光纖對準微動平臺的製作方法
2023-06-08 19:50:11 3
光纖對準微動平臺的製作方法
【專利摘要】本發明涉及微動平臺，一種光纖對準微動平臺，柔型連結彈性平臺（3）安裝在底板（5）上，微動平臺（4）位於柔型連結彈性平臺（3）內，每個步進電機與一絲杆（9）相連，每個絲杆（9）頂端與一推桿（10）接觸，推桿（10）上裝有深溝球軸承（6），深溝球軸承（6）微動平臺（4）一側面接觸。柔型連結彈性平臺(3)內被分割為四個空間，每個空間中的內壁設有壓縮彈簧（19）,壓縮彈簧（19）一端與微動平臺（4）接觸一端與柔型連結彈性平臺(3)接觸,底板（5）上開有凹槽（17），凹槽（17）內安裝有擺臂（13）和半軸承（14），擺臂（13）和半軸承（14）形成圓周配合，本發明提供的光纖對準微動柔性平臺，成本低，體積小，回程控制穩定。
【專利說明】光纖對準微動平臺
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種針對光纖與半導體雷射器耦合對準用微動柔性平臺。屬於光電機 一體化【技術領域】，特別涉及光電子器件精密封裝技術。
【背景技術】
[0002] 光信息技術的發展推動著通信事業的進步，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。光電子集成器件的封裝技術 影響這光電子器件的可靠性，關鍵的封裝工藝與全自動封裝設備可以大幅度的提高生產效 率，保證器件質量。
[0003] 光纖對接平臺是光纖器件封裝製造系統的核心單元，平臺的性能決定了能夠實現 的對準精度。平臺的精度、速度、可靠性是要考慮的主要因素。平臺功能應滿足以下要求： 能夠提供初始光耦合搜索的大範圍掃描；實現精密對準的納米定位：方便器件裝卸的足夠 行程。同時，對接平臺必須提供光纖對接多自由度的調整，併兼顧成本和通用性。
[0004] 目前光纖對準平臺多採用槓導軌式和壓電陶瓷驅動式，前者存在成本高、體積大 的缺點，後者的運動範圍十分有限，並且成本較高，控制也比較複雜。並且由於步進電機與 絲杆之間普遍存在的反向間隙，導致此類平臺在回程控制上的不穩定性。
【發明內容】
[0005] 1、所要解決的技術問題： 現有的光纖對準平臺成本高，體積大，運動範圍十分有限，而且步進電機與絲杆之間普 遍存在方向間隙，回程控制上不穩定。
[0006] 2、技術方案： 為了解決以上問題，本發明提供了一種一種光纖對準微動平臺，包括柔性鉸鏈彈性平 臺3、微動平臺4和X軸步進電機8和Y軸步進電機8'，彈性平臺3安裝在底板5上，微動 平臺4位於柔性鉸鏈彈性平臺3內，每個步進電機與一絲杆9相連，每個絲杆9頂端與一推 杆10連接推桿10有內螺紋，推桿10上裝有深溝球軸承6,所述的深溝球軸承6與柔性鉸 鏈彈性平臺3內部的微動平臺4側面接觸。推桿10分別為微動平臺4Y軸、X軸向的運動 提供所需推力'，當推力消失微動平臺4自動回到零位。推桿10的前進與復位始終受到4 個柔性鉸在x/y軸向的擠壓，使得推桿10內的螺母、絲杆在兩個工作方向上無間隙。底板5 上開有凹槽17,所述的凹槽17內安裝有擺臂13和半軸承14,擺臂13和半軸承14形成圓 周配合，使擺臂13可以在凹槽內來回擺動。擺臂13與推桿10下端的深溝球軸承6接觸， 從而推動推桿10作往復運動。
[0007] 推桿10與絲杆9為兩個相對獨立單元，推桿10在X/Y軸上與步進電機運動相反 方向的極限位置處剛好與絲杆9接觸而沒有壓力，絲杆9經由步進電機驅動可以推動推桿 10運動，從而推動微動平臺4進行位移而，擺臂13驅動推桿10隻能推動微動平臺4位移， 而不能反向推動絲杆9。擺臂13上有凸臺結構18,凸臺結構18上裝有復位彈簧15,保證擺 臂13與氣動直線馬達11始終保持接觸。
[0008] 柔性鉸鏈彈性平臺3兩個相鄰側面安裝有支撐架連接板12,每側的支撐架連接板 12上步進連接座7用來安裝步進電機。
[0009] 柔性鉸鏈彈性平臺3上安裝有上蓋板2,所述的上蓋板2上安裝有壓板1。
[0010] 3、有益效果： 本發明提供的光纖對準微動柔性平臺，成本低，體積小，回程控制穩定。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011] 圖1光纖對準微動平臺立體圖。
[0012] 圖2光纖對準微動平臺上蓋板打開後視圖。
[0013] 圖3光纖對準微動平臺剖面視圖。
[0014] 圖4光纖搖杆機構安裝示意圖。
【具體實施方式】
[0015] 下面結合附圖來對本發明進行詳細說明。
[0016] 如圖1-4所示，光纖對準微動平臺有兩個方向上位移，分別為X軸和Y軸，X軸上 有X軸步進電機8, Y軸上有Y軸步進電機8'。
[0017] 當微動平臺4需要X軸方向的精位移時，X軸步進電機8啟動推動推桿10,而使微 動平臺4X軸方向精位移，但需要Y軸方向精位移時，原理同上。 柔性鉸鏈彈性平臺分割為四個空間，中間為微動平臺。每個空間中內壁設有壓縮彈簧 19和微動平臺4接觸。由於壓縮彈簧19的存在，在壓縮彈簧19的作用下，步進電機的大 位移量輸出轉換成微位移，提高運動解析度。同時由於壓縮彈簧19的回彈作用，使得步進 電機絲杆的反向無間隙。
[0018] 當微動平臺4需要X軸方向的粗位移時，氣動直線馬達11驅動擺臂13來回擺動， 擺臂13的來回擺動轉化為推桿10的往復直線運動，從而推動微動平臺4在X軸方向的粗 位移。擺臂13上有凸臺結構18,凸臺結構18上裝有復位彈簧15,保證擺臂13與氣動直線 馬達11始終保持接觸。推桿10與絲杆9為兩個相對獨立單元，推桿10在X/Y軸上與步進 電機運動相反方向的極限位置處剛好與絲杆9接觸而沒有壓力，絲杆9經由步進電機驅動 可以推動推桿10運動，從而推動微動平臺4進行位移而，擺臂13驅動推桿10隻能推動微 動平臺4位移，而不能反向推動絲杆9,從而消除粗位移對精位移的影響。
[0019] 本發明將X/Y軸兩個滑動平臺合成一個柔性鉸鏈彈性平臺，設計還消除了絲杆前 進、復位的間隙。使本發明的光纖對準微動平臺，成本減少，同時體積減小，提高了效率。
【權利要求】
1. 一種光纖對準微動平臺，包括：柔型連結彈性平臺（3)壓縮彈簧（19)和X軸步進電 機（8)和Y軸步進電機（8'），柔型連結彈性平臺（3)安裝在底板（5)上，微動平臺（4)位於 柔型連結彈性平臺（3)內，其特徵在於：每個步進電機與一絲杆（9)相連，每個絲杆（9)頂 端與一推桿（10)接觸，推桿（10)上裝有深溝球軸承（6)，深溝球軸承（6)與柔型連結彈性 平臺（3)內部的微動平臺（4) 一側面接觸，柔型連結彈性平臺（3)內被分割為四個空間，每 個空間中的內壁設有壓縮彈簧（19)，壓縮彈簧（19) 一端與微動平臺（4)接觸一端與柔型 連結彈性平臺（3)接觸，微動平臺（4)處在4個壓縮彈簧在兩個軸向的擠壓下，使得推桿 前端的深溝球軸承6在接觸微動平臺（4)過程中始終存在一個相反的力，推桿中的螺母與 絲杆齒面也始終只有一個面接觸，從而消除了反向間隙，底板（5)上開有凹槽（17)，所述的 凹槽（17)內安裝有擺臂（13)和半軸承（14)，擺臂（13)和半軸承（14)形成圓周配合，使擺 臂（13)可以在凹槽內擺動，擺臂（13)與推桿（10)下端的深溝球軸承（6)接觸，從而推動 推桿（10)作往復運動。
2. 如權利要求1所述的光纖對準微動平臺，其特徵在於：微動平臺（4)處在柔型連結 彈性平臺（3) 4個壓縮彈簧在兩個軸向的擠壓下。
3. 如權利要求2所述的光纖對準微動平臺，其特徵在於：兩推桿前端的深溝球軸承6 與微動平臺（4)各一側面接觸（3)，由推桿內螺母、絲杆副推動從而實現微動平臺（4)在X/ Y軸上的移動。
4. 如權利要求1要求所述的光纖對準微動平臺，其特徵在於：深溝球軸承（6)推桿內 螺母、絲杆副與步進電機形成一個傳動鏈。
5. 如權利要求1所述的光纖對準微動平臺，其特徵在於：柔性鉸鏈彈性平臺（3)兩個相 鄰側面安裝有支撐架連接板（12)，每側的支撐架連接板（12)上步進連接座（7)用來安裝步 進電機。
6. 如權利要求5所述的光纖對準微動平臺，其特徵在於：支撐架連接板上還設有氣動 直線馬達（11)和擺臂連接，擺臂（13)由氣動直線馬達（11)驅動做來回擺動，帶動推桿（10) 做往復直線運動。
7. 如權利要求1或6所述的光纖對準微動平臺，其特徵在於：擺臂（13)上有凸臺結構 (18)，凸臺結構（18)上裝有復位彈簧（15)，保證擺臂（13)與氣動直線馬達（11)始終保持 接觸。
8. 如權利要求1要求所述的光纖對準微動平臺，其特徵在於：推桿（10)與絲杆（9)為 兩個相對獨立單元，絲杆（9)經由步進電機驅動可以推動推桿（10)運動，從而推動微動平 臺（4)進行位移，擺臂（13)驅動推桿（10)只能推動微動平臺（4)位移，而不能反向推動絲 杆（9)。
9. 如權利要求1所述的光纖對準微動平臺，其特徵在於：柔性鉸鏈彈性平臺（3)上安裝 有上蓋板（2 )，所述的上蓋板（2 )上安裝有壓板（1)。
【文檔編號】G02B6/42GK104101962SQ201310127284
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2013年4月15日 優先權日:2013年4月15日
【發明者】黃秋元, 馮毓偉 申請人:鎮江逸致儀器有限公司