专利名称:采用弹性轴承的反射式导光系统的制作方法
本实用新型涉及反射式导光系统，特别是涉及一种采用弹性轴承的反射式导光系统。
导光系统随着激光的发展正在医学、生物、工业生产中得到广泛的应用，特别是用在尚没有合适的光导纤维的激光仪器上，构成一个关键部分。现有的反射式导光导统，即在导光的光路上装有两个或两个以上可转动的反射镜的导光系统中，一般使用滚珠轴承作为转动关节，它存在不足之处首先，即使是精密滚珠轴承也会由于加工、磨损、弹性形变、不均匀热膨胀(这特别是在传输大功率激光中是可能出现的)等因素而出现间隙，因而限制了整个系统的光程长度和所需要的自由度数，降低了系统的功能。其次，为了在每个需要转动的部分装上滚珠轴承，除了轴承本身外，还要增加许多配件，从而增大了整个结构的尺寸和重量，使操作者手中负荷加重而影响精细操作，结构尺寸大则使应尽量靠近的两个反射镜增大了距离，影响了使用的灵活性。其三，各转动部分要求一定的阻尼，以达到在所要求的范围内近似随遇平衡，但由于滚珠轴承对径向尺寸，或者说对轴承的轴和轴套之间隙的微小变化非常敏感，因而要求有均匀稳定的阻尼和柔和的手感是很困难的。
本实用新型的目的在于反射式导光系统中采用结构简单、容易加工的弹性轴承代替滚珠轴承，从而使导光系统轻巧灵活，使用方便、舒适，降低造价。
本实用新型的目的是这样来达到的反射式导光系统包括多个接管、每两个接管间的一个置有反射镜的连接块以及连接接管与连接块的轴承，其中，与同一连接块连接的两个接管的轴线相互垂直相交，交点正好落在该连接块的反射镜的镜面上，并且两轴线与镜面的交角均为45°，所述的轴承是包括相互配合的、呈便于光通过的圆筒形的轴和轴套，并且其中的轴或轴套具有弹性结构的弹性轴承，其轴和轴套分别与接管端部同轴地固定连接或与连接块固定连接。在该轴承的滑动配合面上保持一个恒定的、预先设置的径向压力PR，PR的大小与运转中可能加于轴承上的径向压力PR1和各种因素造成的静力矩、动力矩转换成的轴承两边缘上的径向压力PR2有下列关系PR≥P＋R1P＋R2PR3其中PR3是为保证轴承的啮合所需要的最小径向压力。
这样，当选定好PR后，将使轴承保持基本没有间隙的运转。由于结构上的特点，PR对径向尺寸的微小变化很不敏感，也即由于加工带来的径向偏差和运转磨损带来的PR变化可以忽略不计，因而轴承的精度和设定的阻尼大小将不随运转时间的长短而变化。
由于运动阻尼主要取决于轴承上的PR和滑动面之间的摩擦系数，所以只要选定合适的材料、表面光洁度和润滑方式，即可根据所需要的阻尼来设计PR，而设定的阻尼可长期稳定不变。
由于弹性轴承结构简单，所需另件少、成本低，并且可以做得很紧凑，尤其是径向尺寸小，可使使用该弹性轴承的导光系统较轻巧，其轴向尺寸也小，两个相互垂直的轴的轴承之间距可做得很短，可使系统使用很灵活，系统的重量轻，达到随遇平衡所需要的阻尼也小，即PR不必很大，这点对于弹性轴承的使用是很适宜的。
由于每一个轴承可做到没有间隙，所以包括多个弹性轴承的系统不会出现积累误差，如此，便可在导光系统中实现多个轴承串联从而达到较长的光路和较多的自由度。
另外，由于这种轴承结构对径向尺寸的微小变化不敏感，因而对轴和轴套孔的绝对尺寸加工精度要求不高，只要求在滑动配合面上有高圆度和光洁度。
在外形上，由于弹性轴承的径向尺寸小，在一个基本上以圆管连接的导光系统上没有如象采用滚珠轴承所形成的明显突出的部分，从而使系统匀称精巧，这种外形尤其在用于激光医疗器械上时，可给操作者和患者带来心理上的愉快。
下面结合附图对本实用新型的采用弹性轴承的反射式导光系统以及弹性轴承的几种具体结构加以说明。
图1是反射式导光系统的结构示意图。
图2是本实用新型的导光系统采用的弹性轴承的一种具体结构的轴向剖视图。
图3是图2的A向视图。
图4是弹性轴承的第二种具体结构的轴向剖视图。
图5是图4的B向视图。
图6是弹性轴承的第三种具体结构的轴向剖视图。
图7是弹性轴承的第四种具体结构的轴向剖视图。
参见图1，这是一个反射式导光系统的结构示意图，它包括多个接管1，每两个接管之间有一个安置反射镜2的连接块3，弹性轴承4置于接管1与连接块3之间，它包括相互配合的轴5和轴套6，该轴5或轴套6具有弹性结构，并且它们分别与接管1端部同轴地固定连接或与连接块3连接，与同一个连接块3相邻的两个接管1的轴线相互垂直相交，交点正好落在该连接块3上所置的反射镜2的镜面上，并且两轴线与镜面的交角7和7′均为45°，第一个接管与最末一个接管的端口分别与激光的输入口和输出口连接(未示出)。
本实用新型的反射式导光系统所采用的弹性轴承可以是其轴具有弹性结构，也可以是轴套具有弹性结构。下面例举几种轴采用弹性结构的弹性轴承，同样的结构也可以在轴套上实施。
图2是弹性轴承的一种具体结构的剖视图，图3是图2的A向视图，在这种结构中，圆筒形的轴5上沿周壁作一垂直于轴向的切口11，该切口小于360°，留下部分的大小以保证连接强度为准，然后，沿轴向作一与上述切口11垂直相交的切口12，该切口自切口11开始直至轴端，如此，在图筒形轴5的一端形成一C字形弹性开口圆环13，适当设计该圆环的尺寸，使其开口压合后能装入轴套6，在将它装入轴套6后，它即产生所需要的径向的弹力。
图4是弹性轴承的另一种具体结构剖视图，图5是图4的B向视图。在这种结构中，圆筒形的轴5上沿轴向作多个切口12′，其长度一致，在每一切口的根部作一与该切口11′垂直的小切口11′，这些切口便在该轴5的同一横截面上，如此便在轴5的一端形成多个弹片13′，将弹片间切口压合后装入圆筒形轴套6。这种轴承结构与第一种不同之处在于多开切口，这有助于增加轴承的弹性。
图6是弹性轴承的第三种具体结构的剖视图，它与第二种结构同样地在圆筒形的轴5上沿轴向作多个切口12″，其长度一致，只是在这些切口的根部沿该轴5的与其所配合的轴套6接触的外壁开一个环形凹槽15以增加弹性，该凹槽的深度和宽度及切口12″的数目由所需要的弹性大小决定。图6的C向所视与图5是相同的。如果同样的弹性结构是在轴承的轴套上实施的话，则环形凹槽应开在轴套的与其所配合的轴接触的内壁上并位于轴套上多个长度一致的切口的根部。
图7是弹性轴承的第四种具体结构示意图。将圆筒形轴5的一部分切成直至该轴一端的螺旋形切口16，将该部分与轴套6配合。这样构成的弹性轴承所产生的弹力由轴5的尺寸和螺距决定，轴外径越大，螺距越大，螺圈越多，则弹力越大。
在本实用新型的反射式导光系统中，如果接管是用弹性金属制成的，则与其端部同轴地固定连接的弹性轴承的轴或轴套可以与接管制成一体，也即上述结构的轴或轴套就是接管的管端部分，这样就使导光系统的结构更为简化。
权利要求
1.一种采用弹性轴承的反射式导光系统，它包括多个接管1、每两个接管1间的一个置有反射镜2的连接块3以及连接接管1与连接块3的轴承4，其中，与同一连接块3相邻的两个接管1的轴线相互垂直相交，交点正好落在该连接块3的反射镜的镜面上，并且该两轴线与镜面的交角7和7′均为45°，其特征在于，上述轴承4是包括相互配合的、呈圆筒形的轴5和轴套6，并且该轴5或轴套6具有弹性结构的弹性轴承，上述轴5和轴套6分别与上述接管1端部同轴地固定连接或与上述连接块3固定连接。
2.按照权利要求
1所述的反射式导光系统，其特征在于，与上述接管1同轴地固定连接的上述轴5或轴套6是与上述接管1制成一体的接管1的端部，并且上述接管1是用弹性金属制成。
3.按照权利要求
1或2所述的反射式导光系统，其特征在于，上述弹性轴承的轴5或轴套6沿周壁有一垂直于轴5的轴向的、小于360°的切口11，沿轴5的轴向有一自上述切口11开始直至该轴5端部并与切口11垂直的切口12。
4.按照权利要求
1或2所述的反射式导光系统，其特征在于，上述弹性轴承的轴5或轴套6沿轴向有多个长度一致的切口12′，在每一个切口12′的根部有一与其垂直的小切口11′。
5.按照权利要求
1或2所述的反射式导光系统，其特征在于，上述弹性轴承的轴5或轴套6沿轴向有多个长度一致的切口12″，在这些切口12″的根部沿其与相配合的轴套6或轴5接触的周壁上有一个环形凹槽15。
6.按照权利要求
1或2所述的反射式导光系统，其特征在于，上述弹性轴承的轴5或轴套6的一部分切成直至端部的螺旋形切口16。
专利摘要
本实用新型提供了一种采用弹性轴承取代传统的滚珠轴承作为转动关节的反射式导光系统，由于它可自动补偿轴承间隙，结构简单紧凑，具有可设定的、稳定和均匀的阻尼力，因而可使反射式导光系统增大光程、增加自由度和灵活性，在要求的范围内可达到近似随遇平衡，这种反射式导光系统适用于医疗设备或其他设备里，用于使激光束作随意方位的高质量的传输。
文档编号F16C27/00GK87203554SQ87203554
公开日1988年7月20日 申请日期1987年3月10日
发明者赵鲁光, 李景唐 申请人:赵鲁光导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan