專利名稱:采用彈性軸承的反射式導光系統(tǒng)的制作方法
本實用新型涉及反射式導光系統(tǒng)，特別是涉及一種采用彈性軸承的反射式導光系統(tǒng)。
導光系統(tǒng)隨著激光的發(fā)展正在醫(yī)學、生物、工業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛的應用，特別是用在尚沒有合適的光導纖維的激光儀器上，構成一個關鍵部分?，F(xiàn)有的反射式導光導統(tǒng)，即在導光的光路上裝有兩個或兩個以上可轉動的反射鏡的導光系統(tǒng)中，一般使用滾珠軸承作為轉動關節(jié)，它存在不足之處首先，即使是精密滾珠軸承也會由于加工、磨損、彈性形變、不均勻熱膨脹(這特別是在傳輸大功率激光中是可能出現(xiàn)的)等因素而出現(xiàn)間隙，因而限制了整個系統(tǒng)的光程長度和所需要的自由度數(shù)，降低了系統(tǒng)的功能。其次，為了在每個需要轉動的部分裝上滾珠軸承，除了軸承本身外，還要增加許多配件，從而增大了整個結構的尺寸和重量，使操作者手中負荷加重而影響精細操作，結構尺寸大則使應盡量靠近的兩個反射鏡增大了距離，影響了使用的靈活性。其三，各轉動部分要求一定的阻尼，以達到在所要求的范圍內(nèi)近似隨遇平衡，但由于滾珠軸承對徑向尺寸，或者說對軸承的軸和軸套之間隙的微小變化非常敏感，因而要求有均勻穩(wěn)定的阻尼和柔和的手感是很困難的。
本實用新型的目的在于反射式導光系統(tǒng)中采用結構簡單、容易加工的彈性軸承代替滾珠軸承，從而使導光系統(tǒng)輕巧靈活，使用方便、舒適，降低造價。
本實用新型的目的是這樣來達到的反射式導光系統(tǒng)包括多個接管、每兩個接管間的一個置有反射鏡的連接塊以及連接接管與連接塊的軸承，其中，與同一連接塊連接的兩個接管的軸線相互垂直相交，交點正好落在該連接塊的反射鏡的鏡面上，并且兩軸線與鏡面的交角均為45°，所述的軸承是包括相互配合的、呈便于光通過的圓筒形的軸和軸套，并且其中的軸或軸套具有彈性結構的彈性軸承，其軸和軸套分別與接管端部同軸地固定連接或與連接塊固定連接。在該軸承的滑動配合面上保持一個恒定的、預先設置的徑向壓力PR，PR的大小與運轉中可能加于軸承上的徑向壓力PR1和各種因素造成的靜力矩、動力矩轉換成的軸承兩邊緣上的徑向壓力PR2有下列關系PR≥P＋R1P＋R2PR3其中PR3是為保證軸承的嚙合所需要的最小徑向壓力。
這樣，當選定好PR后，將使軸承保持基本沒有間隙的運轉。由于結構上的特點，PR對徑向尺寸的微小變化很不敏感，也即由于加工帶來的徑向偏差和運轉磨損帶來的PR變化可以忽略不計，因而軸承的精度和設定的阻尼大小將不隨運轉時間的長短而變化。
由于運動阻尼主要取決于軸承上的PR和滑動面之間的摩擦系數(shù)，所以只要選定合適的材料、表面光潔度和潤滑方式，即可根據(jù)所需要的阻尼來設計PR，而設定的阻尼可長期穩(wěn)定不變。
由于彈性軸承結構簡單，所需另件少、成本低，并且可以做得很緊湊，尤其是徑向尺寸小，可使使用該彈性軸承的導光系統(tǒng)較輕巧，其軸向尺寸也小，兩個相互垂直的軸的軸承之間距可做得很短，可使系統(tǒng)使用很靈活，系統(tǒng)的重量輕，達到隨遇平衡所需要的阻尼也小，即PR不必很大，這點對于彈性軸承的使用是很適宜的。
由于每一個軸承可做到?jīng)]有間隙，所以包括多個彈性軸承的系統(tǒng)不會出現(xiàn)積累誤差，如此，便可在導光系統(tǒng)中實現(xiàn)多個軸承串聯(lián)從而達到較長的光路和較多的自由度。
另外，由于這種軸承結構對徑向尺寸的微小變化不敏感，因而對軸和軸套孔的絕對尺寸加工精度要求不高，只要求在滑動配合面上有高圓度和光潔度。
在外形上，由于彈性軸承的徑向尺寸小，在一個基本上以圓管連接的導光系統(tǒng)上沒有如象采用滾珠軸承所形成的明顯突出的部分，從而使系統(tǒng)勻稱精巧，這種外形尤其在用于激光醫(yī)療器械上時，可給操作者和患者帶來心理上的愉快。
下面結合附圖對本實用新型的采用彈性軸承的反射式導光系統(tǒng)以及彈性軸承的幾種具體結構加以說明。
圖1是反射式導光系統(tǒng)的結構示意圖。
圖2是本實用新型的導光系統(tǒng)采用的彈性軸承的一種具體結構的軸向剖視圖。
圖3是圖2的A向視圖。
圖4是彈性軸承的第二種具體結構的軸向剖視圖。
圖5是圖4的B向視圖。
圖6是彈性軸承的第三種具體結構的軸向剖視圖。
圖7是彈性軸承的第四種具體結構的軸向剖視圖。
參見圖1，這是一個反射式導光系統(tǒng)的結構示意圖，它包括多個接管1，每兩個接管之間有一個安置反射鏡2的連接塊3，彈性軸承4置于接管1與連接塊3之間，它包括相互配合的軸5和軸套6，該軸5或軸套6具有彈性結構，并且它們分別與接管1端部同軸地固定連接或與連接塊3連接，與同一個連接塊3相鄰的兩個接管1的軸線相互垂直相交，交點正好落在該連接塊3上所置的反射鏡2的鏡面上，并且兩軸線與鏡面的交角7和7′均為45°，第一個接管與最末一個接管的端口分別與激光的輸入口和輸出口連接(未示出)。
本實用新型的反射式導光系統(tǒng)所采用的彈性軸承可以是其軸具有彈性結構，也可以是軸套具有彈性結構。下面例舉幾種軸采用彈性結構的彈性軸承，同樣的結構也可以在軸套上實施。
圖2是彈性軸承的一種具體結構的剖視圖，圖3是圖2的A向視圖，在這種結構中，圓筒形的軸5上沿周壁作一垂直于軸向的切口11，該切口小于360°，留下部分的大小以保證連接強度為準，然后，沿軸向作一與上述切口11垂直相交的切口12，該切口自切口11開始直至軸端，如此，在圖筒形軸5的一端形成一C字形彈性開口圓環(huán)13，適當設計該圓環(huán)的尺寸，使其開口壓合后能裝入軸套6，在將它裝入軸套6后，它即產(chǎn)生所需要的徑向的彈力。
圖4是彈性軸承的另一種具體結構剖視圖，圖5是圖4的B向視圖。在這種結構中，圓筒形的軸5上沿軸向作多個切口12′，其長度一致，在每一切口的根部作一與該切口11′垂直的小切口11′，這些切口便在該軸5的同一橫截面上，如此便在軸5的一端形成多個彈片13′，將彈片間切口壓合后裝入圓筒形軸套6。這種軸承結構與第一種不同之處在于多開切口，這有助于增加軸承的彈性。
圖6是彈性軸承的第三種具體結構的剖視圖，它與第二種結構同樣地在圓筒形的軸5上沿軸向作多個切口12″，其長度一致，只是在這些切口的根部沿該軸5的與其所配合的軸套6接觸的外壁開一個環(huán)形凹槽15以增加彈性，該凹槽的深度和寬度及切口12″的數(shù)目由所需要的彈性大小決定。圖6的C向所視與圖5是相同的。如果同樣的彈性結構是在軸承的軸套上實施的話，則環(huán)形凹槽應開在軸套的與其所配合的軸接觸的內(nèi)壁上并位于軸套上多個長度一致的切口的根部。
圖7是彈性軸承的第四種具體結構示意圖。將圓筒形軸5的一部分切成直至該軸一端的螺旋形切口16，將該部分與軸套6配合。這樣構成的彈性軸承所產(chǎn)生的彈力由軸5的尺寸和螺距決定，軸外徑越大，螺距越大，螺圈越多，則彈力越大。
在本實用新型的反射式導光系統(tǒng)中，如果接管是用彈性金屬制成的，則與其端部同軸地固定連接的彈性軸承的軸或軸套可以與接管制成一體，也即上述結構的軸或軸套就是接管的管端部分，這樣就使導光系統(tǒng)的結構更為簡化。
權利要求
1.一種采用彈性軸承的反射式導光系統(tǒng)，它包括多個接管1、每兩個接管1間的一個置有反射鏡2的連接塊3以及連接接管1與連接塊3的軸承4，其中，與同一連接塊3相鄰的兩個接管1的軸線相互垂直相交，交點正好落在該連接塊3的反射鏡的鏡面上，并且該兩軸線與鏡面的交角7和7′均為45°，其特征在于，上述軸承4是包括相互配合的、呈圓筒形的軸5和軸套6，并且該軸5或軸套6具有彈性結構的彈性軸承，上述軸5和軸套6分別與上述接管1端部同軸地固定連接或與上述連接塊3固定連接。
2.按照權利要求
1所述的反射式導光系統(tǒng)，其特征在于，與上述接管1同軸地固定連接的上述軸5或軸套6是與上述接管1制成一體的接管1的端部，并且上述接管1是用彈性金屬制成。
3.按照權利要求
1或2所述的反射式導光系統(tǒng)，其特征在于，上述彈性軸承的軸5或軸套6沿周壁有一垂直于軸5的軸向的、小于360°的切口11，沿軸5的軸向有一自上述切口11開始直至該軸5端部并與切口11垂直的切口12。
4.按照權利要求
1或2所述的反射式導光系統(tǒng)，其特征在于，上述彈性軸承的軸5或軸套6沿軸向有多個長度一致的切口12′，在每一個切口12′的根部有一與其垂直的小切口11′。
5.按照權利要求
1或2所述的反射式導光系統(tǒng)，其特征在于，上述彈性軸承的軸5或軸套6沿軸向有多個長度一致的切口12″，在這些切口12″的根部沿其與相配合的軸套6或軸5接觸的周壁上有一個環(huán)形凹槽15。
6.按照權利要求
1或2所述的反射式導光系統(tǒng)，其特征在于，上述彈性軸承的軸5或軸套6的一部分切成直至端部的螺旋形切口16。
專利摘要
本實用新型提供了一種采用彈性軸承取代傳統(tǒng)的滾珠軸承作為轉動關節(jié)的反射式導光系統(tǒng)，由于它可自動補償軸承間隙，結構簡單緊湊，具有可設定的、穩(wěn)定和均勻的阻尼力，因而可使反射式導光系統(tǒng)增大光程、增加自由度和靈活性，在要求的范圍內(nèi)可達到近似隨遇平衡，這種反射式導光系統(tǒng)適用于醫(yī)療設備或其他設備里，用于使激光束作隨意方位的高質量的傳輸。
文檔編號F16C27/00GK87203554SQ87203554
公開日1988年7月20日 申請日期1987年3月10日
發(fā)明者趙魯光, 李景唐 申請人:趙魯光導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan