【申请公布号：CN110947987A；申请权利人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所;发明设计人： 曹佃生; 林冠宇; 张子辉; 李炳强; 李继峰;】

 

摘要：

 

一种用于测量装置上的三爪卡盘机构属于光学测量辅助器械技术领域，目的在于解决现有技术存在的夹紧力较难控制容易造成镜头损坏的问题。本发明包括：卡盘本体，所述卡盘本体至少包括一个卡盘底座；圆周均布在所述卡盘底座上的三组夹持体，每组所述夹持体至少包括一个相对卡盘底座沿径向滑动配合的卡爪；以及运动驱动机构，所述运动驱动机构为同步带驱动机构，通过所述运动驱动机构带动三组夹持体的三个卡爪同步运动。本发明使用了同步带驱动三个带轮进行同步、直线导轨进行导向的结构形式，能够实现较高精度的自定心夹紧操作。得益于同步带具有一定的弹性变形能力，可以人为控制夹紧力大小，不会产生过大夹紧力。 

 

主权项：

 

1.一种用于测量装置上的三爪卡盘机构，包括：卡盘本体(1)，所述卡盘本体(1)至少包括一个卡盘底座(101)；其特征在于，还包括：圆周均布在所述卡盘底座(101)上的三组夹持体(2)，每组所述夹持体(2)至少包括一个相对卡盘底座(101)沿径向滑动配合的卡爪(201)；以及运动驱动机构(3)，所述运动驱动机构(3)为同步带(303)驱动机构，通过所述运动驱动机构(3)带动三组夹持体(2)的三个卡爪(201)同步运动。 

 

要求：

 

1.一种用于测量装置上的三爪卡盘机构，包括：

 

卡盘本体(1)，所述卡盘本体(1)至少包括一个卡盘底座(101)；

 

其特征在于，还包括：

 

圆周均布在所述卡盘底座(101)上的三组夹持体(2)，每组所述夹持体(2)至少包括一个相对卡盘底座(101)沿径向滑动配合的卡爪(201)；

 

以及运动驱动机构(3)，所述运动驱动机构(3)为同步带(303)驱动机构，通过所述运动驱动机构(3)带动三组夹持体(2)的三个卡爪(201)同步运动。

 

2.根据权利要求1所述的一种用于测量装置上的三爪卡盘机构，其特征在于，每组所述夹持体(2)还包括运动导向机构，所述运动导向机构包括：

 

固定在所述卡盘底座(101)上的平行卡爪(201)运动方向的两个直线导轨(202)；

 

以及和所述直线导轨(202)的滑块固定连接的滑块连接座(203)，所述滑块连接座(203)上端面中间位置和所述卡爪(201)固定连接。

 

3.根据权利要求2所述的一种用于测量装置上的三爪卡盘机构，其特征在于，所述运动驱动机构(3)包括：

 

三个带轮(301)，每个夹持体(2)的两个直线导轨(202)之间设置有一个带轮(301)，所述带轮(301)远离卡盘底座(101)中心；

 

三个张紧轮(302)，相邻两个夹持体(2)之间设置有一个张紧轮(302)，所述张紧轮(302)靠近卡盘底座(101)中心；

 

以及同步带(303)，所述同步带(303)交错绕过三个带轮(301)和三个张紧轮(302)形成封闭带结构；位于同一个夹持体(2)中的两个直线导轨(202)之间的带轮(301)两侧的同步带(303)中的一侧和对应夹持体(2)中的滑块连接座(203)固定连接。

 

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的一种用于测量装置上的三爪卡盘机构，其特征在于，所述卡盘本体(1)还包括外壳(102)，所述外壳(102)设置在所述卡盘底座(101)上方，所述外壳(102)上表面圆周均布三个径向的调整槽(103)，所述夹持体(2)以及运动驱动机构(3)均位于所述外壳(102)和卡盘底座(101)之间；三个夹持体(2)的三个卡爪(201)分别从三个调整槽(103)穿出，并相对所述调整槽(103)滑动配合。

 

 

一种用于测量装置上的三爪卡盘机构

技术领域

 

本发明属于光学测量辅助器械技术领域，具体涉及一种用于测量装置上的三爪卡盘机构。

 

背景技术

 

三爪卡盘由于具有良好的自定心特性，在机械加工领域中车床等设备的工件夹紧中具有广泛的应用。传统的三爪卡盘使用平面螺纹和伞齿驱动，使圆周均布的三个卡爪同时靠近或者远离卡盘中心，实现不同直径工件的夹紧。为了保证工件牢靠，机床用三爪卡盘一般夹紧力很大，以保证在加工过程中工件不发生松动。在一些镜头测量装置(如定心仪)中，需要对被测量镜头进行夹紧固定并随转台旋转，这种使用情况下，需要夹紧力不能太大，因为镜头的壁厚一般较薄，过大的夹紧力会损坏镜头内的光学件。平面螺纹结构的三爪卡盘较难控制锁紧力，容易造成镜头损坏，不宜用于测量装置中。

 

发明内容

 

本发明的目的在于提出一种用于测量装置上的三爪卡盘机构，解决现有技术存在的夹紧力较难控制容易造成镜头损坏的问题。

 

为实现上述目的，本发明的一种用于测量装置上的三爪卡盘机构包括：

 

卡盘本体，所述卡盘本体至少包括一个卡盘底座；

 

圆周均布在所述卡盘底座上的三组夹持体，每组所述夹持体至少包括一个相对卡盘底座沿径向滑动配合的卡爪；

 

以及运动驱动机构，所述运动驱动机构为同步带驱动机构，通过所述运动驱动机构带动三组夹持体的三个卡爪同步运动。

 

每组所述夹持体还包括运动导向机构，所述运动导向机构包括：

 

固定在所述卡盘底座上的平行卡爪运动方向的两个直线导轨；

 

以及和所述直线导轨的滑块固定连接的滑块连接座，所述滑块连接座上端面中间位置和所述卡爪固定连接。

 

所述运动驱动机构包括：

 

三个带轮，每个夹持体的两个直线导轨之间设置有一个带轮，所述带轮远离卡盘底座中心；

 

三个张紧轮，相邻两个夹持体之间设置有一个张紧轮，所述张紧轮靠近卡盘底座中心；

 

以及同步带，所述同步带交错绕过三个带轮和三个张紧轮形成封闭带结构；位于同一个夹持体中的两个直线导轨之间的带轮两侧的同步带中的一侧和对应夹持体中的滑块连接座固定连接。

 

所述卡盘本体还包括外壳，所述外壳设置在所述卡盘底座上方，所述外壳上表面圆周均布三个径向的调整槽，所述夹持体以及运动驱动机构均位于所述外壳和卡盘底座之间；三个夹持体的三个卡爪分别从三个调整槽穿出，并相对所述调整槽滑动配合。

 

本发明的有益效果为：本发明提供了一种基于直线导轨为卡爪导向、同步带提供驱动的三爪定心机构。卡爪在直线导轨的约束下可以靠近和远离卡盘中心，进行镜头的夹紧或者放松，由于直线导轨运行的直线度很高，因此卡爪的运行的直线度精度和重复性高。通过一根封闭的同步带带动三个同步带轮，驱动三个卡爪同时靠近和远离卡盘，保证了夹紧不同直径的镜头时中心位置的准确性。同时，由于同步带具有一定的弹性，比一般镜头的金属外壁都要软，因此一般不会损坏镜头，更适合用于测量设备中的定心夹紧应用。

 

本发明的三爪卡盘机构使用了同步带驱动三个带轮进行同步、直线导轨进行导向的结构形式，能够实现较高精度的自定心夹紧操作。得益于同步带具有一定的弹性变形能力，可以人为控制夹紧力大小，不会产生过大夹紧力，对被夹紧镜头具有一定的保护作用。机构使用的同步带、同步带轮和直线导轨等均为标准件，较使用平面螺纹的机构结构更加简洁方便。

 

附图说明

 

图1为本发明的一种用于测量装置上的三爪卡盘机构原理图；

 

图2为本发明的一种用于测量装置上的三爪卡盘机构整体结构示意图；

 

图3为本发明的一种用于测量装置上的三爪卡盘机构隐藏外壳后结构示意图；

 

其中：1、卡盘本体，101、卡盘底座，102、外壳，103、调整槽，2、夹持体，201、卡爪，202、直线导轨，203、滑块连接座，3、运动驱动机构，301、带轮，302、张紧轮，303、同步带，4、被夹紧镜头。

 

具体实施方式

 

下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。

 

参见附图1-附图3，本发明的一种用于测量装置上的三爪卡盘机构包括：

 

卡盘本体1，所述卡盘本体1至少包括一个卡盘底座101；

 

圆周均布在所述卡盘底座101上的三组夹持体2，每组所述夹持体2至少包括一个相对卡盘底座101沿径向滑动配合的卡爪201；

 

以及运动驱动机构3，所述运动驱动机构3为同步带303驱动机构，通过所述运动驱动机构3带动三组夹持体2的三个卡爪201同步运动。

 

每组所述夹持体2还包括运动导向机构，所述运动导向机构包括：

 

固定在所述卡盘底座101上的平行卡爪201运动方向的两个直线导轨202；

 

以及和所述直线导轨202的滑块固定连接的滑块连接座203，所述滑块连接座203上端面中间位置和所述卡爪201固定连接。

 

所述运动驱动机构3包括：

 

三个带轮301，每个夹持体2的两个直线导轨202之间设置有一个带轮301，所述带轮301远离卡盘底座101中心；

 

三个张紧轮302，相邻两个夹持体2之间设置有一个张紧轮302，所述张紧轮302靠近卡盘底座101中心；

 

以及同步带303，所述同步带303交错绕过三个带轮301和三个张紧轮302形成封闭带结构；位于同一个夹持体2中的两个直线导轨202之间的带轮301两侧的同步带303中的一侧和对应夹持体2中的滑块连接座203固定连接。

 

所述卡盘本体1还包括外壳102，所述外壳102设置在所述卡盘底座101上方，所述外壳102上表面圆周均布三个径向的调整槽103，所述夹持体2以及运动驱动机构3均位于所述外壳102和卡盘底座101之间；三个夹持体2的三个卡爪201分别从三个调整槽103穿出，并相对所述调整槽103滑动配合。

 

本发明中三组夹持体2通过运动驱动机构3驱动。卡爪201固定在滑块连接座203上，滑块连接座203与直线导轨202上的移动滑块连接，因此，卡爪201可以沿直线导轨202做直线往复运动，从而可以靠近或者远离卡盘底座101的中心。

 

本发明中运动驱动机构3中的带轮301具有相同的参数，参数包括外形尺寸、材料和安装方式。三个带轮301通过同一条封闭的同步带303驱动，同步带303和带轮301均有相同的节距，因此，三个带轮301可以同步进行转动。同步带303分别与三个滑块连接座203连接，任意一个带轮301的转动，均会通过同步带303带动其他两个带轮301同步转动，同步带303又会驱动连接的滑块连接座203同步做直线运动，同时等距离的靠近或者远离卡盘底座101的中心，三个卡爪201也会同步的靠近或者远离卡盘底座101的中心，完成被夹紧镜头4的自定心夹紧或者放松。

 

直线导轨202的运行直线度通常可以达到±0.01mm，因此，卡爪201的运动也可以实现同样的直线度，在同一条同步带303的驱动下，可以实现很高的自定心重复性。

 

可以使用张紧轮302调整同步带303的松紧度，以匹配相邻的两个带轮301中间的同步带303长度，实现同步带303与三个带轮301的完全啮合，提高传动精度和稳定性。

 

同步带303具有一定的弹性，相对比一般用于镜头外壁的金属材料偏软，因此在夹紧过程中，不会损坏被测量镜头的外壁，能起到一定的保护作用。