[发明专利]一种多角度旋转定位器

说明书

技术领域

本发明涉及光学器件调整装置技术领域，特别涉及一种能够自动控制光学器件旋转角度的多角度旋转定位器。

背景技术

在应用光学检测设备和仪器仪表时，有时候需要对其中的光学器件进行自动控制使其旋转至多个不同的角度，从而创造出多个不同的测量条件。例如，在利用椭圆偏振法测量晶片的薄膜厚度和反射率时，需要转动偏振器分别至0°，45°，90°和135°。这类需求往往对转动角度定位的准确性和重复性要求比较苛刻。

现有技术中，利用步进电机和伺服电机作为驱动元件均可以实现光学检测设备和仪器仪表的角度自动控制。例如，大恒新纪元科技股份有限公司的GCD电控旋转台系列，采用两相步进电机驱动，配合涡轮蜗杆传动可实现转台的旋转运动，这类产品的缺点是体积庞大，质量大，由于采用了大减速比的涡轮蜗杆传动，转台速度较低，最高速度3RPM。另外，德国OWIS公司的DRTM系列电动旋转台，采用步进电机或伺服电机驱动，配合同步带传动，实现转台的旋转定位，这类产品的缺点是体积较大，质量大，高速运转时，振动较大，发热明显，重复定位精度不高。此外，现有技术中还有一种是省略机械传动环节，采用空心轴电机，如韩国Autonics的AH4K系列5相空心轴步进电机，将光学元件直接与空心轴固连，来实现光学器件的定位，这类技术的缺点是很难实现较大的通光量，AH4K系列5相空心轴步进电机的通光量最大为直径9mm的圆，这类技术所使用的电机比较特殊，价格昂贵，要想提高通光孔径只能增大电机的尺寸，增大电机功率，而负载只是质量很小的光学器件，这种技术有种“大牛拉小车”感觉，是一种能源的浪费。综上所述，现有技术中的旋转定位平台体积质量大，有的技术通光量小，价格昂贵，有的技术重复定位不高，发热振动大，不利于光学仪器的系统集成。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种体积紧凑、通光量大、定位准确、重复性高并且能够用于自动控制通光光学元件旋转的多角度旋转定位器。

本发明提供的多角度旋转定位器包括基座、驱动组件、轴承、空心旋转体、第Ⅰ连杆和第Ⅱ连杆；

所述基座包括基座体，所述基座体中心开设有第Ⅰ通孔，所述基座体的正面包括第Ⅰ固定定位销和第Ⅱ固定定位销；

所述驱动组件固定连接于所述基座体，所述驱动组件包括第Ⅰ电机和第Ⅰ摇臂，所述第Ⅰ摇臂安装在所述第Ⅰ电机的转轴上，并可在所述第Ⅰ电机的带动下以所述第Ⅰ电机的转轴为轴转动；

所述轴承中心开设有第Ⅱ通孔，所述轴承与所述第Ⅰ通孔配合；

所述空心旋转体穿设于所述轴承中，所述空心旋转体包括端盖和衬套，所述端盖的中心开设有第Ⅲ通孔，所述衬套中心开设有第Ⅳ通孔，所述衬套固定连接于所述端盖，所述端盖边缘向外设置有至少一个端盖凸起，当所述端盖旋转时，所述端盖凸起能够被所述固定定位销阻挡而限位；

所述第Ⅰ摇臂的两端各开有一个摇臂孔，所述端盖表面开有两个端盖孔；所述第Ⅰ连杆和第Ⅱ连杆分别通过所述摇臂孔和所述端盖孔与所述第Ⅰ摇臂和所述端盖相连。

作为优选，所述基座体的正面还包括至少一个活动定位销，所述活动定位销设置于所述第Ⅰ固定定位销和所述第Ⅱ固定定位销之间，

所述基座体上还固定连接有控制组件，所述控制组件用于控制所述活动定位销缩回至所述基座体正面以内或者从所述基座体正面伸出。

作为优选，所述基座体正面设置有供所述活动定位销穿设的第Ⅴ通孔，所述活动定位销能够在所述控制组件的控制下在所述第Ⅴ通孔中前后运动。

作为优选，所述活动定位销上连接有第Ⅰ凸柱和第Ⅱ凸柱，所述第Ⅰ凸柱和第Ⅱ凸柱之间具有空隙，

所述控制组件包括第Ⅱ电机，所述第Ⅱ电机的转轴上连接有第Ⅱ摇臂，所述第Ⅱ摇臂在所述第Ⅱ电机的带动下以所述第Ⅱ电机的转轴为轴转动，所述第Ⅱ摇臂的自由端伸入到所述空隙中，

所述第Ⅱ电机推动所述第Ⅰ凸柱或者第Ⅱ凸柱运动，从而使所述活动定位销在所述第Ⅴ通孔中前后运动。

作为优选，所述第Ⅰ连杆和第Ⅱ连杆的形状能够使得当所述第Ⅰ连杆和第Ⅱ连杆运动时，避让出所述第Ⅳ通孔。

作为优选，所述第Ⅰ连杆和第Ⅱ连杆的中间分别设有朝向所述第Ⅳ通孔之外的凸起。

作为优选，所述两个摇臂孔中心连线经过所述第Ⅰ电机转轴中心，所述两个端盖孔中心经过所述第Ⅲ通孔的中心，并且，所述两个摇臂孔中心连线距离与所述两个端盖孔中心连线距离相等。

作为优选，所述端盖和衬套分别成型或者一体成型。

作为优选，所述端盖凸起为两个，所述活动定位销为一个。