[发明专利]一种面向精密光学器件的夹持系统及夹持器

说明书

本发明提供了一种面向精密光学器件的夹持系统，主要由夹持器转台、机械臂运动组件、镜筒安放工装、光学器件夹持器和气路系统五个主要部分组成，通过各个部分的协调合作，能够自动完成高精度光学镜头的装调。本发明提供的夹持系统中的夹爪式隔圈夹持器利用电机作为动力源，通过丝杠‑连接板和连杆机构来完成夹爪的张合运动，通过控制电机的转动量可以得到卡爪的夹持半径，从而夹持相应隔圈，从而实现一定尺寸范围内多种隔圈的可靠夹持。本系统能弥补光学零件种类和数量较多、手工操作不可控和一致性差的问题；能够大大提高光学零件的装配效率和装配精度，是一套可调节的自动夹持系统，能够应对多种高精度光学器件的装调。

技术领域

本发明涉及微操作与微机电技术领域，具体涉及一种面向精密光学器件的夹持系统及夹持器。

背景技术

随着电视成像技术的迅速发展，光学镜头广泛应用于人们的生产生活中。对于光电系统分辨力和精度较高的光学镜头，其精密光学器件的夹持和装配显得尤为重要。然而，光学零件的装配过程中，由于镜片、垫圈等精密光学器件大小不一、数量较多，且较易磨损，装配过程很难达到高精度的要求。为了提高装配过程的效率和精度，亟需一套自动的适应性夹持系统。

在国内，高精度光学系统的装调技术发展较慢。过去光学仪器的装调都是采用传统的装调技术，主要依靠人员的装调经验和较简单的装调设备来完成的，对于成像质量要求比较低的光学系统可以实现。同时这些方法是比较笨拙的，一、效率低周期长；二、很多方法都是试验性的，装调的精度不会很高。因此，这些方法不适合装调高精度的光学系统。近几年来，随着先进的光学检测技术的发展，使高精度光学镜头定心装配系统成为可能，并提出了更高的要求。

在《一种机油冷却器加强垫圈夹持器的设计》(翁玲灵,朱兴龙,孙钊.一种机油冷却器加强垫圈夹持器的设计[J].机械设计与制造工程,2014(2):70-73.)中设计了一种该加强垫圈夹持器，移动座与夹持器内腔形成密闭空间，利用真空泵抽真空，改变拉力盘的位置，从而改变卡爪的位置，使其支撑于加强垫圈内环面实现零件的抓取。然而，该夹持器利用三个卡爪的转动来实现不同尺寸隔圈的夹持，夹持范围较小；且利用气动作为夹持动力源，容易对精密脆弱的隔圈产生冲击，影响隔圈的性能。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种面向精密光学器件的夹持系统，主要由夹持器转台、机械臂运动组件、镜筒安放工装、光学器件夹持器和气路系统五个主要部分组成。通过各个部分的协调合作，能够自动完成高精度光学镜头的装调。

本发明提供了一种夹爪式垫圈夹持器，包括夹爪夹持器快换机构、安装壳体、步进电机、联轴器、光杆、连接板、丝杠、连杆、卡爪导轨与卡爪；

其中步进电机固定安装在安装壳体内，夹爪夹持器快换机构固定连接在安装壳体上方，安装壳体的下方与光杆的一端固定连接，光杆的另一端与卡爪导轨固定连接，连接板通过连杆和卡爪连接，卡爪与卡爪导轨的导轨槽滑动配合，步进电机的输出轴通过联轴器与丝杠一端连接，丝杠的另一端与卡爪导轨的中心部分转动配合，连接板的螺纹孔与丝杠固定配合，同时连接板的过孔与光杆为滑动配合。

本发明的面向精密光学器件的夹持系统主要包括夹持器转台、机械臂运动组件、镜筒安放工装、光学器件夹持器和气路系统；

夹持器转台主要由步进电机、夹持器转盘和底座组成，夹持器转台上安装有多个光学器件夹持器，所述转台进行回转运动，将指定夹持器转动至相应位置；

机械臂运动组件包括机械腕和X/Y/Z方向的移动滑台，机械臂运动组件负责光学器件装调过程中的运动执行和装配执行，光学器件夹持器从夹持器转台中取出，更换至机械臂运动组件的机械腕上，机械腕运动至镜筒安放工装，进行镜筒与光学器件的装调；

镜筒安放工装包括镜筒夹具和镜筒的调整平台，镜筒夹具对镜筒进行可靠定位并夹紧，镜筒调整平台调整镜筒的位姿保证镜筒的轴线与机械腕和夹持器的轴线的重合度；