一种适用于阵列式合束的激光器箱体的制作方法

1.本发明涉及固体激光器技术领域，更具体地讲，涉及一种适用于阵列式合束的激光器箱体。


背景技术：

2.现有固体激光器通常在激光器箱体底部设置定位锥销，再通过法兰与光学平台联结的安装联结方式；这种激光器箱体结构及定位安装方式仅适合于操作空间足够大的平面合束使用场景，而且激光器安装需要起重机自上而下吊装作业。采用该结构形式对于重量达几百公斤到吨级的重型激光器而言，完全不适用于多行多列高度紧凑化集成的合束使用条件，而且在操作空间受限或根本不具备吊装操作空间时，激光器的定位安装和维护拆卸极其困难、安全风险高、操作极其不便。


技术实现要素：

3.本发明所要解决的技术问题是，提供一种适用于阵列式合束的激光器箱体；有效的解决固体激光器安装拆卸便捷性问题和重复安装的定位精度问题，特别是吨级重型固体激光器阵列式安装拆卸的便捷性问题和重复安装的定位精度问题；有效的实现了激光器高精度可靠定位和激光束的精准合束，达到了系统长时间保持稳定的实际效果，而且操作简单、安全、快捷、高效。
4.本发明解决技术问题所采用的解决方案是：
5.一种适用于阵列式合束的激光器箱体，包括光学平台、位于在光学平台上方的箱本体、设置在箱本体与光学平台之间的支撑定位机构和升降调整机构、以及设置在箱本体与光学平台上的定位约束机构；
6.所述支撑定位机构包括v型导轨副定位机构、与v型导轨副定位机构平行设置的平面导轨副支撑机构，所述升降调整机构位于v型导轨副定位机构和平面导轨副支撑机构之间。
7.在一些可能的实施方式中，
8.所述升降调整机构包括滑杆、套装在滑杆外侧且螺接的上楔形滑块、与楔形滑块一的底部接触且与箱本体底部连接的下楔形滑块组件、与滑杆一端连接的直线驱动机构；所述上楔形滑块与箱本体底部滑动配合且沿滑杆的长方向移动。
9.在一些可能的实施方式中，
10.所述下楔形滑块组件包括箱本体底部连接且套装在滑杆外侧的壳体、位于壳体内且与上楔形滑块底部配合的下楔形滑块、安装在壳体内且与下楔形滑块弹性连接的弹性组件、以及安装下楔形滑块的底部且穿过壳体底部的万向轮。
11.在一些可能的实施方式中，
12.所述上楔形滑块的底部与上楔形滑块的顶部分别设置有相互配合的斜面。
13.在一些可能的实施方式中，
14.所述上楔形滑块和下楔形滑块组件均为多组且一一对应设置。
15.在一些可能的实施方式中，
16.所述直线驱动机构包括与滑杆一端同轴连接升降调整螺杆、与升降调整螺杆螺接的调整螺母。
17.在一些可能的实施方式中，
18.所述v型导轨副定位机构包括与升降调整机构平行设置且设置有v型部的v型导轨、与v型部配合且设置有v型槽的v型滑槽。
19.在一些可能的实施方式中，
20.所述平面导轨副支撑机构包括分别与箱本体和光学平台连接且相互抵接的平面导轨；所述平面导轨相互靠近一侧呈平面结构；所述平面导轨与v型导轨平行设置。
21.在一些可能的实施方式中，
22.所述升降调整机构为多组，且位于v型导轨副定位机构和平面导轨副支撑机构之间。
23.在一些可能的实施方式中，
24.所述定位约束机构包括设置在所述箱本体上的定位锥销、以及设置在所述光学平台上且与定位锥销配合安装的定位销座。
25.与现有技术相比，本发明的有益效果：
26.本发明解决了吨级重型固体激光器在阵列式合束的使用条件下的安装拆卸问题的同时，实现了激光器高精度可靠定位和激光束的精准合束，达到了系统长时间保持稳定的实际效果，而且操作简单、安全、快捷、高效；
27.本发明通过设置升降调整机构有效的实现箱本体的升降，实现箱本体在竖向上位置的调整，通过箱本体的上升使得v型导轨副定位机构之间的滑动摩擦替换为升降导轨的滚动摩擦；在调整结束后通过v型导轨副定位机构实现箱本体相对于光学平台的精确定位；
28.本发明通过设置定位约束机构，构成箱本体在垂直方向和水平方向定位和约束机构，且定位销座根据定位锥销的实际安装精度再进行配装，以避免激光器箱体应力过大造成激光束漂移，同时解决了操作空间受限或根本没有操作空间的激光器快速安装固定问题；
29.本发明通过设置v型导轨副定位机构与平面导轨副支撑机构，两者组合构成箱本体高精度、高刚度支撑定位机构，有效的实现对于箱本体的支撑；
30.本发明结构简单、实用性强。
附图说明
31.图1为本发明中箱本体、v型导轨副定位机构、升降调整机构、平面导轨副支撑机构、光学平台的连接关系示意图；
32.图2为本发明中v型导轨副定位机构、升降调整机构、箱本体、光学平台的连接关系示意图；
33.图3为本发明箱本体、v型导轨副定位机构、平面导轨副支撑机构、定位约束机构的俯视图；
34.图4为本发明中箱本体、升降调整机构、光学平台的连接关系示意图；
35.图5为本发明中升降调整机构与箱本体底部连接的方法示意图；
36.图6为本发明的使用状态图；
37.其中：100、升降调整机构；200、v型导轨副定位机构；300、平面导轨副支撑机构；400、定位约束机构；500、转运车；600、托盘；700、合束舱；800、方舱；1、光学平台；2、箱本体；3、箱盖；4、v型导轨；5、导轨螺钉；6、v型滑槽；7、上导轨螺钉；8、定位锥销；9、定位销座；11、平面导轨上；12、平面导轨下；13、激光器箱体固定螺钉；14、定位销座固定螺钉；15、升降调整螺杆；16、调整螺母；17、上楔形滑块；18、下楔形滑块；19、万向轮；20、滑杆；21、弹性组件。
具体实施方式
38.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。本技术所提及的"第一"、"第二"以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，"一个"或者"一"等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。在本技术实施中，“和/或”描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。在本技术实施例的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指两个或两个以上。例如，多个定位柱是指两个或两个以上的定位柱。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
39.下面对本发明进行详细说明。
40.如图1-图5所示：
41.一种适用于阵列式合束的激光器箱体，安装在光学平台1上，包括位于在光学平台1上方的箱本体2、设置在箱本体2与光学平台1之间的支撑定位机构和升降调整机构100、以及设置在箱本体2与光学平台1上的定位约束机构400；
42.所述支撑定位机构包括v型导轨副定位机构200、与v型导轨副定位机构200平行设置的平面导轨副支撑机构300，所述升降调整机构100位于v型导轨副定位机构200和平面导轨副支撑机构300之间。
43.本发明通过升降调整机构100有效的实现箱本体2的上升或下降，当箱本体2上升时，v型导轨副定位机构200分离减小在移动时箱本体2与光学平台1之间所形成的阻力，在移动到指定位置后，箱本体2下降，v型导轨副定位机构200将合并，并对箱本体2向光学平台1移动的移动位置进行导向；安装完毕后，v型导轨副定位机构200、升降调整机构100、平面导轨副支撑机构300将相互配合形成支撑机构对于箱本体2进行支撑，定位约束机构400将有效的限制箱本体2在竖向和水平方向进行定位，以避免激光器箱体应力过大造成激光束漂移，同时解决了操作空间受限或根本没有操作空间的激光器快速安装固定问题。
44.本发明相比现有技术，解决了固体激光器安装拆卸便捷性问题和重复安装的定位精度问题，特别是吨级重型固体激光器阵列式安装拆卸的便捷性问题和重复安装的定位精度问题。实践表明，该发明解决了吨级重型固体激光器在阵列式合束的使用条件下的安装拆卸问题的同时，实现了激光器高精度可靠定位和激光束的精准合束，达到了系统长时间保持稳定的实际效果，而且操作简单、安全、快捷、高效。
45.在一些可能的实施方式中，
46.所述升降调整机构100包括滑杆20、套装在滑杆20外侧且螺接的上楔形滑块17、与楔形滑块一的底部接触且与箱本体2底部连接的下楔形滑块组件、与滑杆20一端连接的直线驱动机构；所述上楔形滑块17与箱本体2底部滑动配合且沿滑杆20的长方向移动。
47.优选的，滑杆20的外侧设置有外螺纹，上楔形滑块17设置有与外螺纹配合的内螺纹孔，实现两者连接；下楔形滑块组件将与上楔形滑块17一一对应设置，通过直线驱动机构控制上楔形滑块17沿滑杆20长方向的移动，从而实现箱本体2的上升或下降。
48.在一些可能的实施方式中，
49.所述下楔形滑块组件包括箱本体2底部连接且套装在滑杆20外侧的壳体、位于壳体内且与上楔形滑块17底部配合的下楔形滑块18、安装在壳体内且与下楔形滑块18弹性连接的弹性组件21、以及安装下楔形滑块18的底部且穿过壳体底部的万向轮19。
50.壳体与箱本体2的底部连接，且套装在滑杆20的外侧，上楔形滑块17将位于壳体内且与箱本体2的底部滑动配合，弹性组件21的设置将使得下楔形滑块18在上楔形滑块17沿滑杆20的长方向移动时，是指保证两者相互靠近能够有效的接触贴合；
51.优选的，如图5所示，弹性组件21安装在壳体底部，且位于下楔形滑块18与壳体之间；
52.进一步的，在下楔形滑块18的底部设置有安装槽，弹性组件21将位于安装槽内，且与安装槽的底部抵接；
53.更进一步的，弹性组件21可以为压缩弹簧、碟簧、板簧等具有弹性势能的部件；万向轮19为滚珠万向轮；万向轮19位于光学平台1上且与光学凭他1滑动配合。
54.在一些可能的实施方式中，
55.所述上楔形滑块17的底部与上楔形滑块17的顶部分别设置有相互配合的斜面。
56.上楔形滑块17与下楔形滑块18对应设置，上楔形滑块17位于壳体内部，两者相互靠近一侧均为斜面，在使用过程中，在弹性组件21的弹性势能作用下，两个斜面将始终保持接触贴合；从而实现能够箱本体2在竖向上实现升降。
57.在一些可能的实施方式中，
58.所述上楔形滑块17和下楔形滑块组件均为多组且一一对应设置。
59.上楔形滑块17沿滑杆20的长方向均匀设置，多组下楔形滑块18将对应设置多组下楔形滑块18。
60.在一些可能的实施方式中，所述直线驱动机构只要用于实现带动上楔形滑块17沿滑杆20的长方向移动，从而使得箱本体2与光学平台1之间在竖向的相对位置发生变化，即驱动箱本体2升降；可采用电推杆、直线驱动气缸等现有结构；
61.优选的，所述直线驱动机构包括与滑杆20一端同轴连接升降调整螺杆15、与升降调整螺杆15螺接的调整螺母16。
62.进一步的，上楔形滑块17的顶部设置有滑轨，在箱本体2的底部沿滑杆20的长方向设置有滑槽，滑轨安装在滑槽内，调整螺母16控制升降调整螺杆15旋转，采用丝杠原理使得上楔形滑块17沿滑杆20的长方向移动且由于滑槽与滑轨的配合使得上楔形滑块17不会发生绕滑杆20长方向轴线的转动；从而使得上楔形滑块17与下楔形滑块18的相对接触面发生变化；
63.如图4、图5所示，
64.上楔形滑块17的斜面靠近直线驱动机构一侧距离箱本体2底部的距离小于上楔形块的斜面远离直线驱动机构一侧距离箱本体2底部的距离；
65.当上楔形滑块17向靠近直线驱动机构一侧运动时(即向从右侧向左侧移动时)，箱本体2沿竖向上升；此时弹性组件21将处于压缩状态，使得下楔形滑块18的斜面与上楔形滑块17的斜面始终能够接触贴合，万向轮19向远离箱本体2一侧运动并伸出壳体，使v型导轨副定位机构200分离；从而大幅度减小激光器箱体在光学平台1上的移动阻力；
66.反之，当上楔形滑块17向远离直线驱动机构一侧运动时(即向从左侧向右侧移动时)，箱本体2将发生下降；为了保证下楔形滑块18的斜面与上楔形滑块17的斜面始终能够接触贴合，弹性组件21将处于伸长状态(由压缩状态向初始状态恢复实现弹簧伸长)，万向轮19将向靠近箱本体2一侧运动(即实现收回)，使v型导轨副定位机构200对于箱本体2与光学平台1进行精确定位；
67.当上楔形滑块17位于远离直线驱动机构的一侧时，弹簧将处于压缩状态；上楔形滑块17向靠近直线驱动机构一侧运动时，弹簧将有压缩状态向初始状态恢复实现伸长；反之实现压缩。
68.优选的，箱本体升降的形成一般情况下为0～5mm，满足将v型导轨副定位机构的滑动摩擦替换成升降导轨的滚动摩擦即可；
69.在一些可能的实施方式中，为了有效的实现v型导轨副定位机构200分离使得箱本体2与光学平台1之间的摩擦力减小，并在调整到位有能够有效的保证两者的安装精度；
70.所述v型导轨副定位机构200包括与升降调整机构100平行设置且设置有v型部的v型导轨4、与v型部配合且设置有v型槽的v型滑槽6。
71.如图1、图2，v型滑槽6与箱本体2的底部连接，v型槽的开口设置在远离箱本体2底部的一侧；v型导轨4安装在光学平台1上，v型部将安装在v型槽内，通过v型槽与v型部的配合有效的实现对于其箱本体2与光学平台1在调整到位后两者安装位置的确定，有效的提高了安装精度。
72.v型导轨4通过下导轨螺钉5固定在光学平台1上；v型滑槽6通过上导轨螺钉7固定下箱本体2的底部。
73.在一些可能的实施方式中，
74.所述平面导轨副支撑机构300包括分别与箱本体2和光学平台1连接且相互抵接的平面导轨；所述平面导轨相互靠近一侧呈平面结构；所述平面导轨与v型导轨4平行设置。
75.两组平面导轨包括安装在箱本体2底部的平面导轨上11、与平面导轨上11对应设置且安装在光学平台1上的平面导轨下12；其两者相互靠近一侧为平面，平面呈水平设置，其中一组平面导轨安装在箱本体2的底部，另外一组平面导轨与安装在箱本体2底部的平面导轨对应设置且安装在光学平台1上；
76.平面导轨副支撑机构300与v型导轨副定位机构200相互配合，并安装在升降调整机构100的两侧且平行设置，这样将有效的实现对于箱本体2的支撑和定位。
77.在一些可能的实施方式中，
78.所述升降调整机构100为多组，且位于v型导轨副定位机构200和平面导轨副支撑机构300之间。
79.升降调整机构100的设置可以更具箱本体2的大小尺寸进行设定；
80.优选的，如图1所示，升降调整机构100为两组。
81.在一些可能的实施方式中，为了有效的实现对于箱本体2的竖向和水平方向的定位约束；
82.所述定位约束机构400包括设置在所述箱本体2上的定位锥销8、以及设置在所述光学平台1上且与定位锥销8配合安装的定位销座9。定位销座9通过定位销座固定螺钉14固定在光学平台1上。
83.优选的，定位锥销8轴设置在箱本体2远离直线驱动机构的一侧；
84.如图3所示，激光器箱体右端设置有定位锥销8，光学平台1上设置有定位销座9，构成激光器箱体在垂直方向和水平方向定位和约束机构，且销座根据锥销的实际安装精度再进行配装，以避免激光器箱体应力过大造成激光束漂移，同时解决了操作空间受限或根本没有操作空间的激光器快速安装固定问题；进一步的，激光器箱体还包括安装在箱本体2上的箱盖3。
85.本发明中箱本体2结构形式可以根据其内部的光学元件布局进行设计；v型导轨副定位机构200和平面导轨副支撑机构300可以根据激光器重量大小在一定范围内设计；升降调整机构100及其承载力大小也可根据激光器重量大小在一定范围内设计；定位锥销8、定位销座9和螺钉可根据激光器的使用环境条件、转运条件在一定范围内设计和选取。
86.实施例1：
87.如图6所示，本实施例公开了一种用于解决吨级重型固体激光器在阵列式合束的使用条件下的安装拆卸问题的结构，包括转运车500、安装在转运车500上的托盘600、位于托盘600上且设置有以上所述激光器箱体的激光器、光学平台1、合束舱700、以及设置有入口的方舱800；其中合束舱700安装在方舱800，光学平台1设置在方舱800内且位于入口与合束舱700之间，光学平台1包括沿竖向设置的上平台和下平台；上平台和下平台均与激光器箱体配合安装；在使用时转运车500将位于托盘600上的激光器箱体运输入口位置，然后通过设置在托盘600上的驱动装置，驱使激光器箱体上平台或下平台上移动并进入到方舱800内；滑杆20将沿激光器箱体的移动方向进行设置；当达到指定位置并调整到位后，通过激光器箱体固定螺钉13将激光器箱体与上平台或下平台上所设置连接实现两者的固定，然后即可进而合束处理。
88.本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。