光學旋轉臺的製作方法

2023-10-29 14:09:07

專利名稱：光學旋轉臺的製作方法
技術領域：
本發明是一種光學旋轉臺，特別是一種適合於兩組光學元器件繞共同軸同步反向旋轉且旋轉角度差值能微量調節的光學旋轉臺。
背景技術：
光學旋轉臺是光學實驗和光學儀器中對光學元器件進行角度調節的一種常用調整裝置。光學元器件被固定於光學旋轉臺的臺板上，通過光學旋轉臺的轉動實現其角度調節。
在先技術[1](the Newport Resource，Mot ion ControlManual RotationStages and Motorized Rotation Stages.2003，P.969-1032)描述了多種型號的一維光學旋轉臺。這些一維光學旋轉臺以其個性化和多樣性，滿足了很多的使用要求而被廣泛應用。但是一個一維光學旋轉臺只能對一組光學元器件進行單獨調節。當兩組光學元器件需要在同一平面內反向旋轉時，必須採用兩個一維光學旋轉臺進行組合才能實現。兩個一維光學旋轉臺組合使用，容易調節固定於其上的兩組光學元器件的旋轉角度差值。兩組光學元器件的旋轉角度差值的微量調節可以用於光電測量中的誤差分析實驗。由於兩個一維光學旋轉臺分別繞各自的旋轉軸進行轉動，無法滿足兩組光學元器件繞共同旋轉軸轉動。而且兩個一維光學旋轉臺採用不同的驅動源，難以實現兩組光學元器件的同步旋轉。兩組光學元器件繞共同旋轉軸同步反向旋轉在一些光學實驗與光學儀器中是必須的，如表面等離子體共振實驗採用掃描入射角方法時就要求雷射器件與光電探測器件能繞共同旋轉軸同步反向旋轉。
在先技術[2](蘇大圖主編.光學測試技術.北京理工大學出版社，北京，1996，P.86)描述了一種手動光學旋轉臺。該光學旋轉臺可以實現兩組光學元器件繞共同旋轉軸反向旋轉，但是該光學旋轉臺不能實現兩組光學元器件的同步旋轉。
在先技術[3](鄧文和.JC-1型精密測角儀的研製.光電工程，Vol.17，No.1，1990，P.35-48)描述了一種光學旋轉臺。該光學旋轉臺可以實現兩組光學元器件繞共同旋轉軸反向旋轉。但是該光學旋轉臺在同步旋轉時不能改變固定於其上的兩組光學元器件的旋轉角度差值。若要改變固定於光學旋轉臺上的兩組光學元器件的旋轉角度差值，光學旋轉臺就不能同步旋轉。
在先技術[2]和[3]中所描述的這兩種光學旋轉臺，由於兩塊旋轉臺板及光學元器件均直接由旋轉軸系來支撐，為使旋轉臺板可承載重量重、體積大的光學元器件並保證平穩旋轉，這兩塊光學旋轉臺的結構設計比較複雜，而且體積龐大。

發明內容
本發明的目的在於克服現有技術的不足，提供一種光學旋轉臺，它應結構簡單，裝調方便，適合於兩組光學元器件繞共同軸同步反向旋轉且轉動角度差值能微量調節的光學旋轉臺。
本發明的技術解決方案如下一種光學旋轉臺，包括一底座，其特點是該光學旋轉臺是一左右對稱的結構，一驅動源與滾珠絲杆固定連接，該滾珠絲杆的兩端各裝有第一軸承，中間與第一螺母配合，一滑塊固定在該螺母上，該滑塊上的凸臺與一導向板內的凹槽相配合，所述的導向板固定在所述的底座的下方，左連杆和右連杆的一端均通過第一軸承與所述的滑塊相連接，另一端分別通過軸承與固定在左臺板和右臺板下表面後端的立柱連接，右連杆或左連杆裝有一連接筒，該連接筒的兩端加工有旋向相反的螺紋，並配有第二螺母和第三螺母，所述的左臺板和右臺板的上表面加工有螺紋孔，用於固定光學元器件組，所述的左臺板和右臺板均通過第二軸承與一中間立柱形成同軸旋轉連接，所述的左臺板和右臺板的下表面都固定有兩個裝有滾珠的滾珠座，所述的底座的上表面的左右兩側分別固定有一條滾動導軌，兩個滾珠與該滾動導軌相配合形成單塊臺板的兩個支撐點，一拉緊彈簧的兩端與固定於左臺板和右臺板下表面前端的兩根立柱連接，左讀數塊和右讀數塊分別安裝在底座的上表面兩側，與之相配合的一左指針固定在左臺板的左側邊上，一右指針固定在右臺板的右側邊上。
所述的左連杆和右連杆與滑塊連接的安裝結構相同所述的左連杆與第一軸承的外圈連接，由軸承端蓋固定，第一軸承的內圈通過軸承套和修切環固定，並用軸位螺釘將其固定在滑塊上。
所述的左臺板和右臺板與中間立柱的安裝結構相同右臺板與第二軸承的外圈配合，第二軸承的內圈由隔圈、端蓋和中間立柱固定，兩臺板互相嵌套安裝，並保證兩臺板的上表面處於同一水平面上，下表面處於另一水平面上。
所述的左臺板和右臺板與所述的底座連接的滾珠支撐結構相同裝有滾珠的滾珠座固定在左臺板的下表面，所述的滾動導軌安裝在所述的底座上，所述的滾珠與滾動導軌相配合。
兩個滾珠與滾動導軌相配合形成單塊臺板的兩個支撐點。因此，左臺板、右臺板可以繞共同支撐點旋轉並且在運動過程中始終由三點支撐。
驅動源帶動滾珠絲杆旋轉，滾珠絲杆帶動與螺母固定在一起的滑塊沿導向板直線移動。當滑塊移動時，左、右連杆同時推(拉)左臺板和右臺板，使固定在左臺板和右臺板上的兩組光學元器件一起繞中間立柱旋轉。旋轉過程中，滾珠在滾動導軌內滾動使左、右臺板始終由三點支撐。拉緊彈簧進行消隙，提高了轉動的平穩性。左、右臺板旋轉時分別帶動左、右指針一起運動，左、右指針就會在左、右讀數塊上指向一個角度值，可分別讀出兩組光學元器件的實際旋轉角度值。
所述的左連杆、右連杆中的一根連杆的長度可以調節，通過調節該連杆的長度可以微量地改變左連杆與右連杆的長度差值。當兩根連杆的長度相同時，左臺板、右臺板轉動的角度相等，固定於左臺板、右臺板上的兩組光學元器件在旋轉過程中轉動的角度也相等。當兩根連杆的長度不相同時，左臺板和右臺板轉動的角度則不相等，固定在左臺板和右臺板上的兩組光學元器件在旋轉過程中轉動的角度有一個微量的差值。當左連杆、右連杆的長度差值微量改變時，固定於左臺板和右臺板上的兩組光學元器件的轉動角度差值能夠微量調節。
所述的驅動源是手輪或者電機，本發明所述的光學旋轉臺相應地為手動調節或者電動調節。
所述的讀數塊與指針組成的角度讀數模塊可替換為碼盤或圓光柵，並輔助一定的處理電路，本發明所述的光學旋轉臺相應地由角度目視讀數改變為角度自動讀數。
本發明的技術效果如下1、固定於左臺板和臺板上的兩組光學元器件繞共同軸旋轉。
左臺板、右臺板均通過軸承與中間立柱連接並繞中間立柱旋轉，則固定於左臺板、右臺板上的兩組光學元器件繞中間立柱這一共同軸旋轉。
2、固定於左臺板、右臺板上的兩組光學元器件同步反向旋轉。
利用滾珠絲杆配合左連杆、右連杆同時推(拉)動左臺板、右臺板以相反方向繞共同軸旋轉，固定於左臺板和右臺板上的兩組光學元器件同步反向旋轉。
3、固定於左、右臺板上的兩組光學元器件的轉動角度差值能夠微量調節。
左連杆、右連杆中的一根連杆的長度可以調節，通過調節該連杆的長度改變左連杆和右連杆的長度差值，就可以微量地調節固定於左臺板、右臺板上的兩組光學元器件的轉動角度差值。
4、可以承載重量重、體積大的光學元器件且能使光學元器件在旋轉過程中保持平穩。
左臺板、右臺板分別由三點支撐，該支撐方式可以承載重量大、體積大的光學元器件。單塊臺板除了中間立柱這一支撐點外，其餘兩個支撐點由滾珠與滾動導軌相配合形成。該支撐結構消除了傾斜和晃動現象，也減小了摩擦阻力，能使固定於左臺板、右臺板上的兩組光學元器件在旋轉過程中保持平穩。


圖1是本發明光學旋轉臺一實施例的主視圖。
圖2是圖1本發明光學旋轉臺實施例的俯視圖(底座預設)。
圖3是本發明光學旋轉臺的主視圖中A處的局部放大視圖。
圖4是本發明光學旋轉臺的主視圖中B處的局部放大視圖。
圖5是本發明光學旋轉臺的主視圖中C處的局部放大視圖。
具體實施例方式
下面結合附圖和實施例對本發明光學旋轉臺作進一步說明，但不應以此限制本發明的保護範圍。
先請參閱圖1和圖2，圖1是本發明光學旋轉臺一實施例的主視圖，圖2是圖1光學旋轉臺底座13預設時的俯視圖。由圖可見，本發明光學旋轉臺，包括一底座13，該光學旋轉臺是一左右對稱的結構，一驅動源1與滾珠絲杆2固定連接，該滾珠絲杆2的兩端各裝有第一軸承3，中間與第一螺母5配合，一滑塊4固定在該螺母5上，該滑塊4上的凸臺與一導向板12內的凹槽相配合，所述的導向板12固定在所述的底座13的下方，左連杆10和右連杆27的一端均通過第一軸承9與所述的滑塊4相連接，另一端分別通過軸承與固定在左臺板15和右臺板14下表面後端的立柱連接，右連杆27或左連杆10裝有一連接筒25，該連接筒25的兩端加工有旋向相反的螺紋，並配有第二螺母24和第三螺母26，所述的左臺板15和右臺板14的上表面加工有螺紋孔，用於固定光學元器件組，所述的左臺板15和右臺板14均通過第二軸承19與一中間立柱18形成同軸旋轉連接，所述的左臺板15和右臺板14的下表面都固定有兩個裝有滾珠20的滾珠座21，所述的底座13的上表面的左右兩側分別固定有一條滾動導軌22，兩個滾珠20與該滾動導軌22相配合形成單塊臺板的兩個支撐點，一拉緊彈簧30的兩端與固定於左臺板15和右臺板14下表面前端的兩根立柱連接，左讀數塊29和右讀數塊30分別安裝在底座13的上表面兩側，與之相配合的一左指針28固定在左臺板15的左側邊上，一右指針31固定在右臺板14的右側邊上。
所述的左連杆10和右連杆27與滑塊4連接的安裝結構相同，如圖3所示所述的左連杆10與第一軸承9的外圈連接，由軸承端蓋11固定，第一軸承9的內圈通過軸承套6和修切環7固定，並用軸位螺釘8將其固定在滑塊4上。左連杆10、右連杆27分別與左臺板15、右臺板14下表面後端的立柱相連接的安裝結構相同，其安裝方式與圖3相類似。拉緊彈簧30兩端與左臺板15、右臺板14下表面前端的立柱相連接的安裝結構相同，其安裝方式與圖3相類似。
所述的左臺板15和右臺板14與中間立柱18的安裝結構相同，如圖4所示右臺板14與第二軸承19的外圈配合，第二軸承19的內圈由隔圈16、端蓋17和中間立柱18固定，兩臺板互相嵌套安裝，並保證兩臺板的上表面處於同一水平面上，下表面處於另一水平面上。
所述的左臺板15和右臺板14與所述的底座13連接的滾珠支撐結構相同，如圖5所示裝有滾珠20的滾珠座21固定在左臺板15的下表面，所述的滾動導軌22安裝在所述的底座13上，所述的滾珠20與滾動導軌22相配合。
本實施例的驅動源(1)是手輪。
轉動手輪1使滾珠絲杆2旋轉。滾珠絲杆2帶動螺母5前後移動。滑塊4與螺母5固定連接。導向板12固定在底座13上。滑塊4上的凸臺可在導向板12內的凹槽內滑動。當滑塊4前後移動時，左連杆10、右連杆27同時推(拉)左臺板14、右臺板15，使左臺板15、右臺板14繞中間立柱18同步反向旋轉，使分別固定於左臺板14、右臺板15上的兩組光學元器件繞中間立柱18同步反向旋轉。左臺板15、右臺14板轉動時分別帶動左指針28、右指針31旋轉，在左讀數塊29、右讀數塊30上就可以讀出兩組光學元器件的實際角度值。轉動連接筒25可使右連杆27伸長或縮短，調節到適當的長度後用第二螺母24、第三螺母26鎖緊。通過調節右連杆27的長度可以微量地改變左連杆10、右連杆27的長度差值，固定於左臺板14、右臺板15上的兩組光學元器件的轉動角度差值就可以微量調節。
經試用證明，本發明具有結構簡單，裝調方便的特點，是一種適合於兩組光學元器件繞共同軸同步反向旋轉且轉動角度差值能微量調節的光學旋轉臺。
權利要求
1.一種光學旋轉臺，包括一底座(13)，其特徵是該光學旋轉臺是一左右對稱的結構，一驅動源(1)與滾珠絲杆(2)固定連接，該滾珠絲杆(2)的兩端各裝有第一軸承(3)，中間與第一螺母(5)配合，一滑塊(4)固定在該螺母(5)上，該滑塊(4)上的凸臺與一導向板(12)內的凹槽相配合，所述的導向板(12)固定在所述的底座(13)的下方，左連杆(10)和右連杆(27)的一端均通過第一軸承(9)與所述的滑塊(4)相連接，另一端分別通過軸承與固定在左臺板(15)和右臺板(14)下表面後端的立柱連接，右連杆(27)或左連杆(10)裝有一連接筒(25)，該連接筒(25)的兩端加工有旋向相反的螺紋，並配有第二螺母(24)和第三螺母(26)，所述的左臺板(15)和右臺板(14)的上表面加工有螺紋孔，用於固定光學元器件組，所述的左臺板(15)和右臺板(14)均通過第二軸承(19)與一中間立柱(18)形成同軸旋轉連接，所述的左臺板(15)和右臺板(14)的下表面都固定有兩個裝有滾珠(20)的滾珠座(21)，所述的底座(13)的上表面的左右兩側分別固定有一條滾動導軌(22)，兩個滾珠(20)與該滾動導軌(22)相配合形成單塊臺板的兩個支撐點，一拉緊彈簧(30)的兩端與固定於左臺板(15)和右臺板(14)下表面前端的兩根立柱連接，左讀數塊(29)和右讀數塊(30)分別安裝在底座(13)的上表面兩側，與之相配合的一左指針(28)固定在左臺板(15)的左側邊上，一右指針(31)固定在右臺板(14)的右側邊上。
2.根據權利要求1所述的光學旋轉臺，其特徵在於所述的左連杆(10)和右連杆(27)與滑塊(4)連接的安裝結構相同所述的左連杆(10)與第一軸承(9)的外圈連接，由軸承端蓋(11)固定，第一軸承(9)的內圈通過軸承套(6)和修切環(7)固定，並用軸位螺釘(8)將其固定在滑塊(4)上。
3.根據權利要求1所述的光學旋轉臺，其特徵在於所述的左臺板(15)和右臺板(14)與中間立柱(18)的安裝結構相同右臺板(14)與第二軸承(19)的外圈配合，第二軸承(19)的內圈由隔圈(16)、端蓋(17)和中間立柱(18)固定，兩臺板互相嵌套安裝，並保證兩臺板的上表面處於同一水平面上，下表面處於另一水平面上。
4.根據權利要求1所述的光學旋轉臺，其特徵在於所述的左臺板(15)和右臺板(14)與所述的底座(13)連接的滾珠支撐結構相同裝有滾珠(20)的滾珠座(21)固定在左臺板(15)的下表面，所述的滾動導軌(22)安裝在所述的底座(13)上，所述的滾珠(20)與滾動導軌(22)相配合。
5.根據權利要求1至4任一項所述的光學旋轉臺，其特徵在於所述的所述的驅動源(1)是手輪，或電機。
全文摘要
一種光學旋轉臺，主要由驅動源、滾珠絲杆、螺母、滑塊、導向板、連杆、中間立柱、軸承、臺板、底座、滾珠套、滾珠、滾動導軌、拉緊彈簧、讀數塊和指針構成。該光學旋轉臺為左右對稱結構，連杆、臺板、滾動導軌、滾珠、滾珠套、讀數塊和指針在對稱線的左、右方各有一組。本發明具有結構簡單，裝調方便的特點，是一種適合於兩組光學元器件繞共同軸同步反向旋轉且轉動角度差值能微量調節的光學旋轉臺。
文檔編號G01M11/04GK1844972SQ20061002661
公開日2006年10月11日 申請日期2006年5月17日 優先權日2006年5月17日
發明者王利娟, 劉立人, 朱寶鈐, 欒竹, 劉德安, 周煜 申請人:中國科學院上海光學精密機械研究所