一种二维正交旋转电动镜架的制作方法

本实用新型涉及一种在光学工程实验中所使用的镜架，具体涉及一种二维正交旋转电动镜架。

背景技术：

在光学实验中，实现光学元件的正交旋转调节通常采用俯仰台或偏摆台，但实际应用中，俯仰台和偏摆台体积过大，且需组合使用，难以实现光学元件的正交调节。而目前使用的镜架多数是手动调节，其精度较差，重复定位精度低，因此亟需设计一种结构紧凑，调节精度高，可实现二维正交调节的电动镜架。

技术实现要素：

本实用新型旨在解决现有技术中存在的进行光学元件的正交旋转调节时，采用的俯仰台和偏摆台体积过大，且需组合使用，难以实现光学元件的正交调节，而使用的镜架一般只能手动调节，导致调节精度较低的技术问题，而提供一种二维正交旋转电动镜架。

本实用新型所提供的技术解决方案是，一种二维正交旋转电动镜架，其特殊之处在于：包括支撑单元和驱动单元；

所述支撑单元包括由下至上依次设置的x轴支撑框架、y轴支撑框架以及安装板；所述x轴、y轴，分别为y轴支撑框架、安装板旋转之轴线，x轴、y轴相互垂直；

所述驱动单元包括x轴直线电机和y轴直线电机；

所述y轴支撑框架在x轴直线电机的驱动下能够在x轴支撑框架上实现绕x轴前后翻转；所述安装板在y轴直线电机的驱动下能够在y轴支撑框架上实现绕y轴左右翻转。

进一步地，所述x轴支撑框架的左右两侧分别设有第一固定轴座；所述y轴支撑框架的左右两侧设有与第一固定轴座分别对应的第一旋转轴座；所述第一固定轴座与对应的第一旋转轴座之间穿设有第一转轴；

所述y轴支撑框架的前后两侧分别设有第二固定轴座；所述安装板的前后两侧设有与第二固定轴座分别对应的第二旋转轴座；所述第二固定轴座与对应的第二旋转轴座之间穿设有第二转轴。

进一步地，所述第一旋转轴座上设有第一螺纹孔，第一螺纹孔内设有第一螺钉；第一螺钉的头部伸入第一转轴内；

所述第二旋转轴座上设有第二螺纹孔；第二螺纹孔内设有第二螺钉；第二螺钉的头部伸入第二转轴内。

进一步地，所述第一转轴与第一固定轴座之间设有聚四氟转套；

所述第二转轴与第二固定轴座之间设有聚四氟转套。

进一步地，所述x轴直线电机安装于x轴支撑框架上，并位于第一转轴的一侧；所述x轴直线电机的输出端与y轴支撑框架的底面接触；

所述y轴直线电机安装于y轴支撑框架上，并位于第二转轴的一侧；所述y轴直线电机的输出端与安装板的底面接触。

进一步地，所述x轴直线电机通过x轴电机安装座安装于x轴支撑框架上；

所述x轴直线电机的输出端与固定于y轴支撑框架上的顶块底面接触；

所述y轴直线电机通过y轴电机安装座安装于y轴支撑框架上。

进一步地，所述x轴直线电机的输出端通过电机顶头与所述顶块底面接触；所述y轴直线电机的输出端通过电机顶头与安装板的底面接触；

所述电机顶头的顶面为弧面。

进一步地，所述驱动单元还包括处于拉伸状态的两个第一拉簧和两个第二拉簧；

所述两个第一拉簧分别位于x轴直线电机的输出端两侧，每个第一拉簧的下端固定设置于x轴支撑框架上，其上端与y轴支撑框架连接；

所述两个第二拉簧分别位于y轴直线电机的输出端两侧，每个第二拉簧的下端固定设置于y轴支撑框架上，其上端与安装板连接。

进一步地，所述x轴支撑框架与y轴支撑框架间的前后两侧还设有两个第一微动开关；所述第一微动开关用于反馈信息并传输给x轴直线电机；

所述y轴支撑框架与安装板间的左右两侧还设有两个第二微动开关；所述第二微动开关用于反馈信息并传输给y轴直线电机。

进一步地，安装板的左侧和右侧分别固定安装有微动开关压片；

所述第二微动开关设置于微动开关压片与y轴支撑框架之间。

本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型采用驱动单元与支撑单元相结合，支撑单元采用x轴支撑框架、y轴支撑框架以及安装板三者叠加安装；再通过驱动单元的x轴直线电机和y轴直线电机分别驱动y轴支撑框架和安装板转动，使y轴支撑框架在x轴支撑框架上前后翻转、安装板在y轴支撑框架上左右翻转，由此实现镜架的二维正交旋转；其整体结构简单、体积小，而且容易制作；使用中只需要驱动x轴直线电机和y轴直线电机即可，相比手动调节，其调节精度大大提高。

2.本实用新型通过第一固定轴座、第一旋转轴座以及第一转轴实现y轴支撑框架的旋转；并通过第二固定轴座、第二旋转轴座以及第二转轴实现安装板的旋转；该方法简单可靠，y轴支撑框架和安装板的旋转更稳定。

3.本实用新型在第一转轴与第一固定轴座之间、第二转轴与第二固定轴座之间均设置了聚四氟转套；聚四氟转套起到了自润滑的作用，进而减小了二者之间的摩擦力。

4.本实用新型在y轴支撑框架上设置了顶块，该顶块伸出x轴支撑框架；又通过x轴电机安装座将x轴直线电机安装于x轴支撑框架的外侧，再使x轴直线电机的输出端与顶块的底面接触，实现x轴直线电机对y轴支撑框架的驱动；由此避免了x轴直线电机与其他组件之间的相互阻碍。

5.本实用新型x轴直线电机和y轴直线电机的输出端均设置了电机顶头，电机顶头的顶端设置为弧面结构，使该弧面结构与y轴支撑框架或安装板接触，由此使得y轴支撑框架或安装板的翻转更加平稳，避免忽缓忽快。

6.本实用新型在x轴直线电机的输出端两侧设置了处于拉伸状态的第一拉簧，并在和y轴直线电机的输出端两侧设置了处于拉伸状态的第二拉簧；当x轴直线电机的输出端伸出时，y轴支撑框架向前侧或后侧翻转；而x轴直线电机的输出端回缩时，y轴支撑框架则在第一拉簧的拉力作用下，向后侧或前侧翻转；使得y轴支撑框架向后侧或前侧翻转时，可消除x轴直线电机的回程间隙，提高了y轴支撑框架的旋转精度；第二拉簧的作用效果亦同；同时第一拉簧和第二拉簧的设置使得二维正交旋转电动镜架无论平放、躺放或其他方向的放置均可双向稳定旋转。

7.本实用新型在x轴支撑框架与y轴支撑框架之间设置了第一微动开关，并在y轴支撑框架与安装板之间设置了第二微动开关；第一微动开关与第二微动开关可分别对x轴直线电机和y轴直线电机的伸缩行程起到限制作用，避免其伸缩过量。

附图说明

图1是本实用新型一种二维正交旋转电动镜架的结构示意图；

图2是图1的侧视图；

图3是图2的俯视；

图4是本实用新型一种二维正交旋转电动镜架的局部剖视图。

图中：

1-支撑单元，11-x轴支撑框架，111-第一微动开关，12-y轴支撑框架，121-顶块，122-第二微动开关，13-安装板，131-微动开关压片，14-第一固定轴座，15-第一旋转轴座，151-第一螺纹孔，152-第一螺钉，16-第一转轴，17-第二固定轴座，18-第二旋转轴座，181-第二螺纹孔，182-第二螺钉，19-第二转轴，20-聚四氟转套；

2-驱动单元，21-x轴直线电机，22-y轴直线电机，23-x轴电机安装座，24-y轴电机安装座，25-电机顶头，26-第一拉簧，27-第二拉簧，

具体实施方式

为使本实用新型的目的、优点和特征更加清楚，以下结合附图和具体实施例对本实用新型提出的一种二维正交旋转电动镜架作进一步详细说明。根据下面具体实施方式，本实用新型的优点和特征将更清楚。需要说明的是：附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的；其次，附图所展示的结构往往是实际结构的一部分。

本实用新型一种二维正交旋转电动镜架，如图1所示，包括支撑单元1和驱动单元2；

支撑单元1包括x轴支撑框架11、y轴支撑框架12以及安装板13；

x轴支撑框架11的左右两侧分别设有第一固定轴座14；y轴支撑框架12的左右两侧设有与第一固定轴座14分别对应的第一旋转轴座15；第一固定轴座14与对应的第一旋转轴座15之间穿设有第一转轴16；第一转轴16与第一固定轴座14之间设有聚四氟转套20；聚四氟转套20有润滑作用；如图4所示，为了y轴支撑框架12的旋转更稳定，第一旋转轴座15上设有第一螺纹孔151，第一螺纹孔151内设有第一螺钉152；第一螺钉152的头部伸入第一转轴16内；使得第一转轴16与第一旋转轴座15固定连接；则y轴支撑框架12转动时，具体为第一转轴16与第一固定轴座14之间的转动。

y轴支撑框架12的前后两侧分别设有第二固定轴座17；安装板13的前后两侧设有与第二固定轴座17分别对应的第二旋转轴座18；第二固定轴座17与对应的第二旋转轴座18之间穿设有第二转轴19。同样的，第二转轴19与第二固定轴座17之间设有聚四氟转套20。第二旋转轴座18上设有第二螺纹孔181；第二螺纹孔181内设有第二螺钉182；第二螺钉182的头部伸入第二转轴19内。使得第二转轴19与第二旋转轴座18之间固定连接；则安装板13转动时，具体为第二转轴19与第二固定轴座17之间的转动。

如图2所示，驱动单元2包括x轴直线电机21、y轴直线电机22、两个始终处于拉伸状态的第一拉簧26以及两个始终处于拉伸状态的第二拉簧27；

x轴直线电机21通过x轴电机安装座23安装于x轴支撑框架11上；y轴支撑框架12的后端设有顶块121，顶块121伸出x轴支撑框架11；x轴电机安装座23固定于x轴支撑框架11上，并伸出x轴支撑框架11，x轴直线电机21的输出端通过电机顶头25与顶块121底面的接触；电机顶头25与顶块121的接触面为弧面结构；两个始终处于拉伸状态的第一拉簧26分别位于x轴直线电机21的输出端的两侧；第一拉簧26的下端通过拉簧挂件设置于x轴电机安装座23上，其上端通过拉簧挂件与顶块121连接。

由此使得y轴支撑框架12在x轴直线电机21的驱动下可以在x轴支撑框架11上前后翻转；即：如图1所示，绕x轴旋转。

y轴直线电机22通过y轴电机安装座24安装于y轴支撑框架12上；并位于第二转轴19的左侧或右侧；y轴直线电机22的输出端通过电机顶头25与安装板13的底面接触；电机顶头25与安装板13的接触面为弧面结构；两个始终处于拉伸状态的第二拉簧27分别位于y轴直线电机22的输出端两侧，第二拉簧27的下端固定于y轴电机安装座24上，上端通过拉簧挂件与安装板13连接；

由此使得安装板13在y轴直线电机22的驱动下可以在y轴支撑框架12上左右翻转。即：如图1所示，绕y轴旋转。

结合图1、图2及图3所示，为了防止x轴直线电机21及y轴直线电机22伸缩过量，本实用新型在x轴支撑框架11与y轴支撑框架12间的前后两侧还设有两个第一微动开关111；第一微动开关111用于反馈信息并传输给x轴直线电机21；第一微动开关111安装于x轴支撑框架11上，并通过y轴支撑框架12触动；

本实用新型在安装板13的左侧和右侧分别固定安装有微动开关压片131；相应的在y轴支撑框架12的左侧和右侧分别设有第二微动开关122；

第二微动开关122用于反馈信息并传输给y轴直线电机22。第二微动开关122通过微动开关压片131触动。

由此，对y轴支撑框架12和安装板13的双向翻转的翻转行程均起到限定作用。

本实用新型在实际使用中，首先将需要调节的光学元件安装在安装板上，使得需要调节的光学元件中心与镜架的第一转轴和第二转轴中心重合。如图1所示，θx、θy为绕x、y轴的旋转，当需要调节θx时，驱动x轴直线电机，实现y轴支撑框架绕x轴旋转；当需要调节θy时，驱动y轴直线电机，实现安装板绕y轴旋转。

需要说明的是：本实用新型中所述的“前”、“后”、“左”、“右”均为相对概念，并非固定指定，如图1所示，“前”和“后”指x轴两侧，“左”和“右”指y轴两侧。