Thorlabs 基本机械套件：基座和接杆支架

▶ 产品概述 ◀

该基座和接杆支架基本套件包含了所有常用的接杆支架、基座和平台夹具，放置在易于使用的带标记分格中。多种多样的尺寸提供了 zui 大 xian 度 的灵活性，便于在面包板上搭建光学系统。有关该套件英制和公制版本包含组件的详细信息，该套件 zui 好 与ESK16(ESK16/M)接杆和配件套件联合使用。

应用构想：在RK3884标准的19英寸机架内使用RK4101搁板来整理我们的ESK系列基本套件。通过使用RK4102搁板，安装接杆的光学元件可以存储在19英寸机架里，如下图所示。

所有的ESK系列基本套件都配备了易于阅读且带产品图标的标签，便于快速操作套件内安放的所有产品。所有ESK系列的物品柜背面都有插槽，如下图所示，用于壁挂安装，顶部的凹陷以及底部的四只脚便于稳定堆放。

箱子后面的插槽便于安装至墙上。

▶ 产品特性 ◀

● 英制和公制套件

● 框架尺寸(长 x 宽 x 高)：17.13英寸 x 11.11英寸 x 11.8英寸(435.0 mm x 282.3 mm x 281.3 mm)

● 抽屉尺寸(长 x 宽 x 高)：10.89英寸 x 5.50英寸 x 3.15英寸(268 mm x 132 mm x 78 mm)

● 带产品图标的透明标签便于快速定位所需的部件

▶ 产品内含件 ◀

Thorlabs 基本机械套件：基座和接杆支架

▶ 产品介绍 ◀

实验经验

请向下滑动了解我们在设置实验室设备时考虑的一些事项。

● 垫圈：配合光机械件使用

● 底座：底切面向下放置以实现稳定性

● 接杆支架：内孔中的矩形通道

垫圈：配合光机械件使用

标准带帽螺丝的头部直径并不会比螺纹的外径大很多(图1)。例如，1/4"-20螺丝的头部直径在0.365英寸和0.375英寸之间，而螺纹的通孔直径为0.264英寸。

如果直接把螺丝放在通孔中拧紧来固定器件，力则作用于通孔边缘，通常会擦伤器件表面(图1)。

表面产生 yong 久 性形变后，螺丝头会掉入凹槽中，这样，在尝试微调器件时，器件又会重新回到这个位置。

带圆形通孔的器件一般不会绕着螺纹移动，因此形变不是大问题。

图1：垫圈的直径比螺丝头的直径大35%，这样，与BA2底座的槽的重叠区域增加了6倍以上。垫圈将螺丝的作用力分布在更大的接触区域，有助于防止孔槽擦伤。

但是，孔槽理应能够在使用期内沿着整个长度的任意位置固定器件。使用垫圈可以减轻槽边缘的压力，从而降低孔槽的形变风险，并延长器件的使用寿命。图7展现了垫圈可以产生的作用。BA2底座的槽与0.27英寸直径带帽螺丝之间的接触区域为0.010平方英寸。使用0.5英寸直径的垫圈后，接触区域变成0.064平方英寸，是原来的六倍多。

Thorlabs的垫圈有两个不同的面(图2)。一面是粗糙的平面，另一面是光滑的曲面。光滑的曲面应该紧贴仪器经过阳极氧化处理的表面。

图2：插入螺丝之前安装垫圈，以防止孔槽受损。垫圈光滑的曲面应该紧贴孔槽，而粗糙的平面应该与螺丝头接触。光面易于在阳极氧化表面移动，且不造成损伤。图中所示为BA2底座。

拧紧螺丝，螺丝头会迫使垫圈旋转，从而紧贴阳极氧化涂层。

如果将平面向下紧贴阳极氧化涂层，则平面的粗糙产生的摩擦力可能会划伤阳极氧化铝层。而如果曲面朝下，曲面光滑摩擦力较小，从而可以减少擦伤，维护器件的外观形态。

底座：底切面向下放置以实现稳定性

诸如BA2等底座的下表面都有一个底切(undercut)的加工过程(图3和图4)。底切做出支脚，也称之为衬垫(pads)。为了实现 zui 大 稳定性，应以衬垫接触平台或面包板的方式放置底座。

底座的上表面没有底切过程，用作安装元件的表面。

如果将底座的上下表面颠倒放置，则可能导致底座在平台或面包板上晃动，或者可能呈现出其他的机械不稳定性。

衬垫比上表面更加平整

底切工艺对实现衬垫的平整度极为关键。一般是先完成底切，再加工衬垫。

摩擦会在平整度加工的过程中加热衬垫。通过减小衬垫的表面区域，可以减少这个过程中底切产生的热量。

尽量减少加工过程中产生的热量，这一点大有裨益。因为金属受热时会膨胀，加工过程中产生的热量不均匀，会扭曲部件的尺寸。如果发生这种情况，部件在冷却后会留下高热斑点和其他不良特征。这样在使用部件时，可能会导致不稳定和对不准。

精密仪器和设备带衬垫

另一种带衬垫的仪器实例是图5显示的LX10线性位移台。

接杆支架：内孔中的矩形通道

Thorlabs的所有接杆支架内部都有两条平行的直边，贯通整个内孔长度(图6)。拧紧固定螺丝会推动接杆紧贴通道的两边(图7)。由于通道两边相距较宽，大概是接杆支架内径的一半距离，因此接杆紧贴通道边缘的安装是既稳定又可重复的。

图6：Thorlabs的接杆支架内孔加工有明显边缘的通道。

图7：俯视图。接杆和接杆支架之间的三个接触点由红色高亮标出，防止接杆沿着X轴或Y轴移动或旋转。摩擦阻止接杆沿Z轴的移动和旋转。

与通道两边接触的方式 xiao 除 了接杆六个自由度其中的四个自由度，因为通道两边阻止了接杆沿着或者围绕X轴或Y轴的移动。此外，接杆边缘与通道两边的摩擦阻挡了接杆沿着和围绕Z轴的移动，这是接杆剩下的两个自由度。

内孔如果没有矩形通道，接杆和接杆支架之间就只有单接触线，接杆的位置就不稳定，因为接杆可以沿Z轴旋转和沿Y轴移动。

即使这种不稳定性只是造成光学系统元件位置产生亚微米级不 bi 要 的移动，但累积效果也会对系统性能产生明显不利的影响。此外，也需要更加频繁地重新对准系统。

拉削

通道边缘 bi 须 是直的，没有凹凸不平，以稳定放置接杆。微米级分辨率下检查时可以看到，这些接杆支架的通道边缘既笔直又清晰。如果边缘并不 wan 全 是线性的，则接杆会在支架中滚动，和/或不能在支架中重新定位接杆。

图8：如上图所示，拉刀有一排刀齿，后一个刀齿比前一个刀齿高。刀齿接触材料，机器将拉刀削过表面。每个刀齿削去少量材料，zui 后 拉削出的通道深度等于刀齿高度的总差。

采用一种称之为拉削的加工工艺制作流畅的通道直边。拉刀(图8)就像锯子一样，刀齿的高度随着长度增加而增大。

拉削表面时，每个刀齿都会削去少量材料，拉削出的通道总深度等于刀齿高度的总差(H2 - H1)。

与其他制作通道的工艺相比，选择拉削主要是因为这种工艺可以制成笔直的剖面，且能够用于大批量生产。