一种基于直线轴的光学调节机构的制作方法

1.本发明属于光学系统的位置调节技术领域，特别涉及一种基于直线轴的光学调节机构。


背景技术：

2.光学领域大量存在调节幅度小但精度要求高的精调机构。传统光学调节机构中，一般采用各种导轨作为一维活动平台，在导轨基础上来拓展多维的调节机构，比如各种交叉滚珠导轨等，然后导轨存在安装复杂，使用后容易松动导致精度下降等缺点。在某些需要高精度，高稳定性的调节结构中，导轨的精度要求更加严格，使得调节机构的成本成倍上升。为克服现有技术的缺陷，本发明提出一种简单的基于直线轴的光学调节机构。


技术实现要素：

3.本发明实现发明目的的技术内容是：一种基于直线轴的光学调节机构，包括作为基准平面的底座和相对底座活动的活动平台，底座和活动平台的一端用直线轴活动连接，即底座和活动平台中的一个以轴座固定连接直线轴，另一个以轴承活动连接直线轴，使底座和活动平台两者间可沿直线轴滑动和转动，远离直线轴一端的底座和活动平台之间设置有可在底座上表面滑动的限位滑块。活动平台用于承载光学系统或光学器件。
4.本发明所说轴座为底座或活动平台上与直线轴固定的部分；所说的轴承不限于具体的轴承形式，指各种可使直线轴在其中滑移和转动的部件，如轴套、滑动轴承、v型槽等。
5.这样，活动平台可沿直线轴方向相对底座滑动，同时对侧端的限位滑块沿底座平面滑动，几何上的一线（滑动轴）一点（限位滑块）决定一个平面。与导轨活动平台相比，大大降低了制作的精度要求。本发明的方案仅对直线轴的直度和底座的上表面与滑块接触部分的水平度有要求，而这在机械加工中都是容易实现的。
6.作为优选方案，为使限位滑块与底座上表面保持接触，在底座与活动平台之间设置有平台拉簧。进一步，为了避免产生偏转力矩，平台拉簧左右居中设置。也可以用相吸磁铁替代平台拉簧。
7.作为优选方案，直线轴通过轴座固定在底座或活动平台上，活动平台或底座通过轴套与直线轴连接。这两种连接都是等效的，都可实现活动平台相对底座的滑动平移。以下为叙述的简便，均以轴座安装于底座为例进行陈述，但不应理解为对技术方案的限制。
8.作为优选方案，在直线轴一侧的轴座与轴承之间套有轴向弹簧，这样可使滑移平稳，避免晃动。进一步地，在直线轴一端与活动平台之间设置有轴向限位块，以限制轴向弹簧自由状态下活动平台滑移的极限位置。
9.作为优选方案，限位滑块位于一调节螺杆顶端，调节螺杆的伸缩量，可以使得活动平台以直线轴为旋转轴转动，一方面可以调平活动平台，另一方面使活动平台增加一个角度调节的功能。
10.随着使用时间的增加，轴承和轴承套之间会有磨损，产生间隙，从而使得活动平台
出现晃动。作为优选方案本发明中在直线轴一侧的底座与活动平台端面间设置一个垂直于直线轴的弹性件，使得直线轴与轴套之间的保持特定方向的贴合，以消除活动平台的晃动。
11.作为另一种优选方案，为了提高直线轴承的稳定性，采用v型槽的结构代替轴套，活动平台与直线轴中段固定，底座上的轴座为v型槽轴承，直线轴沿v型槽滑动，实现活动平台的一维移动。由于活动平台的负载将平台自然压在v型槽上，v型槽结构自身可以防止直线轴晃动。还可用弹簧在直线轴上施加向下的力，可以进一步提高活动平台的稳定性。
12.本发明的一种基于直线轴光学调节机构，结构简单精度可靠，可满足光学系统中小幅度高精度的位置调节，即使直线轴与轴承产磨损产生间隙，利用弹簧产生的定向应力也可消除误差。
附图说明
13.图1是本发明实施例1的俯视示意图；图2是本发明实施例1沿图1中a向侧面示意图；图3是本发明实施例1的立体示意图；图4是本发明实施例2的俯视示意图；图5是本发明实施例2的立体示意图；图6是本发明实施例2的立体示意图。
14.图中：1-底座，11-轴座，12-滚珠弹簧安装架，13-滚珠弹簧，2-活动平台，3-直线轴，31-轴向弹簧，32-轴向限位块，33-轴拉簧，4-轴套，5-限位滑块，51-调节螺杆，6-平台拉簧，7-v型槽。
具体实施方式
15.以下结合附图，具体说明本发明的实施方式。
16.实施例1如图1至图3。一种基于直线轴光学调节机构，包括作为基准平面的底座1和相对底座活动的活动平台2，底座1和活动平台2的一端用直线轴3活动连接。即底座1通过轴座11与直线轴3固定连接，活动平台2以轴套4活动连接直线轴3，使底座和活动平台两者间可沿直线轴3滑动和转动。远离直线轴3的一端活动平台2下方设置可在底座1上表面滑动的限位滑块5，底座1上表面与限位滑块5滑动接触的部分平行于直线轴。这样，活动平台2可沿直线轴方向相对底座滑动，同时对侧端的限位滑块5沿底座平面滑动，几何上的一线（滑动轴）一点（限位滑块）决定一个平面。与导轨活动平台相比，大大降低了制作的精度要求。
17.本实施例中，限位滑块5位于一固定于活动平台2调节螺杆51顶端，调节螺杆51的伸缩量，可以使得活动平台2以直线轴3为旋转轴转动，一方面可以调平活动平台2，另一方面使活动平台2增加一个角度调节的功能。
18.为使限位滑块5与底座1上表面保持接触，在底座1与活动平台之2间设置有平台拉簧6。为了避免产生偏转力矩，平台拉簧6左右居中设置。也可以用相吸磁铁替代平台拉簧（图中未示出）。
19.在直线轴3一侧的轴座11与轴套4之间套有轴向弹簧31，这样可使滑移平稳，避免晃动。在直线轴3一端与活动平台2之间设置有轴向限位块32，以限制轴向弹簧31自由状态
下活动平台滑移的极限位置。
20.实施例2随着使用时间的增加，轴承和轴承套之间会有磨损，产生间隙，从而使得活动平台出现晃动。本实施例其他结构与实施例1相同，但在实施例1的基础上，在安装直线轴3的一端，底座1上设置有滚珠弹簧安装架12，其上安装有滚珠弹簧13，滚珠弹簧13与活动平台的端面抵触，使得直线轴3与轴套4之间的保持特定方向的贴合，以消除活动平台2的晃动。
21.实施例3本实施例与实施例1的区别在于：采用v型槽的结构代替轴套。活动平台2与直线轴3的中段固定，对应地轴承为底座一端所设左右两个v型槽，直线轴沿v型槽滑动，实现活动平台的平移。由于活动平台的负载将平台自然压在v型槽7上，v型槽结构自身可以防止直线轴2晃动。为进一步实现直线轴2与v型槽7的可靠接触，在底座1和直线轴2之间设有轴拉簧33，在直线轴2上施加向下的力，进一步提高活动平台的稳定性。


技术特征：
1.一种基于直线轴的光学调节机构，包括作为基准平面的底座（1）和相对底座活动的活动平台（2），其特征在于：底座和活动平台的一端用直线轴（3）活动连接，底座（1）和活动平台（2）中的一个以轴座（11）固定连接直线轴（3），另一个以轴承活动连接直线轴（3），底座和活动平台两者间可沿直线轴相对滑动和转动，远离直线轴（3）一端的底座（1）和活动平台（2）之间设置有可在底座上表面滑动的限位滑块（5）。2.根据权利要求1所述的一种基于直线轴的光学调节机构，其特征在于：所述的底座（1）通过轴座（11）与直线轴（3）固定连接，所述的活动平台（2）以轴套（4）活动连接直线轴（3）；所述的限位滑块（5）设置活动平台（2）下方，底座（1）上表面与限位滑块（5）滑动接触的部分平行于直线轴（3）；所述的限位滑块（5）位于一个固定于活动平台（2）的调节螺杆（51）的顶端。3.根据权利要求1所述的一种基于直线轴的光学调节机构，其特征在于：所述的底座（1）与活动平台（2）之间左右居中设置有平台拉簧（6）。4.根据权利要求1所述的一种基于直线轴的光学调节机构，其特征在于：所述的底座（1）与活动平台（2）之间左右居中设置有相吸磁铁。5.根据权利要求2至4之一所述的一种基于直线轴的光学调节机构，其特征在于：所述的轴座（11）与轴套（4）之间套有轴向弹簧（31），在直线轴（3）一端与活动平台（2）之间设置有轴向限位块（32）。6.根据权利要求2至4之一所述的一种基于直线轴的光学调节机构，其特征在于：在所述直线轴（3）一侧的底座（1）与活动平台（2）端面间设置一个垂直于直线轴（3）的弹性件，使得直线轴（3）与轴套（4）之间的保持特定方向的贴合。7.根据权利要求6所述的一种基于直线轴的光学调节机构，其特征在于：所述的弹性件为滚珠弹簧（13），底座（1）上设置滚珠弹簧安装架（12），其上安装有滚珠弹簧（13），滚珠弹簧（13）与活动平台（2）的端面抵触。8.根据权利要求1所述的一种基于直线轴的光学调节机构，其特征在于：所述的活动平台（2）与直线轴（3）的中段以轴座（11）固定，所述的轴承为底座一端所设左右两个v型槽（7），直线轴（3）沿v型槽（7）滑动，实现活动平台的平移。9.根据权利要求8所述的一种基于直线轴的光学调节机构，其特征在于：所述的限位滑块（5）位于一个固定于活动平台（2）的调节螺杆（51）的顶端，所述的底座（1）与活动平台之（2）间设置有平台拉簧（6）。10.根据权利要求8或9所述的一种基于直线轴的光学调节机构，其特征在于：所述的底座（1）和直线轴（3）之间设有轴拉簧（33），在直线轴（2）上施加向下的力。

技术总结
本发明提供一种基于直线轴的光学调节机构，包括作为基准平面的底座和相对底座活动的活动平台，底座和活动平台的一端用直线轴活动连接，即底座和活动平台之一以轴座固定连接直线轴，另一以轴承活动连接直线轴，使底座和活动平台两者间可沿直线轴滑动和转动，直线轴对侧端的底座和活动平台之间设置有可在底座上表面滑动的限位滑块。活动平台用于承载光学系统或光学器件。活动平台可沿直线轴方向相对底座滑动，同时对侧端的限位滑块沿底座平面滑动，几何上的一线（滑动轴）一点（限位滑块）决定一个平面。与传统的导轨活动平台相比，大大降低了制作的精度要求。低了制作的精度要求。低了制作的精度要求。


技术研发人员：金新刚
受保护的技术使用者：嘉兴光积木科技有限公司
技术研发日：2022.01.28
技术公布日：2022/3/29