凹槽调整光学精密机械的典型结构——偏头机构.pdf

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1、第5期(总第129期)机械管理开发2012年10月No．5(SUMNo．129)MECHANICALMANAGEMENTANDDEVELOPMENT0ct．2012凹槽调整光学精密机械的典型结构——偏头机构张华辉(江苏宜清光电有限公司，江苏宜兴214213)摘要：根据光学精密机械结构中经常碰到的空间无级调速的需求，综合考虑成本，调试效果及生产人员的操作便捷性等方面的问题，从原理上阐述了偏头凹槽调整机构的设计思路和概念，提出了从设计基准到加工，组装调试的零件设计方案。从典型案例上说明正确的思路，具体到产品，根据光学系

2、统要求，空间，调整范围等不同因素，故设计也不完全相同，但只要思路正确，设计出的产品不但-．j-~满足光学系统的要求，而且也会在提高生产效率，降低产品成本等方面提供良好的基础。关键词：偏头螺钉；凹槽调整；无级调速；空间角度中图分类号：TH74文献标识码：A文章编号：1003—773X(2012)05—0019-021光学精密机械结构特点射镜5将光束转向，并对转向后的光束要求可以无级调整一般情况下，光学精密机械结构有以下几个特点：空间位置，角度为5。。1)结构紧凑。因一般的光学产品特别是仪器类3设计思路产品都有轻便的要

3、求，故大多采用轻质合金，结构紧凑，基于空间自由度无级u__一即空间狭小，对调整类机械结构的要求是小巧轻便。调速而且调整范围小的设2)精度高。大多数光学产品相对传统机械或通计要求，将空间自由度分、—用机械而言要求较高，这是根据光学系统本身的特性解为：④4一决定的．因光学系统本身大多数都会起到放大的作用，1)水平轴的旋转。实即某一器件的小的位置或尺寸误差经过光学系统放大现方式：使用偏头螺钉和后就可能会导致系统无法达到设计要求。螺纹调节实现旋转自由度3)调整方便。光学产品的精调精校是在组装调试方向的无级调速。过程中达到耍

4、求的常用2)俯仰角度的调整。手段，故对于设计人员来说实现方式：采用硬态锡青设计方便调整的结构是保证铜QSn6．5—0．1lll保证弹性，生产及品质的充分条件，特加工为包含基准轴和凹槽别是各个光学件，机构件的的调节结构件，使用螺纹累积误差都须通过调整机构调节实现俯仰自由度方向一来补偿修正；同时，合理地调的无级调速。操作简便，整机构设计也有助于减低单经济性好，容易保证光学个零件的加工精度，对于降系统要求的光学件位置设低加工成本、提高良品率有计指标。／明显的提升效果。对于狭小4具体方案、空间的调整结构，作者推荐1)光学反

5、射镜(图1：以下的偏头凹槽调整机构设件号5)使用uV胶f牌号计，采用光机的照明系统的485)用夹具准确定位在设反射镜调整结构作为例子，来说明多自由度调整要求的系统中如何使用这种设计方案。2设计要求图1所示的系统为光机照明系统的一部分。自光源1一透镜；2-调整座；3-小螺钉；4一出来的，经光学积分棒，色轮，高低调节螺钉；5一反射镜；6～底座；聚光组件后，在如图1所示的7一固定螺钉；8-偏头螺钉图1照明系统反射镜零件1出射的光束需应用反调整装配图收稿日期：2012—05—28作者简介：张华辉(1973一)，男，山西平遥

6、人，助理工程师，本科，从事机械结构开发、设计及技术和项目管理工作。·19·第5期(总第129期)机械管理开发简称组合)。6)调整座设计要领：(1)设计计算时需尽可能保2)水平方向的基准采用跟底座(图1件号6)的圆证基准轴与组合后反射镜的反射面交点即是透镜轴柱面／圆孔间隙配合，配合精度0．02～0．04mm，保证旋转(即光学系统地光轴)与反射面的交点，这样可以保证反灵活且定位精度足够。射镜调整时是基本按照光轴转向点进行旋转调整的。3)水平旋转：旋转采用偏头螺钉(图1件号8)，使组即便由于空间原因必须错开位置，也应该尽

7、量减小两合绕基准轴旋转，角度为+，一5度。注意组合因空间有点之间的距离。(2)因反射镜旋转角度大，故在狭小空限未增加回弹装置，故可手动回拨，另为保证调整的平间调整时应特别注意极限位置时的干涉．反射镜为玻稳性，可先适度预紧2颗固定螺钉f图1件号7)。璃制，易碎．故限位是通过15。的长槽保证的．4)俯仰角度：采用高低调节螺钉(图1件号4)，通5结论过锁紧与放松，靠调整座本身的弹力(此为使用硬态锡综上所述，光学精密机械调整在狭小空间且有空青铜的原因)保证调整角度的准确．螺钉采用标准M4x4间自由度调整的要求下可以采用本文

8、所述的偏头凹槽制紧螺钉，牙距0．5，(±5)。的调整量计算为：调整量=6x调整结构，可以在保证有效调整的同时达到经济性及tan(5／180x'a")=0．52mil1．即两圈，螺钉长度足够。可靠性的多项指标．5)锁紧：当水平与俯仰角度调整至匹配光学系统参考文献要求时即锁紧固定螺钉7(保证锁死水平与垂直方向[1】成大先．机械设计手册【M]．北京：化学工业出版社