專利名稱：一種光電子器件封裝對準(zhǔn)的單自由度微動平臺的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制造不同規(guī)格的陣列光纖裝置的微動平臺，該微動平臺可以用于組裝多維高精度對準(zhǔn)和封裝的機(jī)械裝置，且方法操作方便，應(yīng)用廣泛。
背景技術(shù)：
光信息技術(shù)的發(fā)展推動著通信事業(yè)的進(jìn)步，隨著光纖通信和光纖傳感技術(shù)的發(fā)展，光電子器件的制備成為了光信息技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展的關(guān)鍵。光電子集成器件的封裝技術(shù)影響著光電子器件的可靠性，關(guān)鍵的封裝工藝與封裝設(shè)備可以大幅度的提高生產(chǎn)效率、保證器件的質(zhì)量?，F(xiàn)有的封裝設(shè)備主要有全自動封裝設(shè)備和手動封裝設(shè)備兩種，前者適用于大批量流水線生產(chǎn)，后者適用小批量多規(guī)格生產(chǎn)，所以在全自動封裝設(shè)備高速發(fā)展的同時，手動平臺尤其是六維高精度多通用的對準(zhǔn)平臺依然占據(jù)很大的市場。目前的六維高精度多通用對準(zhǔn)平臺多采用單自由度微動平臺組合而成，所以單自由度微動平臺的精度要求較高。但是在對市場已知的微動平臺進(jìn)行調(diào)查后可以發(fā)現(xiàn)，這些微動平臺的精度很少能夠達(dá)到規(guī)定要求，且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工要求高，價格也比較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種結(jié)構(gòu)緊湊，加工要求相對簡單，定位精度高，操作方便簡潔，可以提高集成光子芯片與陣列光纖手動對準(zhǔn)的工作效率和產(chǎn)品質(zhì)量的光電子器件封裝對準(zhǔn)的單自由度微動平臺。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的光電子器件封裝對準(zhǔn)的單自由度微動平臺，在底座與臺面之間設(shè)有交叉滾珠導(dǎo)軌，在所述的底座和所述的臺面之間設(shè)有回位彈簧， 在所述的臺面上設(shè)有滾動軸承，所述的滾動軸承上同軸安裝有以所述的滾動軸承的軸心為轉(zhuǎn)動中心的杠桿機(jī)構(gòu)，在所述的底座上設(shè)有粗調(diào)分厘卡座，所述的粗調(diào)分厘卡座上設(shè)有粗調(diào)分厘卡，在所述的臺面上設(shè)有微調(diào)分厘卡座，在所述的微調(diào)分厘卡座上設(shè)有微調(diào)分厘卡， 所述的杠桿機(jī)構(gòu)的一個端面與所述的微調(diào)分厘卡相接觸，另一個端面與所述的粗調(diào)分厘卡相接觸且其接觸點(diǎn)距所述的杠桿機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動中心有一給定偏心距離。所述的底座與所述的臺面之間設(shè)有限位機(jī)構(gòu)。所述的限位機(jī)構(gòu)是在所述的底座上固定有鎖緊片，鎖緊螺釘穿過所述的鎖緊片旋合安裝在所述的臺面上。所述的微調(diào)分厘卡的軸心與所述的粗調(diào)分厘卡的軸心之間的夾角為30°，保證微調(diào)機(jī)構(gòu)的靈敏度。所述的回位彈簧為掛鉤彈簧，所述的掛鉤彈簧的兩端均通過帶孔螺釘分別安裝在所述的底座和臺面上，所述的掛鉤彈簧軸線與所述的交叉滾珠導(dǎo)軌的軸線平行。所述的底座、臺面、交叉滾珠導(dǎo)軌、鎖緊片采用材料為LY 12，并經(jīng)過表面噴砂處理，保證其耐磨度，經(jīng)過緞黑處理，保證其表面抗腐蝕性。
所述的滾動軸承與臺面為過盈配合，保證運(yùn)動傳遞的精確度。所述的底座四角設(shè)有面積10*10、高度0.2的凸臺，凸臺有1.6的表面粗糙度，減少精加工面積，降低底座成本。采用上述技術(shù)方案的光電子器件封裝對準(zhǔn)的單自由度微動平臺，交叉滾動導(dǎo)軌與粗調(diào)分厘卡有很高的平行度，臺面布置有限位機(jī)構(gòu)，保證交叉滾珠導(dǎo)軌的運(yùn)動精度，保證平臺運(yùn)動的高精度和平穩(wěn)性。開孔螺釘分別布置在底座和臺面上，兩者連線與交叉滾珠導(dǎo)軌平行，兩開孔螺釘之間由掛鉤彈簧連接，保證分厘卡與杠桿機(jī)構(gòu)端面始終緊密貼合。粗調(diào)分厘卡和微調(diào)分厘卡都采用手動選擇方式驅(qū)動。綜上所述，本發(fā)明是一種結(jié)構(gòu)緊湊，加工要求相對簡單，定位精度高，操作方便簡潔，可以提高集成光子芯片與陣列光纖手動對準(zhǔn)的工作效率和產(chǎn)品質(zhì)量的光電子器件封裝對準(zhǔn)的單自由度微動平臺。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明部分零件隱藏示意圖；圖3是本發(fā)明的限位機(jī)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明的微調(diào)機(jī)構(gòu)實現(xiàn)微調(diào)機(jī)構(gòu)簡圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體的實施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。如圖1、圖2和圖3所示，底座1四角設(shè)有面積10*10、高度0.2的凸臺14，凸臺14 有1. 6的表面粗糙度，在底座1與臺面2之間設(shè)有交叉滾珠導(dǎo)軌3，掛鉤彈簧11的兩端均通過帶孔螺釘10分別安裝在底座1和臺面2上，掛鉤彈簧11軸線與交叉滾珠導(dǎo)軌3的軸線平行，在臺面2上過盈配合設(shè)有滾動軸承8，滾動軸承8上同軸安裝有以滾動軸承8的軸心為轉(zhuǎn)動中心的杠桿機(jī)構(gòu)9，在底座1上設(shè)有粗調(diào)分厘卡座4，粗調(diào)分厘卡座4上設(shè)有粗調(diào)分厘卡5，交叉滾動導(dǎo)軌3與粗調(diào)分厘卡5有很高的平行度，在臺面2的左側(cè)上設(shè)有微調(diào)分厘卡座6，在微調(diào)分厘卡座6上設(shè)有微調(diào)分厘卡7，微調(diào)分厘卡7的軸心與粗調(diào)分厘卡5的軸心之間的夾角為30°，杠桿機(jī)構(gòu)9的一個端面與微調(diào)分厘卡7相接觸，另一個端面與粗調(diào)分厘卡5相接觸且其接觸點(diǎn)距杠桿機(jī)構(gòu)9的轉(zhuǎn)動中心有一給定偏心距離；在底座1的左側(cè)上固定有鎖緊片12，鎖緊螺釘13穿過限位鎖緊片12旋合安裝在臺面2上。底座1、臺面2、交叉滾珠導(dǎo)軌3、鎖緊片12采用材料為LY 12，并經(jīng)過表面噴砂處理，保證其耐磨度，經(jīng)過緞黑處理，保證其表面抗腐蝕性。粗調(diào)分厘卡5和微調(diào)分厘卡7都采用手動選擇方式驅(qū)動。如圖1、圖2和圖3所示，交叉滾珠導(dǎo)軌3用于平臺的相對運(yùn)動，當(dāng)粗調(diào)分厘卡5向前進(jìn)給時，推動杠桿機(jī)構(gòu)9帶動臺面2向前進(jìn)給同等距離，當(dāng)粗調(diào)分厘卡5向后進(jìn)給時，掛鉤彈簧11的彈性收縮力驅(qū)動臺面2向后進(jìn)給同等距離，當(dāng)微調(diào)分厘卡7向前進(jìn)給時，通過杠桿機(jī)構(gòu)9的反作用力驅(qū)動臺面2相對底座1向前進(jìn)給一定比例的進(jìn)給，當(dāng)微調(diào)分厘卡7 向后進(jìn)給時，掛鉤彈簧11的彈性收縮力驅(qū)動臺面2向后進(jìn)給一定比例進(jìn)給。如圖3所示，鎖緊片12固定于底座1上，鎖緊螺釘13旋合安裝于臺面2上，保證底座1與臺面2之間的運(yùn)動不會超出限定范圍。
如圖4所示，為本發(fā)明的微調(diào)機(jī)構(gòu)原理簡圖，杠桿機(jī)構(gòu)9大端面與粗調(diào)分厘卡5緊密接觸，其接觸點(diǎn)距杠桿機(jī)構(gòu)9的轉(zhuǎn)動中心有一給定偏心距離，杠桿機(jī)構(gòu)9小端面與微調(diào)分厘卡7緊密接觸，微調(diào)分厘卡7軸心與粗調(diào)分厘卡5軸心設(shè)有30°夾角，當(dāng)平臺處于無進(jìn)給狀態(tài)時，杠桿機(jī)構(gòu)9的大小端面分別與粗調(diào)分厘卡5、微調(diào)分厘卡7軸心垂直，且緊密接觸， 當(dāng)微調(diào)分厘卡7進(jìn)給一個單位距離時，杠桿機(jī)構(gòu)9繞旋轉(zhuǎn)中心轉(zhuǎn)動一個角度θ °，大端面同時旋轉(zhuǎn)θ°，此時粗調(diào)分厘卡5與大端面接觸點(diǎn)會繞旋轉(zhuǎn)中心偏轉(zhuǎn)一定距離，由該距離可以得到粗調(diào)分厘卡5相對于臺面2的運(yùn)動距離，即是經(jīng)過杠桿機(jī)構(gòu)9傳遞后的進(jìn)給量。在此處，該機(jī)構(gòu)的傳動進(jìn)給比例可達(dá)10 1，保證微調(diào)分厘卡7進(jìn)給一個單位距離時，平臺進(jìn)給量為0.1個單位距離。
權(quán)利要求
1.一種光電子器件封裝對準(zhǔn)的單自由度微動平臺，其特征在于在底座(1)與臺面(2) 之間設(shè)有交叉滾珠導(dǎo)軌(3)，在所述的底座(1)和所述的臺面(2)之間設(shè)有回位彈簧，在所述的臺面(2)上設(shè)有滾動軸承(8)，所述的滾動軸承(8)上同軸安裝有以所述的滾動軸承 (8)的軸心為轉(zhuǎn)動中心的杠桿機(jī)構(gòu)(9)，在所述的底座(1)上設(shè)有粗調(diào)分厘卡座(4)，所述的粗調(diào)分厘卡座(4)上設(shè)有粗調(diào)分厘卡(5)，在所述的臺面(2)上設(shè)有微調(diào)分厘卡座(6)，在所述的微調(diào)分厘卡座(6)上設(shè)有微調(diào)分厘卡(7)，所述的杠桿機(jī)構(gòu)(9)的一個端面與所述的微調(diào)分厘卡(7)相接觸，另一個端面與所述的粗調(diào)分厘卡(5)相接觸且其接觸點(diǎn)距所述的杠桿機(jī)構(gòu)(9)的轉(zhuǎn)動中心有一給定偏心距離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電子器件封裝對準(zhǔn)的單自由度微動平臺，其特征在于所述的底座⑴與所述的臺面⑵之間設(shè)有限位機(jī)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光電子器件封裝對準(zhǔn)的單自由度微動平臺，其特征在于所述的限位機(jī)構(gòu)是在所述的底座(1)上固定有鎖緊片(12)，鎖緊螺釘(13)穿過所述的鎖緊片 (12)旋合安裝在所述的臺面(2)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的光電子器件封裝對準(zhǔn)的單自由度微動平臺，其特征在于所述的微調(diào)分厘卡(7)的軸心與所述的粗調(diào)分厘卡(5)的軸心之間的夾角為30°。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的光電子器件封裝對準(zhǔn)的單自由度微動平臺，其特征在于所述的回位彈簧為掛鉤彈簧(11)，所述的掛鉤彈簧(11)的兩端均通過帶孔螺釘(10) 分別安裝在所述的底座(1)和臺面(2)上，所述的掛鉤彈簧(11)軸線與所述的交叉滾珠導(dǎo)軌(3)的軸線平行。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的光電子器件封裝對準(zhǔn)的單自由度微動平臺，其特征在于所述的底座(1)、臺面(2)和交叉滾珠導(dǎo)軌(3)采用材料為LY 12，并經(jīng)過表面噴砂處理和緞黑處理。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光電子器件封裝對準(zhǔn)的單自由度微動平臺，其特征在于所述的鎖緊片(12)采用材料為LY12，并經(jīng)過表面噴砂處理和緞黑處理。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的光電子器件封裝對準(zhǔn)的單自由度微動平臺，其特征在于所述的滾動軸承(8)與所述的臺面(2)為過盈配合。
9.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的光電子器件封裝對準(zhǔn)的單自由度微動平臺，其特征在于所述的底座(1)四角設(shè)有面積10*10、高度0.2的凸臺(14)，所述的(14)具有1. 6的表面粗糙度。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種光電子器件封裝對準(zhǔn)的單自由度微動平臺，適用于集成光子芯片與陣列光纖手動對準(zhǔn)的機(jī)械裝置，在底座上設(shè)有粗調(diào)分厘卡座，在底座側(cè)面設(shè)有限位鎖緊機(jī)構(gòu)，在臺面?zhèn)冗呍O(shè)有微調(diào)分厘卡座，在底座與臺面之間設(shè)有交叉滾珠導(dǎo)軌，在臺面設(shè)有圓柱滾子軸承，在粗調(diào)分厘卡和微調(diào)分厘卡之間設(shè)有杠桿傳遞機(jī)構(gòu)。本發(fā)明結(jié)構(gòu)布局合理，使用簡單方便，運(yùn)動范圍大，調(diào)節(jié)精度高，可以稍作調(diào)整用于各種不同的高精度。
文檔編號G02B6/42GK102221734SQ20111015852
公開日2011年10月19日 申請日期2011年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月14日
發(fā)明者周劍英, 段吉安, 祝孟鵬, 趙文龍, 鄭煜, 陸文龍 申請人:中南大學(xué)