CN119395829B 一种光模块光接口可调陶瓷插芯深度的组装结构和方法 （武汉恩达通科技有限公司）

(19)国家知识产权局(12)发明专利地址430205湖北省武汉市东湖新技术开发区光谷二路219号鼎杰现代机电信公司42102一种光模块光接口可调陶瓷插芯深度的组本发明公开一种光模块光接口可调陶瓷插述通用底座上设置有沿其中心轴贯穿布置的用于供光纤穿过的第一避让孔和用于避让毛细管的用于定位金属件的金属件限位块和用于调整金属件与陶瓷插芯两者端面之间的间距H的弹性21.一种光模块光接口可调陶瓷插芯深度的组装结构，其特征在于，其用于调整光模块光接口的金属件(8)与陶瓷插芯(7)两者端面之间的间距H,包括通用底座(1),所述通用底座(1)上设置有沿其中心轴贯穿布置的用于供光纤(6)穿过的第一避让孔(1.1)和用于避让毛细管(15)的避让槽(1.2),所述通用底座(1)上设置有与其同轴布置的用于定位金属件(8)的金属件限位块(2)和用于调整金属件(8)与陶瓷插芯(7)两者端面之间的间距H的弹性元包括同轴布置的限位块(3)和压杆限位块(4),所述限位块(3)和所述压杆限位块(4)之间连接有与其同轴布置且可沿其轴向位移的压针夹具(9),所述压针夹具(9)内设置有与其同轴布置的顶针(11)和用于调节所述顶针(11)轴向位置的调节组件，所述压针夹具(9)的外周面上可轴向位移的连接有与其同轴布置的弹簧限位夹具(10),所述压针夹具(9)外侧套装有弹簧(12),所述弹簧(12)与弹簧限位夹具(10)和所述压杆述调节组件包括与所述压针夹具(9)同轴螺纹连接的压针螺丝(18)和能够沿所述压针夹具述压杆限位块(4)设置有与所述金属件限位块(2)配合的定位安装槽和用于与所述压针夹述金属件限位块(2)上设置有与其同轴布置有的金属件安装槽(2.1)、用于供光纤(6)穿过的第二避让孔(2.2)和用于安装光纤(6)的径向安装槽(2.3),所述金属件安装槽(2.1)与所连通。述通用底座(1)上设置有与所述金属件限位块(述通用底座(1)上设置有用于固定所述金属件限位块(2)的紧固顶丝(16),所述紧固顶丝述通用底座(1)上设置有与所述第一避让孔(1.1)、所述避让槽(1.2)连通的光纤安装槽9.一种如权利要求3所述的光模块光接口可调陶瓷插芯深度的组装结构的使用方法，3凸出的高度，通过调整压针螺丝(18)可调整顶针(11)凸出的高度至要求尺寸，进行手动压接；取出被压的产品，并通过的金属件(8)与陶瓷插芯(7)两者端面之间的间距H;将合格的产品进行端面检测完成操作。4一种光模块光接口可调陶瓷插芯深度的组装结构和方法技术领域[0001]本发明涉及光模块技术领域，尤其涉及一种光模块光接口可调陶瓷插芯深度的组装结构和方法。背景技术[0002]随着数字化时代的到来，互联网行业呈现出蓬勃发展的态势，这直接导致了网络通信设备需求的持续增长。作为网络通信设备的重要组成部分，光模块也在不断创新和发迅速崛起，大幅提升了对算力的需求，从而加快了云计算基础设施的建设速度。这一趋势使[0003]目前，光模块光接口作为光模块的对接窗口，光模块光接口多样性需求也大量增长，而现有的制作工艺都是一款光模块光接口结构，需要定制一套对应的组装结构，导致制作成品增加、交付周期延长等问题。[0004]鉴于上述情况，业界迫切需要开发一种光模块光接口可调陶瓷插芯深度的组装结构以解决上述技术问题。发明内容[0005]本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中存在的技术缺陷，提供一种光模块光接口可调陶瓷插芯深度的组装结构和方法，其通过顶针上下调整解决了因光模块光接口多样性中对陶瓷插芯与金属件平面的深度不同要求。[0006]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明公开了一种光模块光接口可调陶瓷插芯深度的组装结构，其用于调整光模块光接口的金属件与陶瓷插芯两者端面之间的间距H,包括通用底座，所述通用底座上设置有沿其中心轴贯穿布置的用于供光纤穿过的第一避让孔和用于避让毛细管的避让槽，所述通用底座上设置有与其同轴布置的用于定位金属件的金属件限位块和用于调整金属件与陶瓷插芯两者端面之间的间距H的弹性顶针单元，所述弹性顶针单元的顶针与所述陶瓷插芯的端面始终接触。[0007]在本发明的一种优选实施方案中，所述弹性顶针单元包括同轴布置的限位块和压杆限位块，所述限位块和所述压杆限位块之间连接有与其同轴布置且可沿其轴向位移的压针夹具，所述压针夹具内设置有与其同轴布置顶针和用于调节所述顶针轴向位置的调节组件，所述压针夹具的外周面上可轴向位移的连接有与其同轴布置的弹簧限位夹具，所述压针夹具外侧套装有弹簧，所述弹簧与弹簧限位夹具和所述压杆限位块保持接触。[0008]在本发明的一种优选实施方案中，所述弹簧限位夹具上设置有多个沿其径向延伸的紧固件。[0009]在本发明的一种优选实施方案中，所述调节组件包括与所述压针夹具同轴螺纹连接的压针螺丝和能够沿所述压针夹具的径向位移的顶丝，所述顶丝对所述顶针径向加载，所述压针螺丝对所述顶针轴向加载。5[0010]在本发明的一种优选实施方案中，所述压杆限位块设置有与所述金属件限位块配合的定位安装槽和用于与所述压针夹具配合的导向槽。[0011]在本发明的一种优选实施方案中，所述金属件限位块上设置有与其同轴布置有的金属件安装槽、用于供光纤穿过的第二避让孔和用于安装光纤的径向安装槽，所述金属件安装槽与所述第二避让孔连通，所述径向安装槽与金属件安装槽和第二避让孔连通。[0012]在本发明的一种优选实施方案中，所述通用底座上设置有与所述金属件限位块配合的定位安装槽。[0013]在本发明的一种优选实施方案中，所述通用底座上设置有用于固定所述金属件限位块的紧固顶丝，所述紧固顶丝对所述金属件限位块径向加载。[0014]在本发明的一种优选实施方案中，所述通用底座上设置有与所述第一避让孔所述避让槽连通的光纤安装槽。[0015]本发明还公开了一种光模块光接口可调陶瓷插芯深度的组装结构的使用方法，将光纤穿入陶瓷插芯内孔中，并用光学胶水进行粘接、固化；通过研磨机将陶瓷插芯研磨至要求角度及端面要求；将陶瓷插芯套入金属件，并将另一端光纤穿入毛细管内孔中，通过光学胶水进行粘接、固化；通过研磨机，将毛细管研磨至要求角度及端面要求；将金属件放入金属件限位块的金属件安装槽中，并调整金属件上的标记与陶瓷插芯角度高点平行；用高度规测量组装好的顶针凸出的高度，通过调整压针螺丝可调整顶针凸出的高度至要求尺寸，进行手动压接；取出被压的产品，并通过的金属件与陶瓷插芯两者端面之间的间距H;将合格的产品进行端面检测完成操作。[0016]本发明产生的有益效果是：本发明的光模块光接口可调陶瓷插芯深度的组装结构具有多方面的显著优势，有效解决了当前光模块行业面临的多项挑战。首先，该结构通过创新的活动结构设计，特别是压针夹具的精巧构造，实现了顶针的上下调整和微调功能。这一设计巧妙地解决了光模块光接口多样性带来的陶瓷插芯与金属件平面深度不同的问题，使得一套结构可以适应不同型号隔离器的需求，大大提高了生产的灵活性和效率。[0017]其次，通用夹具结构中金属件限位块的分体设计是另一个重要创新。这一设计允许快速更换金属件限位块，有效应对了光模块光接口金属件外壳的多样性。这不仅显著缩短了产品交付周期，还通过仅需更换金属件限位块而非整套结构的方式，大幅降低了制造成本。这种灵活性使得生产线能够快速响应市场需求的变化，提高了企业的竞争力。[0018]此外，通用底座的创新设计也带来了显著的实用性提升。通过巧妙的开槽和中间平面设计，解决了两端带有产品的不易放置问题，同时也优化了毛细管与光模块光接口的定位过程。这一设计不仅提高了操作的便利性，还增强了组装过程的精确度和稳定性。[0019]本发明还通过标准化的操作流程和精确的测量步骤，确保了组装质量的一致性和可靠性。可调节的顶针设计和精密的测量过程使得金属件与陶瓷插芯之间的间距控制更加精确，满足了高速光模块对精度的严格要求。[0020]综上所述，本发明的光模块光接口可调陶瓷插芯深度的组装结构通过其多方面的创新设计，有效解决了光模块行业面临的多样性挑战。它不仅提高了生产效率，降低了制造成本，缩短了交付周期，还优化了资源利用，提高了产品质量。这些优势使得企业能够更好网络通信行业中赢得竞争优势提供了有力支持。6附图说明[0021]下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：[0022]图1本发明一种光模块光接口可调陶瓷插芯深度的组装结构的弹性顶针单元示意[0023]图2本发明一种光模块光接口可调陶瓷插芯深度的组装结构的弹性顶针单元装配[0024]图3本发明一种光模块光接口可调陶瓷插芯深度的组装结构的通用底座示意图[0025]图4本发明一种光模块光接口可调陶瓷插芯深度的组装结构的示意图；[0026]图5本发明一种光模块光接口可调陶瓷插芯深度的组装结构的悬置的毛细管示意[0027]图6本发明一种光模块光接口可调陶瓷插芯深度的组装结构的爆炸视图；[0028]图7是光模块光接口的示意图。具体实施方式[0029]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。[0031]如图1-7所示，本实施例提供了一种光模块光接口可调陶瓷插芯深度的组装结构，用于精确调整光模块光接口中金属件8与陶瓷插芯7两者端面之间的间距H。其中，光模块光接口由金属件8、陶瓷插芯7、光纤6和毛细管15组成，光纤6嵌入陶瓷插芯7内孔中，金属件8包裹住陶瓷插芯圆柱，陶瓷插芯端面距离金属件端面1.3mm±0.02mm,尾端为毛细管或其他连接器，陶瓷插芯端面角度4°,插芯高点需与毛细管的倒角面平行。上述光模块光接口的装配难度在于难以根据需要及时调整金属件8与陶瓷插芯7两者端面之间的间距H。该结构的核心组成部分包括通用底座1、金属件限位块2和弹性顶针单元。[0032]通用底座1作为整个结构的基础支撑结构，采用高强度合金材料制成，确保整体稳定性和耐用性。通用底座1采用圆柱体结构，通用底座1底部为一个螺丝孔，方便通用底座1与其它设备安装固定，沿其轴向贯穿设置有第一避让孔1.1,用于光纤6的穿过。紧邻第一避让孔1.1的位置，设有避让槽1.2,避让槽1.2为方形槽，避让槽1.2用于避让毛细管15,同时避让槽1.2可以用于确定毛细管15的安装方向；进一步的，避让槽1.2存在一个平面，该平面可实现90°角度定位要求和因光纤过长时可以弯曲光纤，而不影响顶端金属件8与陶瓷插芯7的垂直度和稳定性。这种设计既保证了光纤6和毛细管15的顺利安装，又不影响整体结构的稳定性。[0033]在通用底座1的上表面，加工有一个圆柱体状的定位安装槽，该定位安装槽与金属件限位块2精密配合，确保金属件限位块2在安装过程中能够准确定位。为了进一步增强金属件限位块2的固定稳定性，在通用底座1的侧面设置了三个紧固顶丝16,通过径向加载的方式牢固地固定金属件限位块2。[0034]金属件限位块2采用高精度加工的模具钢材料制成，其上设有与通用底座1同轴的金属件安装槽2.1。该金属件安装槽2.1精确匹配常见规格的光模块光接口金属件8。在金属7件安装槽2.1的底部中心，设有直径大于光纤6的第二避让孔2.2,第二避让孔2.2与通用底座1上的第一避让孔1.1精确对齐，确保光纤6能够顺畅穿过。此外，金属件限位块2的侧面还设有一个径向安装槽2.3,径向安装槽2.3用于光纤6的侧向安装(即光模块光接口可从侧面放入夹具后进行压接),并与金属件安装槽2.1和第二避让孔2.2相互连通，形成了一个完整的光纤安装通道。[0035]弹性顶针单元是本结构的核心部件，负责精确调整金属件8与陶瓷插芯7之间的间部件组成。限位块3和压杆限位块4采用高强度模具钢材料制造，两者同轴布置，中间通过压针夹具9连接。压针夹具9采用精密加工的模具钢材料制成，可沿轴向自由移动，其内部设有[0036]压针夹具9的外周面上设有可轴向移动的弹簧限位夹具10,采用高强度的铝合金材料制成。在弹簧限位夹具10的外周均匀分布有三个紧固件13,采用M2规格的内六角螺钉，用于精确调节弹簧限位夹具10的位置。压针夹具9的外侧套有一个高弹性的不锈钢弹簧12,不锈钢弹簧12可确保在调整过程中能够始终保持适当的压力。[0037]顶针11的采用外径1.29±0.01mm,顶针11带有同轴布置的沿其轴向贯穿的内孔，内孔直径为0.4mm,其构成一个的圆形管状，圆形管状的顶针11解决了在压接过程中压伤光纤端面的问题，进一步的顶针11优选钨钢制造而成。[0038]顶针11穿入在压针夹具9内孔中，并使顶针11的前端凸出、顶针11的后端通过压针螺丝18顶住顶针11,可实现顶针11长度调整好受力后不会位移；侧面通过顶丝14将顶针11与压针夹具9锁紧，可实现顶针11在悬空时不掉落；再将压针夹具套入压杆限位块4中，再套入弹簧12,另一端用弹簧限位夹具限制弹簧，两侧用紧固件3固定，使弹簧始终成压缩状态。[0039]调节组件是实现精确调整的关键，包括压针螺丝18和顶丝14。压针螺丝18采用M3规格，与压针夹具9同轴螺纹连接，通过旋转可以实现顶针11的轴向精确调节，每转一圈可对顶针11施加径向力，确保顶针11在调整过程中保持稳定。[0040]限位块3采用圆柱体状结构，限位块3上端有两个螺丝孔和两个精密定位销孔，限位块3上端的圆槽与压针夹具9前端镶嵌配合；限位块3的定位销孔通过陶瓷定位销5进行结构限位，限位块3上端通过螺丝17将限位块3与压杆限位块4紧固；通过这种设计，其可以保证顶针上下运动时保障压针夹具9成垂直上下运动且上下均被限制，运动空间为5mm;[0041]压杆限位块4的底部设有与金属件限位块2配合的定位安装槽，压杆限位块4确保针夹具9精确配合，保证整个弹性顶针单元的同轴度。[0042]在实际使用过程中，操作人员首先将金属件8放入金属件限位块2的金属件安装槽2.1中，然后调整金属件8上的标记与陶瓷插芯7的角度高点平行。接着，通过调节压针螺丝18来调整顶针11的突出高度，直到达到所需的尺寸。在这个过程中，弹簧12始终保持适当的压力，确保顶针11与陶瓷插芯7的端面保持接触。最后，操作人员可以通过测量金属件8与陶瓷插芯7两者端面之间的间距H来验证调整的精确度。[0043]该实施例不仅能够适应不同规格的光模块光接口，还能实现快速、精确的调整，大8大提高了生产效率和产品质量。[0045]本实施例介绍了一种改进型光模块光接口可调陶瓷插芯深度的组装结构，在保留实施例1核心功能的基础上，进行了一些结构优化和功能增强，以适应更广泛的应用场景和更高精度的要求。[0046]首先，通用底座1的材料选用了精密模具钢材料，相比实施例1中的普通合金材料，[0047]在通用底座1的上表面，定位安装槽的槽底可以采用V形设计，这种改进可以提供更精确的定位和更稳固的安装。紧固顶丝16的数量相应增加到四个，规格升级为M4,采用特殊的防松设计，确保在长时间使用后仍能保持稳定的固定效果。[0048]金属件限位块2的材料升级为精密模具钢材料，提高了耐磨性和精度稳定性。金属件安装槽2.1采用了可调节式设计，通过一组精密垫片，可以适应直径从9mm到11mm的不同规格金属件8。第二避让孔2.2同样采用可变直径设计，与通用底座1上的第一避让孔1.1配套使用。径向安装槽2.3的设计也进行了优化，采用了弧形过渡，减少了光纤6在安装过程中的应力集中，提高了光纤的使用寿命。[0049]弹性顶针单元的设计也有了显著改进。限位块3和压杆限位块4采用了精密模具钢材料，这种材料具有优异的耐磨性，可以在长期使用中保持高精度。压针夹具9升级为钛合金材料，内部采用了精密滚珠轴承设计，大大减少了轴向移动的摩擦，提高了调节的灵敏度和精确度。[0050]压针夹具9的内部结构也进行了创新设计，增加了一个微调机构。这个微调机构由一组精密齿轮组成，可以将压针螺丝18的旋转运动转化为更精细的直线运动，实现每转0.1度对应0.001mm的轴向位移，极大地提高了调节的精确度。顶针11采用了特殊的钨钢材料，具有极高的硬度和耐磨性，确保长期使用后仍能保持精确的尺寸。[0051]弹簧限位夹具10升级为航空级铝合金材料，在保持轻量化的同时，提高了结构强度和稳定性。紧固件13的数量增加到四个，采用特殊的防松螺纹设计，确保在频繁调节过程中不会出现松动。弹簧12采用了不锈钢材料，具有更好的弹性和疲劳强度，其自由长度增加到35mm,压缩长度减少到15mm,提供了更大的20mm压缩余量，可以适应更广泛的调节范围。[0052]调节组件的设计也有了重大突破。压针螺丝18采用了双螺距设计，粗调和精调可速切换调节模式。顶丝14采用了特殊的偏心轮设计，通过旋转可以实现更精确的径向力调[0053]压杆限位块4的定位安装槽采用了磁性吸附设计，在保证精确定位的同时，大大提高了安装和拆卸的效率。导向槽采用了特殊的螺旋槽设计，可以在压针夹具9轴向移动的同时，提供微小的旋转运动，进一步提高了调节的精确度。[0054]在使用过程中，这种改进型结构不仅保持了实施例1的所有优点，还提供了更高的精度和更广的适用范围。操作者可以通过精密的数字显示器实时监测金属件8与陶瓷插芯7之间的间距H,调节精度可以达到0.001mm。同时，结构还配备了自动数据记录功能，可以将每次调节的参数自动保存，便于后续的质量追踪和工艺优化。9[0056]本实施例详细介绍了一种光模块光接口可调陶瓷插芯深度的组装结构的使用方法，该方法结合了精密的机械操作和严格的质量控制流程，以确保生产出高质量的光模块光接口。以下是该方法的详细步骤说明：[0057]步骤1:光纤与陶瓷插芯的初步组装[0058]首先，操作人员需要将光纤6精确穿入陶瓷插芯7的内孔中。这一步骤需要在无尘环境下进行，操作人员应佩戴无尘手套和防静电服。使用精密显微镜辅助操作，确保光纤6在插入过程中不会受损。光纤6插入后，使用专用的光学级环氧树脂胶水进行粘接。胶水的用量需要精确控制，通常使用精密点胶机，每次点胶量控制在0.01ml左右。粘接完成后，将组件放入恒温烤箱中进行固化，固化温度设定为85℃,时间为2小时，以确保胶水完全固化并达到最佳强度。[0059]步骤2:陶瓷插芯的精密研磨[0060]固化完成后，使用高精度光纤端面研磨机对陶瓷插芯7进行研磨。研磨过程分为粗通常设定为8°,误差控制在±0.1°以内。研磨过程中，使用在线端面数。研磨完成后，使用干净的无尘布蘸取无水乙醇对端面进行清洁。[0061]步骤3:陶瓷插芯与金属件的组装[0062]将研磨好的陶瓷插芯7小心套入金属件8中。这一步骤需要特别注意，避免在插入过程中损坏陶瓷插芯7或光纤6。使用精密对准显微镜确保陶瓷插芯7在金属件8内的正确位置。然后，将光纤6的另一端穿入毛细管15的内孔中。穿入过程应缓慢进行，避免光纤6弯曲过度。使用与步骤1相同的光学胶水进行粘接，但这次的点胶量可以稍微增加到0.015ml,以确保足够的粘接强度。粘接后的组件再次放入恒温烤箱中固化，温度和时间与步骤1相同。[0063]步骤4:毛细管的精密研磨[0064]使用与步骤2相同的研磨机对毛细管15进行研磨。研磨角度通常设定为8°(垂直于制研磨力度，避免对光纤造成损伤。同样使用在线端面检测仪监测端面质量，研磨完成后，使用超声波清洗机在无水乙醇中清洗3分钟，去除所有研磨残留物。[0065]步骤5:金属件的精确定位[0066]将处理好的金属件8小心放入金属件限位块2的金属件安装槽2.1中。使用精密角度仪调整金属件8上的标记，使其与陶瓷插芯7的角度高点精确平行。这一步骤对于后续的[0067]步骤6:顶针高度的精确调整[0068]使用精密数字高度规测量组装好的顶针11凸出的高度。初始测量后，通过缓慢旋转压针螺丝18来调整顶针11的高度。每次调整后都需要重新测量，直到达到设计要求的高[0069]步骤7:压接操作[0070]将限位结构和活动结构小心地套在金属件限位块上。在此过程中，操作人员需要特别注意，确保各个部件之间完全吻合，没有间隙或错位。压接时，操作人员应穿戴防护手套，使用专用的压力传感手柄进行手动压接。压接力度需要精确控制，通常在50N-100N之间，具体数值根据产品规格而定。压接过程中，操作人员需要缓慢均匀地施加压力，避免突然的冲击力。[0071]步骤8:产品测量[0072]压接完成后，小心取出产品，使用精密数字深度规测量陶瓷插芯与金属件顶端的度规的测头应轻轻接触产品表面，避免施加过大压力导致测量误差。每个产品需要在不同位置进行多次测量(通常是4个点),取平均值作为最终结果。[0073]步骤9:最终检测和产品存放[0074]对测量合格的产品进行最后的端面检测。使用高倍显微镜检查端面是否有划痕、裂纹或污染。同时，使用插回损检测仪测量端面的插入、回波损耗，插入损耗要求小于0.2dB,回波损耗要求大于60dB。通过所有检测的产品被视为合格品，小心放入防静电的周转盘中。周转盘应预先进行无尘处理，并标注好产品型号和生产批次。[0075]在整个生产过程中，操作人员需要严格遵守洁净操作规程，定期检查和校准所有测量设备。每个步骤完成后，都需要在生产记录表上详细记录操作参数和测量结果，以便后续的质量追踪和工艺优化。[0076]通过严格执行上述步骤，可以确保生产出的光模块光接口具有高度的一致性和可靠性，满足高速光通信系统的严格要求。这种精细化的生产方法不仅提高了产品质量，还有助于提高生产效率，减少废品率，从而降低整[0077]使用本发明的光模块光接口可调陶瓷插芯深度的组装结构在多个方面显著的实现