镜片搬运吸头的制作方法

本发明属于光学模组装配技术领域，具体地，涉及一种镜片搬运吸头。

背景技术：

近年来，消费类电子产品的发展迅速，其中，微型镜头、微型显示器等包含微型光学模组的部件广泛应用在实际、平板电脑、vr头戴设备等电子产品中。

微型光学模组通常包括镜片、显像或摄像部件等组件，其对组装的精确度要求较高。微型光学模组产品的组装精确度会影响模组的光学性能和产品一致性。镜片与显像或摄像部件之间的相对位置、角度会直接影响微型光学模组的光学性能。另外，镜片在搬运、组装过程中易发生磕碰、划伤等问题，进而给镜片的组装带来困难，甚至影响微型光学模组的性能。

为了提高镜片的装配精确度，在现有技术中通常采用自动控制配合镜片夹具的方案对镜片进行搬运、组装的相关操作。但是，现有的镜片夹具仍容易对镜片造成损伤，尤其是在对镜片施压进行粘接固定的操作中，更易对镜片造成压伤。另一方面，镜片夹具自身的可靠性有限，在进行镜片装配时，容易发生轻微的偏斜、摆动等情况，进而造成镜片的组装位置偏离于预先设定的位置。

上述镜片夹具存在的问题都会影响微型光学模组最终的性能表现。所以，有必要对镜片夹具进行改进，提供一种可靠性更高的镜片夹具。

技术实现要素：

本发明的一个目的是提供一种镜片夹具的新技术方案。

根据本发明的第一方面，提供了一种镜片搬运吸头，包括：

吸头主体；

吸嘴杆和直线轴承，所述直线轴承固定设置在所述吸头主体内，所述吸嘴杆插在所述直线轴承中，所述吸嘴杆被配置为能相对于所述直线轴承沿自身的轴向移动，所述吸嘴杆的吸取端从所述吸头主体伸出；

弹性部件，所述弹性部件设置在所述吸头主体上，所述弹性部件被配置为驱动所述吸嘴杆向吸头主体外移动；

所述吸头主体上配置有限位结构，所述限位结构限制所述吸嘴杆从吸头主体中伸出的长度；

所述吸嘴杆内具有气道，所述吸头主体内设置有密封气路，所述密封气路与所述气道连通，所述吸嘴杆的吸取端被配置为能通过气道吸气吸附镜片。

可选地，所述镜片搬运吸头配置有止转机构，所述止转机构被配置为限制所述吸嘴杆相对于所述吸头主体旋转。

可选地，所述止转机构包括止转导杆和止转导套，所述止转导杆连接在所述吸嘴杆上并被配置为能随所述吸嘴杆移动，所述止转导套设置在所述吸头主体上，所述止转导杆插入所述止转导套。

可选地，所述吸头主体上配置有中空主轴，所述密封气路形成在所述中空主轴中，所述直线轴承设置于所述密封气路中，所述吸嘴杆与所述中空主轴同轴设置，所述吸取端从所述中空主轴中伸出。

可选地，所述中空主轴的一端为法兰端面，所述法兰端面从所述吸头主体上伸出，所述法兰端面上设置有密封法兰，所述密封法兰中心设置有密封导套，所述吸嘴杆从所述密封导套中穿出，所述密封导套被配置为引导所述吸嘴杆。

可选地，所述弹性部件包括两支弹簧；

所述中空主轴在密封气道中形成有台阶面，所述吸嘴杆上套设有与所述台阶面相对的隔离环，一支所述弹簧设置在所述隔离环与台阶面之间；

所述吸取端上形成有朝向中空主轴的端面的挡面，另一支所述弹簧设置在所述挡面与中空主轴的端面之间。

可选地，所述限位结构为定位凸缘，所述定位凸缘设置在中空主轴上吸嘴杆伸出的位置处，所述吸嘴杆上形成有定位沿，所述定位沿与所述定位凸缘相对，所述吸嘴杆从吸头主体中伸出时，所述定位沿别配置为能与所述定位凸缘相抵，以限制吸嘴杆伸出的长度。

可选地，所述镜片搬运吸头包括第一固定座和第二固定座，所述第一固定座与第二固定座旋转连接，所述吸头主体与所述第二固定座旋转连接，所述第一固定座被配置为用于与加工机固定连接，所述第二固定座相对于第一固定座的旋转平面与吸头主体相对于第二固定座的旋转平面相互正交。

可选地，所述镜片搬运吸头包括两个旋转调节组件，一个所述旋转调节组件被配置为用于调节第一固定座和第二固定座的相对旋转位置，另一个所述旋转调节组件被配置为用于调节第二固定座与吸头主体的相对旋转位置。

可选地，所述旋转调节组件设置在所述第二固定座上；

或者，一个所述旋转调节组件设置在所述第一固定座上，另一个所述旋转调节组件设置在所述第二固定座或吸头主体上。

根据本公开的一个实施例，能够有效抑制所述吸嘴杆向自身的径向发生偏斜、搓动的情况，从而提高镜片搬运吸头对镜片的装配精度。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。

图1是本发明提供的镜片搬运吸头的立体结构示意图；

图2是本发明提供的镜片搬运吸头的剖面示意图；

图3是图2的局部放大示意图；

图4是图2的局部放大示意图。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

本发明提供了一种镜片搬运吸头，如图1、2所示，其中包括吸头主体1、吸嘴杆2、直线轴承3以及弹性部件4。该镜片搬运吸头通过吸取的方式用于对镜片进行搬运、组装的操作。其中，吸头主体1构成镜片搬运吸头的主体结构，吸头主体1中形成有用于容纳吸嘴杆2、直线轴承3等部件的空间。

如图2-4所示，所述直线轴承3固定设置在所述吸头主体1内，所述吸嘴杆2则插在所述直线轴承3中。所述直线轴承3对吸嘴杆2形成引导移动的作用，所述吸嘴杆2能够相对于直线轴承3沿自身的轴向滑动。由于直线轴承3的限制作用，所述吸嘴杆2在发生轴向移动时，不会发生相对于自身径向的搓动、摆动；或者，产生的径向摆动量较小。所述吸嘴杆2具有吸取端21，所述吸取端21用于抵在被搬运的镜片上，对镜片形成吸附固定。所述吸取端21从所述吸头主体1上伸出，延伸到吸头主体1的外部。

如图2所示，所述弹性部件4设置在所述吸头主体1上，所述弹性部件4的一端可以顶在吸头主体1上，另一端则顶在吸嘴杆2上。所述弹性部件4被配置为对吸嘴杆2施加弹性作用里，从而驱动吸嘴杆2向吸头主体1外侧滑动。进一步地，所述吸头主体1上还配置有限位结构，所述限位结构可以对吸嘴杆2形成止挡。当吸嘴杆2向吸头主体1外侧伸出到一定长度时，所述限位结构挡住吸嘴杆2，阻止吸嘴杆2继续向外。即，所述限位结构限制所述吸嘴杆2从吸头主体1中伸出的长度。

特别地，所述吸嘴杆2是中空结构，其中具有气道22。所述吸头主体1内则设置有密封气路12。所述吸头主体1被配置为能够对密封气路12进行抽气，使密封气路12和所述气道22内形成负压。所述吸嘴杆2的气道22连通到所述吸取端21处，气道22中的负压在吸取端21处形成吸力，用于吸取镜片。

本发明提供的镜片搬运吸头的工作过原理如下：吸头主体移动，使所述吸取端靠近、接触镜片；吸头主体在气道内形成负压，吸取端吸附固定镜片；吸头主体移动，使吸取端携带镜片一同移动到待组装件上；吸头主体沿着吸嘴杆的轴向向待组装件移动，镜片与待组装件接触压紧，产生的反作用力压缩弹性部件，使吸嘴杆向吸头主体内缩回；吸头主体沿吸嘴杆的轴向向远离待组装件的方向移动，吸嘴杆在弹性部件的作用下从吸头主体中伸出，伸出到一定长度时，受限位结构的止挡作用不再伸出；吸头主体撤除气道内的负压，吸取端处的吸力撤除，吸取端与镜片分离。

本发明提供的镜头搬运吸头的优点在于，直线轴承对吸嘴杆沿轴向的运动提供了可靠、准确的引导作用。吸嘴杆能够顺畅的相对于吸头主体产生轴向移动，并且不易发生沿吸嘴杆径向的偏斜、摆动，进而避免了镜片在组装时可能出现的偏斜、错位现象，提高了组装精确度。而且，直线轴承也对吸嘴杆起到了良好的支撑作用，提高了吸嘴杆的方形和可靠性。

所述直线轴承通常采用滚珠结构，可以为吸嘴杆提供顺畅、稳定的移动引导作用。但是，采用滚珠结构构成直线轴承使得吸嘴杆可以沿自身轴线的圆周方向自由旋转。如果吸嘴杆在对镜片进行组装时自身发生旋转，有可能影响到镜片的定位姿态。如果镜片不是圆形，而是呈特定形状，则吸嘴杆的自身旋转会直接造成镜片定位不准确，无法正常装配。优选地，所述镜片搬运吸头还配置有止转机构，所述止转机构被配置为用于限制所述吸嘴杆沿自身轴线的圆周方向，相对于所述吸头主体旋转。

可选地，如图2、4所示，所述止转机构可以包括止转导杆202和止转导套111。所述止转导杆202固定设置在所述吸嘴杆2上，当吸嘴杆2沿轴向移动时，所述止转导杆202能够随吸嘴杆2移动。所述止转导杆202与吸嘴杆2相互平行。所述止转导套111则设置在所述吸头主体1上，所述止转导杆202插入到所述止转导套111中。在止转导杆202随吸嘴杆2移动时，止转导杆202会在止转导套111中移动。当吸嘴杆2有自身旋转的趋势时，由于止转导杆202与吸嘴杆2平行设置，而止转导套111对止转导杆202形成径向上的位置限制。所以，止转导杆202与止转导套111的相对限位作用能够阻止吸嘴杆2自身旋转。

可选地，如图2-4所示，所述吸头主体1上可以配置有中空主轴100，所述中空主轴100可以在吸头主体1中旋转。密封气路12形成在中空主轴100中，直线轴承以及吸嘴杆2也设置在中空主轴100中。所述吸嘴杆2与中空主轴100同轴设置，吸嘴杆2穿在中空主轴100中。吸嘴杆2的吸取端21从所述中空主轴100中伸出。所述吸头主体1上还可以设置有驱动电机8等部件，用于驱动所述中空主轴100旋转，进而带动其中的吸嘴杆2旋转。通过驱动电机8的旋转控制，可以旋转调节位于吸取端21的镜片的姿态。

可选地，如图2、4所示，所述中空主轴100的一端为法兰端面101，另一端为驱动端，所述驱动端插入在吸头主体1内，通过联轴器81与驱动电机8相连接。中空主轴100具有法兰端面101的一端则从吸头主体1中伸出，法兰端面101上设置有密封法兰110，密封法兰110中心存在开口，开口处设置有密封导套112，如图2所示。所述密封法兰110和密封导套112对中空主轴100内的密封气路12形成密封，避免法兰端面101处存在漏气。所述吸嘴杆2从所述密封导套112中穿过，吸嘴杆2与密封导套112之间为相对滑动配合。密封导套112对吸嘴杆2起到引导和间隙密封的作用，使得吸嘴杆2能够准确的沿着自身的轴向伸缩移动，减少径向偏斜，并且防止吸嘴杆2在法兰端面101处与中空主轴之间存在漏气缝隙。

所述弹性部件4可以为两支弹簧，两支弹簧分别设置在中空主轴100和吸嘴杆2的不同配合位置，以产生将吸嘴杆2产生向外伸出的作用力。如图2所示，所述中空主轴100在密封气道22中形成有台阶面102，所述吸嘴杆2上则套设有与所述台阶面102相对的隔离环23。在吸嘴杆2向吸头主体1外伸出时，隔离环23与台阶面102相对远离，反之相对靠近。其中一支弹簧设置在所述隔离环23和台阶面102之间，当吸嘴杆2向吸头主体1内缩回时，隔离环23与台阶面102相互靠近从而压缩弹簧。弹簧产生将隔离环23向远离台阶面102的方向推动的作用力。

另一支弹簧设置在吸头主体1外部。所述吸取端21上形成有朝向中空主轴100的端面的挡面201，另一支弹簧设置在所述挡面201与中空主轴100的端面之间。当吸嘴杆2向吸头主体1内部缩回时，所述挡面201向中空主轴100的端面靠近从而压缩弹簧。弹簧产生将所述挡面201向远离中空主轴100的端面推动的作用力。在图2所示的实施方式中，所述吸嘴杆2上环绕设置有台面，台面上还设置有防转块200，所述防转块200用于固定设置上述止转导杆202。所述防转块200朝向上述密封法兰110的一侧表面作为所述挡面201。上述弹簧设置在防转块200与密封法兰110之间。本发明提供的弹性部件的配置方式结构简单，易于装配并且可靠性高，适用于镜片搬运吸头的应用环境。在其它实施方式中，可以采用橡胶弹性件等其它部件作为弹性部件。弹性部件也可以设置在吸嘴杆插入吸头主体内的端部。本发明不对弹性部件的类型和装配方式进行限制。

本发明上述的限位结构可选为定位凸缘113，如图2、4所示，所述定位凸缘113设置在中空主轴上吸嘴杆2伸出的位置处。相应地，所述吸嘴杆2上形成有定位沿24，所述定位沿24与所述定位凸缘113相对。当所述吸嘴杆2从吸头主体中伸出时，所述定位沿24别配置为能与所述定位凸缘113相抵，以限制吸嘴杆2伸出的长度。通过这种结构配置，可以有效限制吸嘴杆2的位置，防止吸嘴杆2从吸头主体中脱出。

在实际对镜片进行装配时，由于镜片的定位、加工机自身的装配定位等因素的影响，有可能出现镜片的角度、姿态不满足装配要求的情况。本发明优选的镜片搬运吸头还包括第一固定座5和第二固定座6。通过第一固定座5和第二固定座6的装配连接关系，可以对镜片搬运吸头自身在加工机上的姿态进行调节，进而调节镜片的姿态，以满足镜片组装的要求。

如图1所示，所述第一固定座5与第二固定座6之间可旋转的连接，所述吸头主体1则与所述第二固定座6之间可旋转的连接。所述第一固定座5用于直接与加工机固定连接。即，所述吸头主体1是通过第二固定座6和第一固定座5连接到加工机上的。吸头主体1能够相对于第二固定座6旋转一定角度，第二固定座6则可以相对于第一固定座5旋转一定角度。特别地，第二固定座6相对于第一固定座5的旋转平面与吸头主体1相对于第二固定座6的旋转平面是相互正交的。这样，吸头主体能够在三维空间下自由调整角度和姿态，以便使镜片满足装配姿态的要求。

可选地，所述镜片搬运吸头可以包括两个旋转调节组件7，通过旋转调节组件7对第二固定座6、吸头主体1的旋转角度进行调节。其中一个旋转调节组件7用于调节第一固定座5和第二固定座6的相对旋转位置，另一个旋转调节组件7被配置为用于调节第二固定座6与吸头主体1的相对旋转位置。

在如图2所示的实施方式中，两个所述旋转调节组件7均设置在所述第二固定座6上。在其它实施方式中，也可以配置为其中一个旋转调节组件7设置在第一固定座5上，另一个则设置在第二固定座6或吸头上。在图2的实施方式中，旋转调节组件7包括固定块和调节旋钮71。固定块安装在第二固定座6的边缘处，调节旋钮71旋入固定块中，调节旋钮71的端部从固定块上伸出，并且顶在第一固定座5或吸头主体1的侧壁上。旋转所述调节旋钮71，可以使调节旋钮71的端部从固定块中伸出的距离发生改变，从而顶住并推动第一固定座5或吸头主体1相对于第二固定座6发生旋转。通过控制调节旋钮71的旋转角度，可以精确控制相对第一固定座5、吸头主体1相对于第二固定座6的旋转角度，进而达到精确调节吸头主体1、镜片的姿态的作用。

以下结合图1-4所示的镜片搬运机构，对本发明的一种具体实施方式进行描述。如图1所示，所述吸头主体1上方设置有驱动电机8。吸头主体1通过第二旋转销钉61与第二固定座6旋转连接。所述第二固定座6呈l型或t型，第一固定座5与第二固定座6通过第一旋转销钉51旋转连接。如图1所示，两个旋转调节组件7设置在第二固定座6上，两支调节旋钮71分别对准第一固定板6和吸头主体1。调节旋钮71以螺纹连接的形式拧入旋转调节组件7的螺纹孔中，旋转调节旋钮71可以使调节旋钮71从螺纹孔中伸出或缩回，从而顶动第一固定座5或吸头主体1的侧面，使两者相对于第二固定座6旋转。其中，用于调节第一固定座6与第二固定座6的相对角度的调节旋钮，其轴线不与第一旋转销钉51的轴线相交；用于调节第二固定座6与吸头主体1的相对角度的调节旋钮，其轴线不与第二旋转销钉61的轴线相交。

如图2所示，所述驱动电机8通过联轴器81与中空主轴100形成传动连接。驱动电机8能够驱动中空主轴100旋转。如图2、3所示，中空主轴100中具有沿自身轴线延伸分布的密封气路12，中空主轴100在密封气路12的一端形成有通气口，通气口与气嘴9相连通，气嘴9通过管道与抽气机连通。中空主轴100上可以围绕密封气路12开设有多个通气口，以便中空主轴100旋转时，密封气路12也能够与气嘴9形成连通。在吸头主体1中可以设置有两个环绕中空主轴100的密封环103，两个密封环103分别位于通气口的上下两侧。密封环103对密封气道12起到密封作用，防止中空主轴100与吸头主体1在通气口周围的缝隙造成漏气。

所述吸嘴杆2也具有中空结构，所述吸嘴杆2插在所述中空主轴100中，吸嘴杆2中的气道22与中空主轴100中的密封气路12相连通。中空主轴100内形成有台阶面102，密封气路12的内径在台阶面102处发生改变。吸嘴杆2的主体位于台阶面102下方、密封气路12内径较大的区域内。吸嘴杆2上套设有隔离环23，隔离环23的端面与台阶面102相对，隔离环23与台阶面102之间设置有作为弹性部件4的弹簧。

直线轴承3夹设在吸嘴杆2的外表面与中空主轴100的内表面之间。直线轴承3中采用钢珠作为滑动引导部件，使吸嘴杆2能够顺畅的中空主轴100中沿着轴向滑动。同时，直线轴承3也能够有效的在吸嘴杆2的径向提供限制作用，防止或抑制吸嘴杆2在沿轴向移动时出现径向上的摆动、晃动。

如图2、4所示，中空主轴100的下端呈法兰结构，形成有法兰端面101，所述法兰端面101从吸头主体1的下端露出。法兰端面101上设置有密封法兰110，密封法兰110的中心开口，以供吸嘴杆2从开孔处向下伸出。密封法兰110的开口处设置有密封导套112。吸嘴杆2从密封导套112中穿过，密封导套112与隔离环23对直线轴承3形成密封隔离。密封法兰110下端面上贴附有定位片，所述定位片中心也具有开口，以供吸嘴杆2伸出。特别地，定位片的中心开口的直径小于密封导套的内径，定位片的中心开口构成上述定位凸缘113。吸嘴杆2则在相应位置形成有台阶状的定位沿24。当吸嘴杆2从吸头主体1中向下伸出到一定长度时，定位沿24会顶在所述定位凸缘113上，从而限制吸嘴杆2继续伸出。

吸嘴杆2伸出到吸头主体1外的吸取端21上设置有环形台面，该环形台面上设置有防转块200，上述止转导杆202插设在防转块200上。上述止转导套111则形成在所述密封法兰110上，止转导杆202能够插入止转导套111并在其中随吸嘴杆2一同上下移动。防转块200的上表面作为上述挡面201，作为弹性部件4的弹簧设置在挡面201与定位片之间。

在图2所示的实施方式中，所述吸取端21上套设有吸嘴210，所述气道22通过吸嘴210与外界连通。吸嘴210用于与待组装的镜片接触。

虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。