用於同軸型器件耦合焊接的上夾具結構的製作方法

2023-04-27 16:02:01 4

本發明涉及光電子器件自動化耦合封裝技術領域，具體涉及一種用於同軸型器件耦合焊接的上夾具結構。

背景技術：

隨著光纖通信和光纖傳感技術的發展，光電子器件的製備成為了光信息技術進一步發展的關鍵；有源器件是光纖通信系統中將電信號轉換成光信號或將光信號轉換成電信號的關鍵器件，同軸型有源光器件在光纖通信領域中得到了廣泛的應用，光收發組件是同軸型有源光器件中的重要器件。

現有同軸光器件封裝工藝中的關鍵步驟之一為雷射器與光纖的耦合，封裝要求所被焊接的光收發組件有極高的同軸度和定位精度，並且要求裝卸器件簡單快捷，在裝載器件後能夠對模塊接通電源，一種高效率、高精度、高剛度、自動夾緊的同軸有源光器件光收發組件夾具，能使同軸型有源光器件耦合封裝效率大幅度提高，同時保證焊後偏移量小，大大提高耦合的合格率和質量。

因此，中國專利文獻cn104117770b公開了用於同軸型光電子器件的整體旋轉型自動耦合焊接設備，其包括上夾具；該上夾具包括安裝座、第一夾具頭、第一鎖緊套筒以及用於驅動鎖緊套筒伸縮運動的伸縮驅動件，第一夾具頭固定裝設於安裝座上，第一夾具頭設有用於夾持上器件的多個第一彈性夾，多個第一彈性夾瓣沿圓周布置，第一鎖緊套筒套設於夾具頭的外部，伸縮驅動件與第一鎖緊套筒相連並可驅動第一鎖緊套筒推動所有第一彈性夾瓣徑向向內同步運動；夾具頭設有位於多個第一彈性夾瓣上的第一錐形面；第一鎖緊套筒包括外筒以及通過緊固件連接於外筒中的銅錐套，銅錐套設有用於與第一錐形面配合迫使所有第一彈性夾瓣徑向向內同步運動的第二錐形面。

但是，上述專利文獻中的用於同軸型光電子器件的整體旋轉型自動耦合焊接設備，至少存在以下問題：其上夾具僅能在上下方向上對被夾部件進行調節和鎖緊，而實際使用過程中，有時候該上夾具所夾持的部件上的某一特定的點需要和下夾具所夾持的另一部件上的相應的特定的點相互對準後才能進行耦合焊接，一旦兩個部件在被夾持時沒有對準，該上夾具將無法對被夾部件進行調節對準。

因此，現需提供一種能夠對被夾部件的進行調節對準的用於同軸型器件耦合焊接的上夾具結構。

技術實現要素：

因此，本發明所要解決的問題在於現有技術中的上夾具僅能在上下方向對被夾部件進行鎖緊、而無法調節該被夾部件與下夾具的夾持部件進行調節對準；進而提供一種能夠對被夾部件的進行調節對準的用於同軸型器件耦合焊接的上夾具結構。

為解決上述技術問題，本發明提供了用於同軸型器件耦合焊接的上夾具結構，其包括上夾具組件，安裝在安裝座上；以及鎖緊結構，對所述上夾具組件的上下方向進行調節鎖緊；還包括對所述上夾具組件進行角度調整的調節結構。

所述上夾具組件包括上夾頭，至少兩個設於所述上夾頭的下端且沿圓周外擴布置的彈性夾瓣，以及設於所述彈性夾瓣的外壁上的外錐面；所述鎖緊結構包括鎖緊套筒，成型在所述鎖緊套筒的端部的內錐孔，以及驅動所述上夾頭在所述鎖緊套筒內上下滑動的伸縮氣缸；其中，所述伸縮氣缸的伸縮杆帶動所述上夾具組件向所述鎖緊套筒內滑動，所述彈性夾瓣在所述外錐面和所述內錐孔的相互擠壓作用下同步徑向向內運動，將設於所述彈性夾瓣之間的工件鎖緊。

所述調節結構包括電機，固定在所述電機的旋轉軸上的主動齒輪，以及固定在所述鎖緊套筒外的從動齒輪；其中，所述主動齒輪與所述從動齒輪相互嚙合。

所述調節結構包括電機，固定在所述電機的旋轉軸上的主動同步帶輪，固定在所述鎖緊套筒外的從動同步帶輪，以及同步帶；其中，所述同步帶在所述主動同步帶輪的作用下帶動所述從動同步帶輪轉動。

所述上夾頭和所述驅動氣缸之間還設有中間連接組件，所述中間連接組件包括至少一個第一軸承和中間連接杆，所述第一軸承的內圈與所述伸縮氣缸的伸縮杆固定連接，所述第一軸承的外圈與所述中間連接杆的固定連接，所述中間連接杆的下端固定連接有所述上夾頭。

還包括防止所述上夾具組件脫出所述鎖緊套筒的限位結構。

所述限位結構包括第一限位結構，所述第一限位結構包括成型在所述鎖緊套筒的上端的內臺階面、以及成型在所述中間連接杆的上端的外臺階面；其中，所述內臺階面與所述外臺階面相抵，所述上夾頭不再向外滑出。

所述限位結構還包括第二限位結構，所述第二限位結構包括成型在所述鎖緊套筒的下端的內倒錐面、以及成型在所述中間連接杆的下端端部的外錐面；其中，所述內倒錐面與所述外錐面抵緊，所述上夾頭不再向外滑出。

所述鎖緊套筒與所述安裝座的殼體之間設有至少一個安裝軸承，所述安裝軸承的外圈與所述安裝座的殼體內壁固定連接，所述安裝軸承的內圈與所述鎖緊套筒固定套設。

還包括對所述上夾頭的所述彈性夾瓣張開度進行初步調整的初調結構。

所述初調結構包括成型在所述鎖緊套筒上且相互對稱設置的兩個豎直條形孔，成型在所述上夾頭和/或所述中間連接杆的下端的且相互對稱設置的安裝通孔，穿過所述安裝通孔且兩端端部嵌入所述豎直條形孔內的限位銷；其中，所述鎖緊套筒設置所述豎直條形孔的長度段還設有外螺紋，一限位螺母與所述外螺紋相配合對所述限位銷進行限位。

本發明的上述技術方案相比現有技術具有以下優點：在本發明中，用於同軸型器件耦合焊接的上夾具結構不僅設有用於鎖緊所述上夾具組件的鎖緊結構，還設有用於對所述上夾具組件的角度進行調節的調節結構，所述調節結構通過對所述上夾具組件進行調節，實現對所述上夾具組件所夾持部件的角度調節，被夾持後的部件能夠通過所述調節結構使得其上的某一特定方向能夠與下夾具結構上的被夾部件的相應的方向對準，保證上、下夾具上的部件能夠精準、無誤的進行耦合焊接。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明具體實施方式或現有技術中的技術方案，下面將對具體實施方式或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施方式，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明所述的用於同軸型器件耦合焊接的上夾具結構整體示意圖；

圖2為本發明所述的用於同軸型器件耦合焊接的上夾具結構截面示意圖；

圖中附圖標記表示為：1-安裝座；2-上夾頭；3-彈性夾瓣；4-外錐面；5-鎖緊套筒；6-內錐孔；7-伸縮氣缸；8-伸縮杆；9-電機；10-主動同步帶輪；11-從動同步帶輪；12-同步帶；13-第一軸承；14-中間連接杆；15-內臺階面；16-外臺階面；17-內倒錐面；19-外錐面；20-安裝軸承；21-豎直條形孔；22-安裝通孔；23-限位銷；24-限位螺母。

具體實施方式

下面將結合附圖對本發明的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。

在本發明的描述中，需要說明的是，術語「中心」、「上」、「下」、「左」、「右」、「豎直」、「水平」、「內」、「外」等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。此外，術語「第一」、「第二」、「第三」僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

在本發明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語「安裝」、「相連」、「連接」應做廣義理解，例如，可以是鎖定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對於本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。

此外，下面所描述的本發明不同實施方式中所涉及的技術特徵只要彼此之間未構成衝突就可以相互結合。

如圖1和2所示，本實施例提供了用於同軸型器件耦合焊接的上夾具結構，其包括安裝在安裝座1上的上夾具組件，對所述上夾具組件的上下方向進行調節鎖緊的鎖緊結構；還包括對所述上夾具組件進行角度調整的調節結構。

在本實施例中，不僅設有用於鎖緊所述上夾具組件的鎖緊結構，還設有用於對所述上夾具組件的角度進行調節的調節結構，所述調節結構通過對所述上夾具組件進行調節，實現對所述上夾具組件所夾持部件的角度調節，被夾持後的部件能夠通過所述調節結構使得其上的某一特定方向能夠與下夾具結構上的被夾部件的相應的方向對準，保證上、下夾具上的部件能夠精準、無誤的進行耦合焊接；該調節方式既可以通過電機自動調節也可以手動轉動調節，且轉動過程中鎖緊氣缸不會跟著一起轉動，避免了因氣缸轉動而造成氣管纏繞的問題。

具體地，所述上夾具組件包括上夾頭2，至少兩個設於所述上夾頭2的下端且沿圓周外擴布置的彈性夾瓣3，以及設於所述彈性夾瓣3的外壁上的外錐面4；所述鎖緊結構包括鎖緊套筒5，成型在所述鎖緊套筒5的端部的內錐孔6，以及驅動所述上夾頭2在所述鎖緊套筒5內上下滑動的伸縮氣缸7；其中，所述伸縮氣缸7的伸縮杆8帶動所述上夾具組件向所述鎖緊套筒5內滑動，所述彈性夾瓣3在所述外錐面4和所述內錐孔6的相互擠壓作用下同步徑向向內運動，將設於所述彈性夾瓣3之間的工件鎖緊。

在本實施例中，優選所述上夾具組件包括四個所述彈性夾瓣3，因為所有所述彈性夾瓣3在所述上夾頭2的下端周向設置且呈外擴狀，所以當所述伸縮氣缸7的伸縮杆8帶動所述上夾具組件向所述鎖緊套筒5內滑動時，所述彈性夾瓣3的所述外錐面4與所述內錐孔6相互配合，且所有所述彈性夾瓣3慢慢向中間軸線收緊，當所述上夾頭2的所述外錐面4和所述鎖緊套筒5的所述內錐孔6擠緊時，所述上夾頭2被鎖緊，也就是說，所有所述彈性夾瓣3收緊，從而使得被夾部件被所述上夾具組件夾緊；當需要解除鎖定時，只需使得所述伸縮氣缸7的伸縮杆8帶動所述上夾具組件向下朝所述鎖緊套內外滑出，則所有所述彈性夾瓣3的外錐面4與所述內錐孔6分離，所述彈性夾瓣3在自身彈力作用下慢慢徑向擴張至恢復原狀，進而解除對所述被夾部件的鎖定。

如圖2所示，所述上夾頭2和所述驅動氣缸之間還設有中間連接組件，所述中間連接組件包括至少一個第一軸承13和中間連接杆14，所述第一軸承13的內圈與所述伸縮氣缸7的伸縮杆8固定連接，所述第一軸承13的外圈與所述中間連接杆14的固定連接，所述中間連接杆14的下端固定連接有所述上夾頭2。

在本實施例中，優選所述中間連接組件包括兩個所述第一軸承13，且兩個所述第一軸承13的內圈固定連接，兩個所述第一軸承13的外圈固定連接，且兩個所述第一軸承13的外圈外還套設有連接套；其中，上方的所述第一軸承13的內圈與所述伸縮氣缸7的伸縮杆8固定連接，所述第一軸承13的外圈通過所述連接套與所述中間傳動杆固定連接；因此，當所述伸縮氣缸7的伸縮杆8發生伸縮時，可以通過所述第一軸承13的內圈帶動所述中間連接杆14進行伸縮，進而帶動所述上夾頭2進行伸縮，使得所述彈性夾瓣3釋放所述被夾部件或者夾緊所述被夾部件。

本實施例還包括防止所述上夾具組件脫出所述鎖緊套筒5的限位結構。

具體地，所述限位結構包括第一限位結構，所述第一限位結構包括成型在所述鎖緊套筒5的上端的內臺階面15、以及成型在所述中間連接杆14的上端的外臺階面16；其中，所述內臺階面15與所述外臺階面16相抵，所述上夾頭2不再向外滑出。

進一步，所述限位結構還包括第二限位結構，所述第二限位結構包括成型在所述鎖緊套筒5的下端的內倒錐面17、以及成型在所述中間連接杆14的下端端部的外錐面19；其中，所述內倒錐面17與所述外錐面19抵緊，所述上夾頭2不再向外滑出。

在上述實施例的基礎上，如圖2所示，本實施例的所述調節結構包括電機9，固定在所述電機9的旋轉軸上的主動同步帶輪10，固定在所述鎖緊套筒5外的從動同步帶輪11，以及同步帶12；其中，所述同步帶12在所述主動同步帶輪10的作用下帶動所述從動同步帶輪11轉動。

本實施例中，所述電機9安裝在所述安裝座1上，所述主動同步帶輪10固定套設在所述電機9上且伸縮所述安裝座1的殼體內，所述從動同步帶輪11固定套設在所述鎖緊套筒5的上端端部外，且所述主動同步帶輪10和所述從動同步帶輪11套設有同步帶12；當所述被夾部件被所述上夾具組件夾緊時，所述上夾頭2的外錐面4與所述鎖緊套筒5的內錐孔6的內壁相互抵緊；當需要對調節所述被夾部件的角度時，通過所述電機9驅動所述主動同步帶輪10轉動，所述從動同步帶輪11在所述同步帶12的作用下轉動，與所述從動同步帶輪11固定連接的所述鎖緊套筒5發生旋轉，所述上夾具組件會隨所述鎖緊套筒5一起旋轉，從而實現對所述被夾部件的角度調節；在在所述鎖緊套筒5的轉動過程中，所述中間傳動杆和所述第一軸承13的外圈也會一起旋轉，但是所述第一軸承13的內圈、所述伸縮杆8和所述伸縮氣缸7不會發生轉動。

作為可變換的實施方式，還可以設置所述調節結構包括電機9，固定在所述電機9的旋轉軸上的主動齒輪，以及固定在所述鎖緊套筒5外的從動齒輪；其中，所述主動齒輪與所述從動齒輪相互嚙合；具體地，所述電機9安裝在所述安裝座1上，所述主動齒輪固定套設在所述電機9上且伸縮所述安裝座1的殼體內，所述從動齒輪固定套設在所述鎖緊套筒5的上端端部外，且所述從動齒輪與所述主動齒輪相互嚙合；當所述被夾部件被所述上夾具組件夾緊時，所述上夾頭2的外錐面4與所述鎖緊套筒5的內錐孔6的內壁相互抵緊，因此當所述調節結構帶動所述鎖緊套筒5發生旋轉時，所述上夾具組件會隨所述鎖緊套筒5一起旋轉，且所述中間傳動杆和所述第一軸承13的外圈也會一起旋轉，但是所述第一軸承13的內圈、所述伸縮杆8和所述伸縮氣缸7不會發生轉動。

所述鎖緊套筒5與所述安裝座1的殼體之間設有至少一個安裝軸承20，所述安裝軸承20的外圈與所述安裝座1的殼體內壁固定連接，所述安裝軸承20的內圈與所述鎖緊套筒5固定套設；在本實施例中，所述鎖緊套筒5既能夠自由旋轉，又可以通過所述安裝軸承20的外圈固定安裝在所述安裝座1的殼體內。

進一步地，本實施例還包括對所述上夾頭2的所述彈性夾瓣3張開度進行初步調整的初調結構；具體地，所述初調結構包括成型在所述鎖緊套筒5上且相互對稱設置的兩個豎直條形孔21，成型在所述上夾頭2和/或所述中間連接杆14的下端的且相互對稱設置的安裝通孔22，穿過所述安裝通孔22且兩端端部嵌入所述豎直條形孔21內的限位銷23；其中，所述鎖緊套筒5設置所述豎直條形孔21的長度段還設有外螺紋，一限位螺母24與所述外螺紋相配合對所述限位銷23進行限位。在本實施例中，通過調節所述限位螺母24的位置，可以調節所述限位銷23的位置，進而可以調節所述上夾頭2的伸出長度，從而達到調節各個所述彈性夾瓣3的外擴程度和所有所述彈性夾瓣3所圍成的中間夾持空間的大小，以使所述上夾具組件能夠適用於各種不同尺寸的被夾部件；當需要夾持部件時，可以先調節中間夾持空間的大小，使其基本適用於即將被夾持的部件，從而使得使用者既能將被夾部件順利放入中間夾持空間中，又能防止放置後的被夾部件會在未夾緊前發生脫落。

顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而並非對實施方式的限定。對於所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這裡無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處於本發明創造的保護範圍之中。