專利名稱：空間立體分布大口徑聚焦鏡調(diào)焦機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是一種空間立體分布大口徑聚焦鏡調(diào)焦機(jī)構(gòu)，涉及多維調(diào)焦機(jī)構(gòu)。
現(xiàn)有的激光光路聚焦機(jī)構(gòu)中，采用雙圓柱滾動(dòng)過盈軸系支撐聚焦鏡，傳動(dòng)采用一個(gè)精密絲桿和步進(jìn)電機(jī)組合。不足之處在于大口徑的聚焦鏡頭在空間立體分布時(shí)，由于自重等受力方向的不同，用上述傳統(tǒng)的導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)調(diào)焦，導(dǎo)軌精度要求太高，加工和裝調(diào)都很困難，導(dǎo)軌的精度稍低，將產(chǎn)生機(jī)構(gòu)偏心，聚焦鏡受力不均，不能實(shí)現(xiàn)均勻穩(wěn)定調(diào)節(jié)，直接影響調(diào)焦精度，甚至?xí)箼C(jī)構(gòu)卡死。其調(diào)焦范圍只有±5mm、機(jī)械調(diào)節(jié)精度±5μm，而且只能在水平方向安置使用。
本實(shí)用新型的目的在于避免上述現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種調(diào)焦精度高，穩(wěn)定性好，調(diào)節(jié)范圍寬，能在X、Y、Z三個(gè)方向調(diào)節(jié)的空間立體分布大口徑聚焦鏡調(diào)焦機(jī)構(gòu)。
本實(shí)用新型的目的可以通過以下措施來實(shí)現(xiàn)空間立體分布大口徑聚焦鏡調(diào)焦機(jī)構(gòu)，由精密絲桿和步進(jìn)電機(jī)構(gòu)成的轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)，使導(dǎo)軌上的聚焦鏡在軸向移動(dòng)調(diào)焦，裝有聚焦鏡的鏡座固定在X、Y二維精密導(dǎo)軌架上，Y導(dǎo)軌架的外框上是由鋼絲傳動(dòng)的一個(gè)主動(dòng)精密絲桿和二個(gè)從動(dòng)精密絲桿，主動(dòng)精密絲桿連接諧波齒輪箱和由計(jì)算機(jī)控制的步進(jìn)電機(jī)。
本實(shí)用新型的目的還可以通過以下措施來實(shí)現(xiàn)鏡座上固定有一傳動(dòng)X導(dǎo)軌架作X方向直線位移的螺旋絲桿；在X導(dǎo)軌架上固定有一傳動(dòng)Y導(dǎo)軌架作Y方向直線位移的螺旋絲桿。
本實(shí)用新型相比已有技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn)1.采用計(jì)算機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)使諧波齒輪箱驅(qū)動(dòng)主動(dòng)精密絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)，并經(jīng)鋼絲預(yù)緊傳動(dòng)使二個(gè)從動(dòng)精密絲桿與主動(dòng)精密絲桿同步運(yùn)動(dòng)，提高了調(diào)整靈敏度，調(diào)節(jié)分辨率達(dá)±1.3微米，在任何聚焦鏡軸線角度下工作時(shí)，均能保證空間立體分布大口徑聚焦鏡在軸向調(diào)焦的穩(wěn)定調(diào)節(jié)，其穩(wěn)定性達(dá)0.026微米。
2.采用X、Y大范圍粗調(diào)節(jié)和Z向精密調(diào)節(jié)相結(jié)合的三維調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)，提高調(diào)焦精度，擴(kuò)大調(diào)焦范圍，其精密調(diào)節(jié)精度為±1.135微米，精密調(diào)節(jié)范圍達(dá)±10毫米。
3.本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、精度高、加工裝調(diào)都很方便且機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)靈活。


圖1是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)圖圖2是本實(shí)用新型主動(dòng)絲桿局部剖視圖下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳述如圖1和圖2所示空間立體分布大口徑聚焦鏡調(diào)焦機(jī)構(gòu)，裝有聚焦鏡(1)的鏡座(2)固定在X、Y二維精密導(dǎo)軌架(3)、(4)上，Y導(dǎo)軌架(4)的外框(5)上是由鋼絲(6)傳動(dòng)的一個(gè)主動(dòng)精密絲桿(7)和二個(gè)從動(dòng)精密絲桿(8)、(9)，主動(dòng)精密絲桿(7)連接諧波齒輪箱(10)和由計(jì)算機(jī)控制的步進(jìn)電機(jī)(11)，鏡座(2)上固定有一傳動(dòng)X導(dǎo)軌架(3)作X方向直線位移的螺旋絲桿(12)，在X導(dǎo)軌架(3)上固定有一傳動(dòng)Y導(dǎo)軌架(4)作Y方向直線位移的螺旋絲桿(13)。
用手動(dòng)螺旋絲桿(12)傳動(dòng)X導(dǎo)軌架(3)及聚焦鏡(1)作X方向位移調(diào)節(jié)，用手動(dòng)螺旋絲桿(13)傳動(dòng)Y導(dǎo)軌架(4)及聚焦鏡(1)作Y方向位移調(diào)節(jié)。由計(jì)算機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)(11)使諧波齒輪箱(10)驅(qū)動(dòng)主動(dòng)精密絲桿(7)轉(zhuǎn)動(dòng)，并經(jīng)鋼絲預(yù)緊傳動(dòng)使二個(gè)從動(dòng)精密絲桿(9)、(8)與主動(dòng)精密絲桿(7)同步運(yùn)動(dòng)，使外框(5)上的XY導(dǎo)軌架(3)、(4)以及其上的聚焦鏡(1)隨三個(gè)精密絲桿的轉(zhuǎn)動(dòng)沿光軸方向作調(diào)焦運(yùn)動(dòng)，完成精密調(diào)焦。
權(quán)利要求1.空間立體分布大口徑聚焦鏡調(diào)焦機(jī)構(gòu)，由精密絲桿和步進(jìn)電機(jī)構(gòu)成的轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)，使導(dǎo)軌上的聚焦鏡在軸向移動(dòng)調(diào)焦，其特征在于裝有聚焦鏡(1)的鏡座(2)固定在X、Y二維精密導(dǎo)軌架(3)、(4)上，Y導(dǎo)軌架(4)的外框(5)上是由鋼絲(6)傳動(dòng)的一個(gè)主動(dòng)精密絲桿(7)和二個(gè)從動(dòng)精密絲桿(8)、(9)，主動(dòng)精密絲桿(7)連接諧波齒輪箱(10)和由計(jì)算機(jī)控制的步進(jìn)電機(jī)(11)。
2.如權(quán)利要求1所述的空間立體分布大口徑聚焦鏡調(diào)焦機(jī)構(gòu)，其特征在于鏡座(2)上固定有一傳動(dòng)X導(dǎo)軌架(3)作X方向直線位移的螺旋絲桿(12)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的空間立體分布大口徑聚焦鏡調(diào)焦機(jī)構(gòu)，其特征在于在X導(dǎo)軌架(3)上固定有一傳動(dòng)Y導(dǎo)軌架(4)作Y方向直線位移的螺旋絲桿(13)。
專利摘要空間立體分布大口徑聚焦鏡調(diào)焦機(jī)構(gòu)，涉及多維調(diào)焦機(jī)構(gòu)。其特征是裝有聚焦鏡鏡座固定在X、Y二維精密導(dǎo)軌架上，Y導(dǎo)軌架的外框上是由鋼絲傳動(dòng)的主、從動(dòng)精密絲桿，主動(dòng)精密絲桿連接諧波齒輪箱和由計(jì)算機(jī)控制的步進(jìn)電機(jī)，采用X、Y大范圍粗調(diào)節(jié)和Z向精密調(diào)節(jié)相結(jié)合的三維調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)，提高調(diào)焦精度，擴(kuò)大調(diào)焦范圍和調(diào)整靈敏度，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、精度高、加工裝調(diào)都很方便且機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)靈活。
文檔編號(hào)G02B19/00GK2270236SQ9622426
公開日1997年12月10日 申請(qǐng)日期1996年12月26日 優(yōu)先權(quán)日1996年12月26日
發(fā)明者毛羽國(guó), 朱耆祥 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院光電技術(shù)研究所