[实用新型]用于光学仪器装调的高精度三维调节机构

说明书

技术领域

本实用新型涉及精密机械领域，具体为一种用于光学仪器装调的高精度三维调节机构。

背景技术

目前，大视场、高光谱分辨率、高空间分辨率光谱仪的装调和测试难度比较大； 主要是大视场要求下需要光源的输入范围较大，高光谱分辨率和空间分辨率需要光源和仪器较高的定位精度。所以需要承载光源的机构需要有足够的刚度并且回转轴系有较高回转精度保证光源的精确定位。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种用于光学仪器装调的高精度三维调节机构，以解决大视场、高光谱分辨率、高空间分辨率光谱仪或其他光学仪器的装调和测试难的问题。

为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案为：

用于光学仪器装调的高精度三维调节机构，包括有轴承座，轴承座内装配有旋转轴，所述旋转轴前端伸出轴承座且旋转轴前端安装有承载光源的悬臂，其特征在于：轴承座内紧贴轴承座内壁设置有轴承支撑座，轴承支撑座内沿轴向设置有一对深沟球轴承，所述旋转轴转动安装在两深沟球轴承中，两深沟球轴承之间的旋转轴上从内至外依次装配有轴承内隔圈、轴承外隔圈，旋转轴上还装配有螺入其中一个深沟球轴承端部的轴承内圈锁紧螺母，所述旋转轴后部装配有粗调级蜗轮，还包括嵌入轴承座后部并与旋转轴轴向垂直的支撑座，所述支撑座内转动安装有与旋转轴轴向垂直并与粗调级蜗轮传动啮合的粗调级蜗杆，所述粗调级蜗杆一端安装有精调级蜗轮，支撑座一端还设置有分别与粗调级蜗杆、旋转轴轴向垂直并与精调级蜗轮传动啮合的精调级蜗杆。

所述的用于光学仪器装调的高精度三维调节机构，其特征在于：所述旋转轴后端装配有旋转编码器。

本实用新型提供了一种机械装置，该机械装置能够为光谱仪或光学仪器的装调提供光源位置的准确定位，而且能够实现光源位置的微调。

本实用新型旋转轴前端的悬臂承载光源，旋转轴由两级蜗轮蜗杆传动实现大的传动，能够保证光源的输入实现微调。支撑旋转轴的轴系是精密支撑轴系，具体做法是选择深沟球轴承支撑轴，同时用轴承内、外隔圈将轴承的内外圈隔开，而且采用轴承内圈锁紧螺母对轴承进行预紧，这样就提高了各个轴系的回转精度。此外还对承载光源的悬臂进行了有限元计算，在保证小于一定变形量的前提下尽量减轻悬臂的重量。

本实用新型的有益效果是，可以为光学仪器的装调提供精准的光源输入，而且实现光源位置的微调。

附图说明

图1是本实用新型整体结构外视图。

图2是本实用新型粗、精调级结构内视图。

图3为本实用新型轴承座内部结构剖视图。

图4为本实用新型粗调级蜗轮蜗杆传动工程图。

图5为本实用新型精调级蜗轮蜗杆传动工程图。

具体实施方式

如图1-图3所示。用于光学仪器装调的高精度三维调节机构，包括有轴承座1，轴承座1内装配有旋转轴2，旋转轴2前端伸出轴承座1且旋转轴2前端安装有承载光源的悬臂3，轴承座1内紧贴轴承座1内壁设置有轴承支撑座4，轴承支撑座4内沿轴向设置有一对深沟球轴承5，旋转轴2转动安装在两深沟球轴承5中，两深沟球轴承5之间的旋转轴2上从内至外依次装配有轴承内隔圈6、轴承外隔圈7，旋转轴2上还装配有螺入其中一个深沟球轴承5端部的轴承内圈锁紧螺母8，旋转轴2后部装配有粗调级蜗轮9，还包括嵌入轴承座后部并与旋转轴2轴向垂直的支撑座10，支撑座10内转动安装有与旋转轴2轴向垂直并与粗调级蜗轮9传动啮合的粗调级蜗杆11，粗调级蜗杆11一端安装有精调级蜗轮12，支撑座10一端还设置有分别与粗调级蜗杆11、旋转轴2轴向垂直并与精调级蜗轮12传动啮合的精调级蜗杆13。旋转轴2后端装配有旋转编码器14。

图4、图5是为了实现光源位置微调而设计粗调和精调两级蜗轮蜗杆传动。其中粗调级的传动比为1:80，精调级的传动比为1:32，从而总的传动比为1:2560，再通过旋转编码器和高分辨率数显装置实现旋转维不低于5″的角度分辨率。

为了粗调级蜗轮轴系具有较高的回转精度和较高的刚度，分别采取了如下措施：首先用深沟球轴承支撑轴提高回转精度；再利用隔圈将轴承内外隔圈隔开增加轴的刚度；同时利用锁紧螺母将轴承的内圈进行了锁紧，进一步增加了轴的刚度回转精度。