁定;以及第三锁紧结构,对所述下夹具组件的绕左右方向的转动进行锁定。

所述下夹具组件包括下夹头,至少两个设于所述下夹头的上端且沿圆周布置的弹性夹瓣,以及设于所述弹性夹瓣外壁上的第一锥面;所述第一锁紧结构包括用于驱动所述下夹具组件上下滑动的第一伸缩气缸,以及设于所述下夹具安装组件上的内倒锥孔;其中,所述第一伸缩气缸驱动所述下夹具组件向下运动,所述弹性夹瓣在所述第一锥面和所述内倒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。

还包括安装在所述安装底座上的支撑框架,所述下夹具安装组件通过绕前后方向的转动连接结构和绕左右方向的转动连接结构活动安装在所述支撑框架上。

所述绕前后方向的转动连接结构包括与所述下夹具安装组件固定连接的且长度方向为前后方向的两个前后连接轴,以及成型在所述支撑框架上且轴向为前后方向的两个前后安装孔;所述绕左右方向的转动连接结构包括与所述下夹具安装组件固定连接且长度方向为左右方向的两个左右连接轴,以及成型在所述支撑框架上的且轴向为左右方向的两个左右安装孔;其中,所述前后连接轴嵌入所述前后安装孔中将所述下夹具安装组件与所述支撑框架活动连接,所述左右连接轴嵌入所述左右安装孔中将所述下夹具安装组件与所述支撑框架活动连接。

所述第二锁紧结构包括第二锁紧件,与所述绕前后方向的转动连接结构的所述前后连接轴的伸出端套设;第二伸缩气缸,包括在左右方向上进行往复伸缩的伸缩轴;以及第二中间辅助件,在所述第二伸缩气缸的伸缩轴的作用下辅助所述第二锁紧件锁紧所述前后连接轴。

所述第二锁紧件包括固定安装在所述支撑框架上的第二u型弹性件,所述第二u型弹性件包括两个第二弹性臂,两个所述第二弹性臂的连接端固定安装在所述支撑框架上,且所述连接端成型供所述前后连接轴的伸出端穿过的第二穿过孔,所述第二穿过孔与两个所述第二弹性臂之间的间隙连通;其中,所述第二中间辅助件设于所述第二弹性臂的一侧,所述第二中间辅助件在所述第二伸缩气缸的作用下将两个所述第二弹性臂扣紧,所述前后连接轴被锁紧。

所述第三锁紧结构包括第三锁紧件,与所述绕左右方向的转动连接结构的所述左右连接轴的伸出端套设;第三伸缩气缸,包括在前后方向上进行往复伸缩的伸缩轴;以及第三中间辅助件,在所述第三伸缩气缸的伸缩轴的作用下辅助所述第三锁紧件锁紧所述左右连接轴。

所述第三锁紧件包括固定安装在所述支撑框架上的第三u型弹性件,所述第三u型弹性件包括两个第三弹性臂,两个所述第三弹性臂的连接端固定安装在所述支撑框架上,且所述连接端成型供所述左右连接轴的伸出端穿过的第三穿过孔,所述第三穿过孔与两个所述第三弹性臂之间的间隙连通;其中,所述第三中间辅助件设于所述第三弹性臂的一侧,所述第三中间辅助件在所述第三伸缩气缸的作用下将两个所述第三弹性臂扣紧,所述左右连接轴被锁紧。

所述支撑框架通过弹性支撑结构滑动安装在所述安装底座上。

所述弹性支撑结构包括竖直成型在所述安装底座上的竖直导槽,滑动安装在所述竖直导槽内的竖直导轨,以及设于所述竖直导轨与所述安装底座之间的弹性组件;其中,所述竖直导轨与所述支撑框架固定连接,所述弹性组件对所述竖直导轨施加有使得所述竖直导轨向上滑动的运动趋势的弹力。

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的下夹具结构通过所述第一锁紧结构实现上下方向上的调整与锁紧,通过所述第二锁紧结构实现绕前后方向的转动上的调整与锁紧,通过所述第三锁紧结构实现绕左右方向的转动上的调整与锁紧,从而实现对所述下夹具组件的角度自动调整,以实现被夹工件的多维调整和锁紧,保证同轴型器件耦合的精准度。

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的下夹具结构示意图;

图2为本发明所述的用于同轴型器件耦合的下夹具结构另一示意图;

图3为本发明所述的用于同轴型器件耦合的下夹具结构部分示意图;

图4为本发明所述的用于同轴型器件耦合的下夹具结构部分示意图;

图5为本发明所述的用于同轴型器件耦合的下夹具结构的前后截面示意图;

图6为本发明所述的用于同轴型器件耦合的下夹具结构的左右截面示意图;

图中附图标记表示为:1-下夹具安装组件;2-安装底座;3-下夹头;4-弹性夹瓣;5-第一锥面;6-第一伸缩气缸;7-内倒锥孔;8-支撑框架;9-前后连接轴;10-前后安装孔;11-左右连接轴;12-左右安装孔;13-第二锁紧件;14-第二伸缩气缸;15-第二中间辅助件;16-第二弹性臂;17-第三锁紧件;18-第三伸缩气缸;19-第三中间辅助件;20-第三弹性臂;21-竖直导槽;22-竖直导轨;23-弹性组件;24-第二穿过孔;25-第三穿过孔。

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、2和3所示,本实施例提供了用于同轴型器件耦合的下夹具结构,其包括

下夹具安装组件1,安装在安装底座2上;下夹具组件,安装在所述下夹具安装组件1上;以及第一锁紧结构,对所述下夹具组件所夹持的被夹持工件的上下方向进行锁定;还包括第二锁紧结构,对所述下夹具组件的绕前后方向的转动进行锁定;以及第三锁紧结构,对所述下夹具组件的绕左右方向的转动进行锁定。

在本实施例中,用于同轴型器件耦合的下夹具结构通过所述第一锁紧结构实现上下方向上的调整与锁紧,通过所述第二锁紧结构实现绕前后方向的转动上的调整与锁紧,通过所述第三锁紧结构实现绕左右方向的转动上的调整与锁紧,从而实现对所述下夹具组件的三维调整,以实现被夹工件的多维调整和锁紧,保证同轴型器件耦合的精准度。

具体地,所述下夹具组件包括下夹头3,至少两个设于所述下夹头3的上端且沿圆周布置的弹性夹瓣4,以及设于所述弹性夹瓣4外壁上的第一锥面5;所述第一锁紧结构包括用于驱动所述下夹具组件上下滑动的第一伸缩气缸6,以及设于所述下夹具安装组件1上的内倒锥孔7;其中,所述第一伸缩气缸6驱动所述下夹具组件向下运动,所述弹性夹瓣4在所述第一锥面5和所述内倒锥孔7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4之间的工件锁紧。

在本实施例中,优选所述下夹头3的上端设置有六个所述弹性夹瓣4,每一个所述弹性夹瓣4的外壁都具有第一锥面5,六个所述第一锥面5围成上宽下窄的倒锥形结构;所述第一伸缩气缸6带动所述下夹具组件向下滑动时,六个所述弹性夹瓣4所形成的所述倒锥形结构与所述下夹具安装组件1上的所述内倒锥孔7相互配合并相互挤压,从而使得六个所述弹性夹瓣4在径向上同步向内运动,进而将放置在所述弹性夹瓣4之间的被夹工件夹紧;当所述下夹具组件不能在所述第一伸缩气缸6的作用下继续下滑时,也就意味着所述夹具组件被锁定;当需要解除锁定时,只需通过所述第一伸缩气缸6驱动所述下夹具组件向上运动使得所述第一锥面5从所述内倒锥孔7内滑出一段距离或完全滑出,即可使得所述弹性夹瓣4回复至初始状态,从而解除对所述被夹部件的锁紧,可取出所述被夹部件。

在本实施例中,所述用于同轴型器件耦合的下夹具结构还包括安装在所述安装底座2上的支撑框架8,所述下夹具安装组件1通过绕前后方向的转动连接结构和绕左右方向的转动连接结构活动安装在所述支撑框架8上。

具体地,如图1和2所示,所述支撑框架8具有中间空腔,所述下夹具安装通过所述绕前后方向的转动连接结构和所述绕左右方向的转动连接结构活动安装在所述支撑框架8的的中间空腔中。

进一步,如图3和4所示,所述绕前后方向的转动连接结构包括与所述下夹具安装组件1固定连接的且长度方向为前后方向的两个前后连接轴9,以及成型在所述支撑框架8上且轴向为前后方向的两个前后安装孔10;所述绕左右方向的转动连接结构包括与所述下夹具安装组件1固定连接且长度方向为左右方向的两个左右连接轴11,以及成型在所述支撑框架8上的且轴向为左右方向的两个左右安装孔12;其中,所述前后连接轴9嵌入所述前后安装孔10中将所述下夹具安装组件1与所述支撑框架8活动连接,所述左右连接轴11嵌入所述左右安装孔12中将所述下夹具安装组件1与所述支撑框架8活动连接。

作为具体的实施方式,如图6所示,所述支撑框架8通过弹性支撑结构滑动安装在所述安装底座2上。具体地,所述弹性支撑结构包括竖直成型在所述安装底座2上的竖直导槽21,滑动安装在所述竖直导槽21内的竖直导轨22,以及设于所述竖直导轨22与所述安装底座2之间的弹性组件23;其中,所述竖直导轨22与所述支撑框架8固定连接,所述弹性组件23对所述竖直导轨22施加有使得所述竖直导轨22向上滑动的运动趋势的弹力;在本实施例中,所述弹性组件23包括两个所述压簧,且两个所述压簧沿所述竖直导轨22的长度方向局部,所述压簧对所述竖直导轨22始终施加有所述竖直导轨22向上滑动的弹力;当该用于同轴型器件耦合的下夹具结构受压且压力大于所述弹力时,所述支撑框架8可以带动所述下夹具支撑板向下滑动,从而对所述下夹具安装组件1的位置进行一定范围内的调节,保证该用于同轴型器件耦合的下夹具结构能够与其相应的上夹具结构在耦合过程中找到最佳耦合位置。

在上述实施例的基础上,本实施例的所述第二锁紧结构包括第二锁紧件13,与所述绕前后方向的转动连接结构的所述前后连接轴9的伸出端套设;第二伸缩气缸14,包括在左右方向上进行往复伸缩的伸缩轴;以及第二中间辅助件15,在所述第二伸缩气缸14的伸缩轴的作用下辅助所述第二锁紧件13锁紧所述前后连接轴9。

作为优选的实施方式,如图1、2和5所示,所述第二锁紧件13包括固定安装在所述支撑框架8上的第二u型弹性件,所述第二u型弹性件包括两个第二弹性臂16,两个所述第二弹性臂16的连接端固定安装在所述支撑框架8上,且所述连接端成型供所述前后连接轴9的伸出端穿过的第二穿过孔24,所述第二穿过孔24与两个所述第二弹性臂16之间的间隙连通;其中,所述第二中间辅助件15设于所述第二弹性臂16的一侧,所述第二中间辅助件15在所述第二伸缩气缸14的作用下将两个所述第二弹性臂16扣紧,所述前后连接轴9被锁紧。

在本实施例中,所述第二穿过孔24与两个所述第二弹性臂16之间的间隙形成“∩”型结构,该“∩”型结构的顶端即为所述第二穿过孔24,两平行边即为两个所述第二弹性臂16,所述前后连接轴9的伸出端转动安装在所述第二穿过孔24内;当两个所述第二弹性臂16被扣紧时,所述前后连接轴9的伸出端被夹紧在所述第二穿过孔24内进而被锁紧,从而实现对所述下夹具组件在绕前后方向的转动上的锁定。作为优选的实施方式,所述第二中间辅助件15的第一部分与靠近所述第二伸缩气缸14的所述第二弹性臂16固定连接且与所述第二伸缩气缸14的壳体固定,所述第二中间辅助件15的第二部分与远离所述第二伸缩气缸14的所述第二弹性臂16固定连接,同时所述第二中间辅助件15的第二分部还与所述伸缩气缸的伸缩固定连接;当所述第二伸缩气缸14的伸缩轴回缩时,所述第二中间辅助件15的第二部分带动与其连接的所述第二弹性臂16向另一弹性臂靠近,从而使得两个所述第二弹性臂16相互扣紧,进而将所述前后连接轴9的伸出端夹紧,实现对所述下夹具组件在绕前后方向的转动上的锁定。

进一步地,所述第三锁紧结构包括第三锁紧件17,与所述绕左右方向的转动连接结构的所述左右连接轴11的伸出端套设;第三伸缩气缸18,包括在前后方向上进行往复伸缩的伸缩轴;以及第三中间辅助件19,在所述第三伸缩气缸18的伸缩轴的作用下辅助所述第三锁紧件17锁紧所述左右连接轴11。

具体地,如图1、2和6所示,所述第三锁紧件17包括固定安装在所述支撑框架8上的第三u型弹性件,所述第三u型弹性件包括两个第三弹性臂20,两个所述第三弹性臂20的连接端固定安装在所述支撑框架8上,且所述连接端成型供所述左右连接轴11的伸出端穿过的第三穿过孔25,所述第三穿过孔25与两个所述第三弹性臂20之间的间隙连通;其中,所述第三中间辅助件19设于所述第三弹性臂20的一侧,所述第三中间辅助件19在所述第三伸缩气缸18的作用下将两个所述第三弹性臂20扣紧,所述左右连接轴11被锁紧。

在本实施例中,所述第三穿过孔25与两个所述第三弹性臂20之间的间隙形成“∩”型结构,该“∩”型结构的顶端即为所述第三穿过孔25,两平行边即为两个所述第三弹性臂20,所述左右连接轴11的伸出端转动安装在所述第三穿过孔25内;当两个所述第三弹性臂20被扣紧时,所述左右连接轴11的伸出端被夹紧在所述第三穿过孔25内进而被锁紧,从而实现对所述下夹具组件在绕左右方向的转动上的锁定。作为优选的实施方式,所述第三中间辅助件19的第一部分与靠近所述第三伸缩气缸18的所述第三弹性臂20固定连接且与所述第三伸缩气缸18的壳体固定,所述第三中间辅助件19的第二部分与远离所述第三伸缩气缸18的所述第三弹性臂20固定连接,同时所述第三中间辅助件19的第二分部还与所述伸缩气缸的伸缩固定连接;当所述第三伸缩气缸18的伸缩轴回缩时,所述第三中间辅助件19的第三部分带动与其连接的所述第三弹性臂20向另一弹性臂靠近,从而使得两个所述第三弹性臂20相互扣紧,进而将所述左右连接轴11的伸出端夹紧,实现对所述下夹具组件在绕左右方向的转动上的锁定。

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。

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