一种两自由度角度调整装置及应用的制作方法

本发明属于角度调整机构，尤其涉及一种两自由度角度调整装置及应用。

背景技术：

1、激光在数据传输领域得到广泛应用，主要得益于其高速、高带宽和低延迟等显著优势。然而，激光器等光源所发出的光束直径通常较小，在安装过程中发射端与接收端对光束对准的要求极为严格，然而应零件加工、装配、安装过程中的公差叠加，导致发射端激光束并未对准接收端。因此，在实际应用中，经常需要对光束进行精细调整以适应具体需求。常规的角度调节机构虽然能满足一般精度的角度调节需求，但对于激光传输这种对精度要求极高的场合，则显得力不从心。

2、公开号为cn104500673a的专利文件公开了一种转台角度微调机构，该调节机构通过导杆、滑槽和滚珠丝杠的组合，实现了电机水平推力的角度调节功能。然而，单纯依赖滚珠丝杠进行精度调节无法满足高精密光学仪器的严苛要求，同时缺乏自锁机制。

3、公开号为cn116967617a的专利文件公开了一种多角度调节激光打标机。包括：操作台、激光镜头和载物板，还包括：连接在所述操作台两侧的纵向调位组件，对应连接在两个所述纵向调位组件上同步前后移动的两块滑动安装板，固定连接在两块所述滑动安装板之间的导向架，以及滑动式连接在所述导向架上的滑动框等。该打标机的激光镜头通过齿轮和半齿圈调节位置，并通过滑动框的配合调节激光发射角度，但仍然缺乏自锁机制，调节精度受到齿轮和半齿圈上的轮齿设置影响。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提供了一种两自由度角度调整装置及应用。

2、本发明通过以下技术方案得以实现。

3、本发明提供的一种两自由度角度调整装置，包括安装平台、β角度调节机构和α角度调节机构，所述β角度调节机构设置在安装平台上，所述α角度调节机构设置在β角度调节机构上。

4、优选地，所述β角度调节机构包括β转动平台、β转动齿轮、β转动蜗轮、β转轴、β转动蜗杆、β转动侧板，所述安装平台上设置固定柱a，所述β转动平台上设置固定柱b，所述β转动齿轮的齿轮面与β转动蜗轮啮合，β转动齿轮的蜗轮面与β转动蜗杆啮合，所述β转动蜗轮通过β转轴固定在固定柱a，所述β转动蜗杆通过β蜗杆轴承设置在安装平台上，β转动侧板设置在安装平台上。

5、优选地，所述α角度调节机构包括α转动平台、α转动齿轮、α转轴、α转动蜗轮、α转动蜗杆、α转动侧板，所述α转动蜗轮通过α转轴和α转动轴承固定在固定柱b上，α转动蜗轮的蜗轮面与α转动蜗杆啮合，α转动蜗轮的齿轮面与α转动齿轮啮合，所述α转动蜗杆通过α蜗杆轴承设置在β转动平台上，α转动侧板设置在β转动平台上。

6、优选地，所述β转动蜗杆一端设置β转轮，所述β转轮通过β转轮固定螺钉固定在β转动蜗杆上。

7、优选地，所述β转动平台底部呈圆弧形，β转动平台两侧设置凹槽a，所述β转动齿轮呈圆弧形，β转动齿轮通过螺栓a与安装平台连接固定。

8、优选地，所述β转动侧板通过侧板固定螺栓与安装平台连接固定，β转动侧板上设置凸台a。

9、优选地，所述α转动平台一侧呈平面且设置螺纹孔，α转动平台另一侧呈圆弧形，α转动平台两侧设置凹槽b，所述α转动齿轮呈圆弧形，α转动齿轮通过螺栓b与α转动平台连接固定。

10、优选地，所述α转动蜗杆一端设置α转轮，所述α转轮通过α转轮固定螺钉与α转动蜗杆连接固定。

11、优选地，所述α转动侧板通过侧板固定螺栓与β转动平台连接固定，α转动侧板上设置凸台b。

12、一种两自由度角度调整装置在激光传输系统上的应用，所述激光传输系统包括两自由度角度调整机构和激光器，所述激光器设置在两自由度角度调整机构上。

13、本发明的有益效果在于：

14、本发明通过α角度调节机构与β角度调节机构的两级调节设置，实现了更高精度的角度调节，并具备自锁功能。本发明采用蜗轮、蜗杆与齿轮相结合的两级传动机制。首先，通过蜗轮蜗杆进行一级调节，该机制具有大传动比及自锁特性，从而确保一级调节的稳定性和精确性；再利用齿轮进行二级调节，通过这两级调节的相互配合，最终实现了高达1：2000以上的调节比例。同时，蜗轮蜗杆与齿轮均采用小模数设计，以满足对角度进行精细调整的需求。本发明不仅提高了角度调节的精度，还通过自锁功能增强了调节的稳定性，保证激光器发送与接收端安装后具有较高对准度。

技术特征：

1.一种两自由度角度调整装置，其特征在于：包括安装平台(1)、β角度调节机构和α角度调节机构，所述β角度调节机构设置在安装平台(1)上，所述α角度调节机构设置在β角度调节机构上。

2.如权利要求1所述的一种两自由度角度调整装置，其特征在于：所述β角度调节机构包括β转动平台(2)、β转动齿轮(10)、β转动蜗轮(11)、β转轴(12)、β转动蜗杆(13)、β转动侧板(15)，所述安装平台(1)上设置固定柱a(26)，所述β转动平台(2)上设置固定柱b(27)，所述β转动齿轮(10)的齿轮面与β转动蜗轮(11)啮合，β转动齿轮(10)的蜗轮面与β转动蜗杆(13)啮合，所述β转动蜗轮(11)通过β转轴(12)固定在固定柱a(26)，所述β转动蜗杆(13)通过β蜗杆轴承(21)设置在安装平台(1)上，β转动侧板(15)设置在安装平台(1)上。

3.如权利要求1所述的一种两自由度角度调整装置，其特征在于：所述α角度调节机构包括α转动平台(3)、α转动齿轮(4)、α转轴(5)、α转动蜗轮(6)、α转动蜗杆(7)、α转动侧板(9)，所述α转动蜗轮(6)通过α转轴(5)和α转动轴承(17)固定在固定柱b(27)上，α转动蜗轮(6)的蜗轮面与α转动蜗杆(7)啮合，α转动蜗轮(6)的齿轮面与α转动齿轮(4)啮合，所述α转动蜗杆(7)通过α蜗杆轴承(18)设置在β转动平台(2)上，α转动侧板(9)设置在β转动平台(2)上。

4.如权利要求2所述的一种两自由度角度调整装置，其特征在于：所述β转动蜗杆(13)一端设置β转轮(14)，所述β转轮(14)通过β转轮固定螺钉(22)固定在β转动蜗杆(13)上。

5.如权利要求2所述的一种两自由度角度调整装置，其特征在于：所述β转动平台(2)底部呈圆弧形，β转动平台(2)两侧设置凹槽a(28)，所述β转动齿轮(10)呈圆弧形，β转动齿轮(10)通过螺栓a(20)与安装平台(1)连接固定。

6.如权利要求2所述的一种两自由度角度调整装置，其特征在于：所述β转动侧板(15)通过侧板固定螺栓(23)与安装平台(1)连接固定，β转动侧板(15)上设置凸台a(29)。

7.如权利要求3所述的一种两自由度角度调整装置，其特征在于：所述α转动平台(3)一侧呈平面且设置螺纹孔(30)，α转动平台(3)另一侧呈圆弧形，α转动平台(3)两侧设置凹槽b(31)，所述α转动齿轮(4)呈圆弧形，α转动齿轮(4)通过螺栓b(16)与α转动平台(3)连接固定。

8.如权利要求3所述的一种两自由度角度调整装置，其特征在于：所述α转动蜗杆(7)一端设置α转轮(8)，所述α转轮(8)通过α转轮固定螺钉(19)与α转动蜗杆(7)连接固定。

9.如权利要求3所述的一种两自由度角度调整装置，其特征在于：所述α转动侧板(9)通过侧板固定螺栓(23)与β转动平台(2)连接固定，α转动侧板(9)上设置凸台b(32)。

10.一种如权利要求1-9任一项所述的两自由度角度调整机构在激光传输系统上的应用，其特征在于：所述激光传输系统包括两自由度角度调整机构(24)和激光器(25)，所述激光器(25)设置在两自由度角度调整机构(24)上。

技术总结本发明公开了一种两自由度角度调整装置及应用，所述机构包括安装平台、β角度调节机构和α角度调节机构，所述β角度调节机构设置在安装平台上，所述α角度调节机构设置在β角度调节机构上。本发明通过采用蜗轮、蜗杆与齿轮的两级传动系统，实现高精度的角度调节，同时还利用蜗轮蜗杆的单向传动特性，实现自锁功能，有效保证了角度调节的稳定性和准确性。这一设计不仅提高了机构的工作效率，还增强了其在实际使用中的可靠性。技术研发人员：胡裕庚,刘成明,叶先微,龙勇机受保护的技术使用者：贵州航天电器股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/9