[实用新型]利用薄片实现运动隔离的光机调节机构

说明书

本实用新型提供一种利用薄片实现运动隔离的光机调节机构，包括作为位置基准的底座部和用于承载光学部件、位置可调节的调节部。片状材料容易在厚度方向产生弯曲变形，而在宽度和长度方向则能承受较大的力矩，不容易发生变形。本实用新型利用这一力学特性，利用薄片厚度方向的变形适应光学部件的调节方向，同时利用宽度和长度方向的不易变形隔离非调节方向的运动。薄片相对的两端分别与底座部和调节部固定，薄片厚度方向的弯曲变形适应调节部调节方向的运动，宽度方向限制调节部的侧移和偏转。根据底座部与调节部的结构和相对运动的不同，本实用新型的调节机构有三种不同的结构：弧摆台结构的调节机构、水平移动结构的调节机构和转盘结构的调节机构。

技术领域

本实用新型属于光学技术领域，涉及光机系统中光学部件位置的调节机构。特别涉及利用薄片消除非调节方向的运动误差的调节机构。

背景技术

在光机系统中，需要对光学部件的位置进行调节，这种调节通常有很高的精度要求。由于光机系统各部件间的装配误差，在调节时会在非调节方向产生不希望的运动。比如，弧摆台的调节所需的是两个部件间的摆动，但由于转轴的装配误差，两个部件间会产生的错动和扭动。很多情况下这种非调节方向产生的误差是不可忽视的，须予以消除。目前消除这种误差的方法，无非是提高装配精度或者附加其他高精度的结构。这两种方法均有很高的技术要求，也会产生较高的经济成本。针对现有技术的缺陷，本实用新型提出一种结构简单，低成本的利用薄片实现运动隔离的调节机构。

发明内容

在力学上，片状材料容易在厚度方向产生弯曲变形，而在宽度和长度方向则能承受较大的力矩，不容易发生变形。本实用新型利用这一力学特性，利用薄片厚度方向的变形适应光学部件的调节方向，同时利用宽度和长度方向的不易变形隔离非调节方向的运动。因此，本实用新型所用的薄片材料，要求不过于柔软、有一定的刚性，可弯曲变形但不易脆裂，受材料变形尺度的限制，这种调节机构特别适用于小幅度调节，具体技术内容是如下：

本实用新型所说的调节机构，包括作为位置基准的底座部和用于承载光学部件、位置可调节的调节部。当然，这两个部分的划分只是相对的，故本实用新型中对这两个部分的描述完全可以互换。薄片相对的两端分别与底座部和调节部固定，薄片厚度方向的弯曲变形适应调节部调节方向的运动，宽度方向限制调节部的侧移和偏转。

根据底座部与调节部的结构和相对运动的不同，本实用新型的调节机构也会有不同的结构。具体有以下三种结构：

I、弧摆台结构的调节机构

现有的弧摆台，包括底座部与调节部，由一个侧边轴连接，构成弧摆台结构。通过调节件使调节部相对底座部作弧摆运动，调节两者间的夹角。由于轴连接的公差，如轴向和径向的装配间隙，底座部和调节部间会出水平方向的移动和摆动。本实用新型中，将薄片相对的两端以平行于摆动轴的方向，分别与底座部和调节部固定，固定方式可采用任何机械固定方式。薄片可以安装于靠近摆动轴的一端，也可安装于远离摆动轴的一端，还可以两端各安装一个薄片；在调节时，远端底座部和调节部之间的距离会产生变化，故该端的薄片需有预弯曲，以适应这种距离的变化。薄片厚度方向的弯曲变形可适应调节机构的弧摆运动；同时，由于在薄片宽度方向（即平行于弧摆台的摆动轴方向）不易发生变形，调节部相对固定部的水平移动和摆动被限制和隔离。

进一步，薄片的固定位置，可以在弧摆台的外侧的上下表面，也可以在内侧相对的上下表面，还可以是在平行于摆动轴的端面，也可以是一端固定在底座部的外平面或端面，另一端固定在调节部的端面或外平面。远离摆动轴的一端，可以有调节件，故薄片与调节件需相互避让。

作为优选方案，摆动轴位置可以有实际的机械轴连接固定部和调节部；也可以不用机械轴，薄片采用簧片同时直到摆动轴的作用。采取这一方案时，如果远端有另一个薄片，则该远端薄片优选柔性材料，以减少垂直方向给调节部施加的力。

进一步，簧片弯曲部内表面与一圆弧面接触，该圆弧面可是圆棒提供，也可以是与底座部一体。圆弧面为簧片提供限位支撑，进一步提高调节机构的稳定性。