一種光學(xué)元件雙向轉(zhuǎn)動調(diào)整機構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種光學(xué)元件調(diào)整機構(gòu)，尤其涉及一種由旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化成雙向直線運動，再由雙向直線運動轉(zhuǎn)化成雙向轉(zhuǎn)動的光學(xué)元件調(diào)整機構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]在轉(zhuǎn)折光路的光機結(jié)構(gòu)設(shè)計中，尤其是涉及到需要改變反射光或折射光等方向進行雙向掃描或者精確定位的光機結(jié)構(gòu)設(shè)計時，需要在光路轉(zhuǎn)折處放置一個帶有雙向轉(zhuǎn)動功能的光學(xué)元件，通過實時調(diào)整其轉(zhuǎn)動角度，完成光路的掃描或轉(zhuǎn)折。
[0003]目前，在光學(xué)元件轉(zhuǎn)動角度自動調(diào)整的過程中，通常選用旋轉(zhuǎn)電機與光學(xué)元件直接連接進行驅(qū)動的方式。
[0004]這種結(jié)構(gòu)的缺點是:1、若光學(xué)元件需要長時間高速小角度雙向轉(zhuǎn)動，電機需要在短時間內(nèi)反復(fù)進行急停反轉(zhuǎn)，這對電機的性能要求比較高，電機使用壽命較低;2、光學(xué)元件與電機的轉(zhuǎn)速一致，當(dāng)光學(xué)元件需要小角度轉(zhuǎn)動時，受電機自身缺陷如步進電機丟步等現(xiàn)象影響，降低了光學(xué)元件的轉(zhuǎn)動精度;3、旋轉(zhuǎn)電機軸與光學(xué)元件轉(zhuǎn)軸串聯(lián)安裝，導(dǎo)致光學(xué)元件重心偏高，系統(tǒng)穩(wěn)定性較差。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]為了克服已有技術(shù)中存在的上述缺點，本實用新型提供了一種由電機的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化成推桿的雙向直線運動，再由推桿的雙向直線運動轉(zhuǎn)化成光學(xué)元件雙向轉(zhuǎn)動，使旋轉(zhuǎn)電機對光學(xué)元件進行間接驅(qū)動的調(diào)整機構(gòu)。
[0006]本實用新型的技術(shù)解決方案如下:
[0007]—種光學(xué)元件雙向轉(zhuǎn)動調(diào)整機構(gòu)，其特點在于，包括:光學(xué)元件、光學(xué)元件支架、軸承、支架底座、轉(zhuǎn)桿、調(diào)整頂桿、鎖緊螺母、推桿、推桿支架、導(dǎo)向定位銷、壓簧、凸輪轉(zhuǎn)桿、底板、旋轉(zhuǎn)電機、拉簧銷和拉簧；
[0008]所述光學(xué)元件安裝在光學(xué)元件支架上，且光學(xué)元件的反射面或折射面通過光學(xué)元件支架的旋轉(zhuǎn)中心軸;該光學(xué)元件支架通過所述軸承與支架底座連接;所述轉(zhuǎn)桿的一端與光學(xué)元件支架固定連接；
[0009]所述推桿支架包括電機支撐面、限制電機軸徑向移動的凸輪轉(zhuǎn)桿導(dǎo)向孔、限制推桿徑向轉(zhuǎn)動的定位銷導(dǎo)向槽、引導(dǎo)推桿軸向移動的推桿滑動導(dǎo)向孔和固定拉簧銷的安裝孔;其中，定位銷導(dǎo)向槽貫通至推桿滑動導(dǎo)向孔，并徑向通過推桿滑動導(dǎo)向孔的中心軸；凸輪轉(zhuǎn)桿導(dǎo)向孔的中心軸與推桿滑動導(dǎo)向孔的中心軸在同一平面且相互正交;安裝孔的中心軸與轉(zhuǎn)桿的中心軸距離底板的高度相同。
[0010]所述壓簧套在推桿上，帶有壓簧的推桿裝在推桿支架上，導(dǎo)向定位銷穿過推桿支架固定在推桿上，使得推桿僅能沿著軸向進行移動;鎖緊螺母與調(diào)整頂桿螺紋配合，二者再與推桿螺紋配合；
[0011 ]所述凸輪轉(zhuǎn)桿與旋轉(zhuǎn)電機的電機軸連接，凸輪轉(zhuǎn)桿的與推桿支架上限制電機軸徑向移動的凸輪轉(zhuǎn)桿導(dǎo)向孔過渡配合，凸輪轉(zhuǎn)桿與推桿接觸并壓緊壓簧(11);所述旋轉(zhuǎn)電機固定在推桿支架上；
[0012]所述支架底座與推桿支架分別安裝在底板上，使調(diào)整頂桿與轉(zhuǎn)桿的另一端接觸；所述拉簧銷安裝在推桿支架的安裝孔上，拉簧一端與拉簧銷(15)連接，另一端與轉(zhuǎn)桿連接。
[0013]所述轉(zhuǎn)桿的尺寸決定了推桿往復(fù)式直線運動的位移量與光學(xué)元件往復(fù)式轉(zhuǎn)動角度之間的關(guān)系，根據(jù)推桿往復(fù)式直線運動的中心軸與光學(xué)元件的旋轉(zhuǎn)中心軸之間的距離A設(shè)計轉(zhuǎn)桿的長度。
[0014]所述凸輪轉(zhuǎn)桿主要包括旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向軸、與旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向軸同軸的電機軸套筒、凸輪軸;其中凸輪軸的旋轉(zhuǎn)中心軸與電機軸套筒旋轉(zhuǎn)中心軸之間的距離d以及凸輪軸的外徑D決定了旋轉(zhuǎn)電機的旋轉(zhuǎn)角度與推桿往復(fù)式直線運動位移量之間的關(guān)系，d和D根據(jù)實際傳動比進行設(shè)計。
[0015]所述推桿為進行往復(fù)式直線運動的執(zhí)行部件，主要包括與凸輪轉(zhuǎn)桿接觸的平端面、壓簧軸肩、滑動軸、安裝導(dǎo)向定位銷的定位孔、與調(diào)整頂桿外螺紋軸配合的內(nèi)螺紋。其中，滑動軸的外徑與推桿支架中的推桿滑動導(dǎo)向孔過渡配合;壓簧軸肩與滑動軸為同心圓柱，壓簧軸肩的外徑大于滑動軸且大于壓簧的外徑;定位孔在滑動軸上且徑向指向其中心軸。
[0016]所述推桿支架同時作為推桿和旋轉(zhuǎn)電機的支架，包括電機支撐面、限制電機軸徑向移動的凸輪轉(zhuǎn)桿導(dǎo)向孔、限制推桿徑向轉(zhuǎn)動的定位銷導(dǎo)向槽、引導(dǎo)推桿軸向移動的推桿滑動導(dǎo)向孔和固定拉簧銷的安裝孔;其中，定位銷導(dǎo)向槽貫通至推桿滑動導(dǎo)向孔，并徑向通過推桿滑動導(dǎo)向孔的中心軸；凸輪轉(zhuǎn)桿導(dǎo)向孔的中心軸與推桿滑動導(dǎo)向孔的中心軸在同一平面且相互正交，二者之間的距離結(jié)合推桿和壓簧的長度，根據(jù)實際需要進行設(shè)計；電機支撐面與凸輪轉(zhuǎn)桿導(dǎo)向孔的相對位置關(guān)系根據(jù)旋轉(zhuǎn)電機的實際尺寸進行設(shè)計;安裝孔的中心軸與轉(zhuǎn)桿的中心軸距離底板的高度相同。
[0017]本實用新型的工作原理:
[0018]本實用新型的光學(xué)元件轉(zhuǎn)動角度的幅值由推桿雙向直線運動的中心軸與光學(xué)元件的旋轉(zhuǎn)中心軸之間的距離A以及推桿位移量即凸輪轉(zhuǎn)桿的凸輪半徑和偏心尺寸決定，轉(zhuǎn)動速度由上述尺寸和旋轉(zhuǎn)電機轉(zhuǎn)速共同決定。驅(qū)動旋轉(zhuǎn)電機的電機軸進行360°旋轉(zhuǎn)，凸輪轉(zhuǎn)桿推動推桿沿著推桿滑動導(dǎo)向孔進行雙向直線運動，推桿帶動調(diào)整頂桿推動轉(zhuǎn)桿帶動光學(xué)元件繞著其反射面或折射面進行雙向轉(zhuǎn)動，從而調(diào)整光學(xué)元件到達某一角度完成光路的轉(zhuǎn)折，或者使光學(xué)元件雙向轉(zhuǎn)動進行光學(xué)掃描。
[0019]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的積極效果:
[0020]本實用新型將旋轉(zhuǎn)電機進行360°旋轉(zhuǎn)，即可實現(xiàn)光學(xué)元件的雙向轉(zhuǎn)動，特別是可以實現(xiàn)其小角度轉(zhuǎn)動，避免旋轉(zhuǎn)電機在短時間內(nèi)反復(fù)進行急停反轉(zhuǎn)，提高了電機的使用壽命，降低了由于多次啟停造成的步進電機丟步等現(xiàn)象，提高了光學(xué)元件的轉(zhuǎn)動精度。另外，旋轉(zhuǎn)電機與光學(xué)元件間接驅(qū)動的安裝方式，降低了光學(xué)元件的重心，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。本實用新型只需采用普通旋轉(zhuǎn)步進電機即能達到良好的效果，成本較低，結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，可以廣泛地應(yīng)用于需要光路轉(zhuǎn)折或者掃描的光機結(jié)構(gòu)設(shè)計中。
【附圖說明】
[0021 ]圖1為本實用新型的光學(xué)元件雙向轉(zhuǎn)動調(diào)整機構(gòu)立體圖；
[0022]圖2為本實用新型的光學(xué)元件支架立體圖；
[0023]圖3為本實用新型的轉(zhuǎn)桿立體圖；
[0024]圖4為本實用新型的調(diào)整頂桿立體圖；
[0025]圖5為本實用新型的推桿立體圖；
[0026]圖6為本實用新型的推桿支架立體圖；
[0027]圖7為本實用新型的凸輪轉(zhuǎn)桿立體圖；
【具體實施方式】
[0028]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進一步詳細(xì)說明，但不應(yīng)以此限制本實用新型的保護范圍。
[0029]如圖1所示，一種光學(xué)元件雙向轉(zhuǎn)動調(diào)整機構(gòu)，其特征在于，包括:光學(xué)元件1、光學(xué)元件支架2、軸承3、支架底座4、轉(zhuǎn)桿5、調(diào)整頂桿6、鎖緊螺母7、推桿8、推桿支架9、導(dǎo)向定位銷1、壓簧11、凸輪轉(zhuǎn)桿12、底板13、旋轉(zhuǎn)電機14、拉簧銷15、拉簧16。
[0030]如圖2所示，所述光學(xué)元件支架2為光學(xué)元件I的夾具，主要包括光學(xué)元件支撐框2-1，光學(xué)元件轉(zhuǎn)桿連接孔2-2，軸承軸2-3。光學(xué)元件支架2根據(jù)光學(xué)元件I的形狀和尺寸進行結(jié)構(gòu)設(shè)計，使光學(xué)元件支架2的旋轉(zhuǎn)中心軸即軸承軸2-3的中心軸在光學(xué)元件I的反射面或折射面上。
[0031]如圖1和圖3所示，所述轉(zhuǎn)桿5為推桿8雙向直線運動轉(zhuǎn)化成光學(xué)元件I雙向轉(zhuǎn)動的關(guān)鍵性傳動部件，主要包括光學(xué)元件支架連接軸5-1，拉簧連接槽5-2，調(diào)整頂桿接觸面5-3。推桿8雙向直線運動的中心軸與光學(xué)元件I的旋轉(zhuǎn)中心軸之間的距離A決定了雙向直線運動與光學(xué)元件I轉(zhuǎn)動角度的關(guān)系，轉(zhuǎn)桿5的長度根據(jù)A的尺寸進行設(shè)計。
[0032]如圖4所示，所述調(diào)整頂桿6為調(diào)整反射鏡初始位置的部件，主要包括外螺紋軸6-1，頂桿球面端部6-2。
[0033]如圖5所示，所述推桿8為進行雙向直線運動的執(zhí)行部件，主要包括與凸輪轉(zhuǎn)桿接觸的平端面8-1，壓簧軸肩8-2，滑動軸8-3，安裝導(dǎo)向定位銷10的定位孔8-4，與調(diào)整頂桿外螺紋軸6-1配合的內(nèi)螺紋8-5。其中，滑動軸8-3的外徑與推桿支架9中的推桿滑動導(dǎo)向孔9-4過渡配合;壓簧軸肩8-2與滑動軸8-3為同心圓柱，壓簧軸肩8-2的外徑大于滑動軸8-3且大于壓簧11的外徑;定位孔8-4在滑動軸8-3上且徑向指向其中心軸。
[0034]如圖6所示，所述推桿支架9同時作為推桿8和旋轉(zhuǎn)電機14的支架，主要包括電機支撐面9-1，限制電機軸徑向移動的凸輪轉(zhuǎn)桿導(dǎo)向孔9-2，限制推桿8徑向轉(zhuǎn)動的定位銷導(dǎo)向槽9-3，引導(dǎo)推桿8軸向移動的推桿滑動導(dǎo)向孔9-4，固定拉簧銷15的安裝