[发明专利]用于精密棒状物的夹持机构

说明书

本发明提出一种超精密的棒状物夹持机构，尤其是用于夹持棒状镜等精密棒状物的夹持机构。用于精密棒状物的夹持机构，包括内部设有通孔的夹头本体，所述通孔内安装有精密棒,夹头本体的内壁设有膨胀壁，夹头本体和膨胀壁之间设有油腔，精密棒贴在膨胀壁上，精密棒与膨胀壁接触，膨胀壁通过油腔的液压提供挤压精密棒的夹持力。本发明结构简单，夹持精度大大提高，可以用于棒状镜等要求重复夹持1微米的精密器械。

技术领域

本发明提出一种超精密的棒状物夹持机构，尤其是用于夹持棒状镜等精密棒状物的夹持机构。

背景技术

在内窥镜系统中，有软镜，硬镜和电子镜。其中硬镜属于传统的内窥镜，在内窥镜市场中占据了大部分。硬镜系统由于口径比较细，为了得到大的视场角，透镜的焦距比较短，这样一来，为了把像从探头处传输到CCD像面上，就需要许多棒状镜进行接力传输。

通常这样的棒状镜都是细长的，直径一般在1.8mm到6之间，长度一般是直径的5倍以上。一般内窥镜系统内有5个以上这样的镜子，棒状镜的中心偏差对光学系统的成像清晰度影响很大，对于目前追求高清的内窥镜系统来讲，控制棒状镜的中心偏差到1-2微米的量级是需要的，特别是对于微小元件而言，因为半径小，更是需要保证这样的精度。

目前无论是光学定心和激光定心，如果基于PSD器件，都可以将棒状镜的中心偏差检测到1微米的精度，但是这样的精度往往需要配套的精密夹持系统来保证，否者保证不了重复夹持的精度。在检测和胶合阶段需要夹持系统，磨边阶段也需要夹持系统。

目前在加工棒状镜的工序中，普遍采用刀柄和芯轴的两种机械夹持方式来夹持棒状物。一种是弹性夹头(如图1所示)，如Schaublin的Collet夹头，最小夹持直径一般可以到0.5mm，其最高等级的UP系列，重复夹持精度为3-5微米。另外一种比较精密的液压膨胀夹头，如德国Schunk公司的液压膨胀夹头15(如图2所示)，重复夹持精度一般在2-3微米之间。液压膨胀夹头的夹持精度虽然比较高，但是由于技术限制，液压膨胀夹头最小的夹持直径一般要大于6mm以上。如果要直接夹持内窥镜系统的棒状镜，显然无法直接应用。所以能用于棒状镜的要求重复夹持1微米的系统，目前的夹持技术都不具备，需要研制新的精密夹持系统。

发明内容

为解决现有棒状镜的夹持精度，本发明提出来一种用于棒状镜等精密棒状物的超精密夹持机构，可实现棒状镜的精密夹持。

用于精密棒状物的夹持机构，包括内部设有通孔的夹头本体，所述通孔内安装有精密棒,夹头本体的内壁设有膨胀壁，夹头本体和膨胀壁之间设有油腔，精密棒贴在膨胀壁上，精密棒与膨胀壁接触，膨胀壁通过油腔的液压提供挤压精密棒的夹持力。

优选的，所述油腔对膨胀壁的液压膨胀力不均匀造成的误差用精密棒的直径差异补偿。

优选的，在夹头本体内壁与精密棒接触的地方设置有所述的膨胀壁，所述膨胀壁的外表面大小与精密棒和膨胀壁接触面的大小或相同，或大于或小于。与膨胀壁关联的所述油腔是整个连通的，不管膨胀壁是否连续。膨胀壁在无加压时，形状同其他不设置膨胀壁的夹头本体内壁一致。

优选的，所述精密棒通过保持架约束在膨胀壁内侧。保持架起固定精密棒在相应的工作位置的作用，这样精密棒可以在一定的允许范围内移动，但又不会太偏离理想工作点儿而影响精度。

优选的，还包括用于将精密棒接触在膨胀壁上的扩张环，所述精密棒两端内侧设有凹槽，扩张环可以嵌在凹槽内。

优选的，所述扩张环具有弹性，其弹性力远小于液压膨胀的夹持力。

优选的，所述精密棒为4个，呈90°角分布，精密棒也可以是其他的数量和分布(也可以用3根成120度角分布，或5根或更多，均匀的分布在棒状镜外周)。

优选的，所述精密棒为圆柱体、截面是月牙形的柱体、或圆球体。当精密棒为圆球体时，需要设置上下至少两组。