一種光學(xué)元件雙向轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)整機(jī)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種光學(xué)元件調(diào)整機(jī)構(gòu)，尤其涉及一種由旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化成雙向直線運(yùn)動(dòng)，再由雙向直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化成雙向轉(zhuǎn)動(dòng)的光學(xué)元件調(diào)整機(jī)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]在轉(zhuǎn)折光路的光機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，尤其是涉及到需要改變反射光或折射光等方向進(jìn)行雙向掃描或者精確定位的光機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，需要在光路轉(zhuǎn)折處放置一個(gè)帶有雙向轉(zhuǎn)動(dòng)功能的光學(xué)元件，通過(guò)實(shí)時(shí)調(diào)整其轉(zhuǎn)動(dòng)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(dòng)角度自動(dòng)調(diào)整的過(guò)程中，通常選用旋轉(zhuǎn)電機(jī)與光學(xué)元件直接連接進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的方式。
[0004]這種結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)是:1、若光學(xué)元件需要長(zhǎng)時(shí)間高速小角度雙向轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)需要在短時(shí)間內(nèi)反復(fù)進(jìn)行急停反轉(zhuǎn)，這對(duì)電機(jī)的性能要求比較高，電機(jī)使用壽命較低;2、光學(xué)元件與電機(jī)的轉(zhuǎn)速一致，當(dāng)光學(xué)元件需要小角度轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，受電機(jī)自身缺陷如步進(jìn)電機(jī)丟步等現(xiàn)象影響，降低了光學(xué)元件的轉(zhuǎn)動(dòng)精度;3、旋轉(zhuǎn)電機(jī)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(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]為了克服已有技術(shù)中存在的上述缺點(diǎn)，本實(shí)用新型提供了一種由電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化成推桿的雙向直線運(yùn)動(dòng)，再由推桿的雙向直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化成光學(xué)元件雙向轉(zhuǎn)動(dòng)，使旋轉(zhuǎn)電機(jī)對(duì)光學(xué)元件進(jìn)行間接驅(qū)動(dòng)的調(diào)整機(jī)構(gòu)。
[0006]本實(shí)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(dòng)調(diào)整機(jī)構(gòu)，其特點(diǎn)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(jī)、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(guò)光學(xué)元件支架的旋轉(zhuǎn)中心軸;該光學(xué)元件支架通過(guò)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(jī)支撐面、限制電機(jī)軸徑向移動(dòng)的凸輪轉(zhuǎn)桿導(dǎo)向孔、限制推桿徑向轉(zhuǎn)動(dòng)的定位銷導(dǎo)向槽、引導(dǎo)推桿軸向移動(dòng)的推桿滑動(dòng)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(dòng)導(dǎo)向孔，并徑向通過(guò)推桿滑動(dòng)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(dòng)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(guò)推桿支架固定在推桿上，使得推桿僅能沿著軸向進(jìn)行移動(dòng);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(jī)的電機(jī)軸連接，凸輪轉(zhuǎn)桿的與推桿支架上限制電機(jī)軸徑向移動(dòng)的凸輪轉(zhuǎn)桿導(dǎo)向孔過(guò)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(jī)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(yùn)動(dòng)的位移量與光學(xué)元件往復(fù)式轉(zhuǎn)動(dòng)角度之間的關(guān)系，根據(jù)推桿往復(fù)式直線運(yùn)動(dòng)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(jì)轉(zhuǎn)桿的長(zhǎng)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(jī)軸套筒、凸輪軸;其中凸輪軸的旋轉(zhuǎn)中心軸與電機(jī)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(jī)的旋轉(zhuǎn)角度與推桿往復(fù)式直線運(yùn)動(dòng)位移量之間的關(guān)系，d和D根據(jù)實(shí)際傳動(dòng)比進(jìn)行設(shè)計(jì)。
[0015]所述推桿為進(jìn)行往復(fù)式直線運(yùn)動(dòng)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(dòng)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(dòng)軸的外徑與推桿支架中的推桿滑動(dòng)導(dǎo)向孔過(guò)渡配合;壓簧軸肩與滑動(dòng)軸為同心圓柱，壓簧軸肩的外徑大于滑動(dòng)軸且大于壓簧的外徑;定位孔在滑動(dòng)軸上且徑向指向其中心軸。
[0016]所述推桿支架同時(shí)作為推桿和旋轉(zhuǎn)電機(jī)的支架，包括電機(jī)支撐面、限制電機(jī)軸徑向移動(dòng)的凸輪轉(zhuǎn)桿導(dǎo)向孔、限制推桿徑向轉(zhuǎn)動(dòng)的定位銷導(dǎo)向槽、引導(dǎo)推桿軸向移動(dòng)的推桿滑動(dòng)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(dòng)導(dǎo)向孔，并徑向通過(guò)推桿滑動(dòng)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(dòng)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(zhǎng)度，根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行設(shè)計(jì)；電機(jī)支撐面與凸輪轉(zhuǎn)桿導(dǎo)向孔的相對(duì)位置關(guān)系根據(jù)旋轉(zhuǎn)電機(jī)的實(shí)際尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì);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(shí)用新型的工作原理:
[0018]本實(shí)用新型的光學(xué)元件轉(zhuǎn)動(dòng)角度的幅值由推桿雙向直線運(yùn)動(dòng)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(dòng)速度由上述尺寸和旋轉(zhuǎn)電機(jī)轉(zhuǎn)速共同決定。驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)電機(jī)的電機(jī)軸進(jìn)行360°旋轉(zhuǎn)，凸輪轉(zhuǎn)桿推動(dòng)推桿沿著推桿滑動(dòng)導(dǎo)向孔進(jìn)行雙向直線運(yùn)動(dòng)，推桿帶動(dòng)調(diào)整頂桿推動(dòng)轉(zhuǎn)桿帶動(dòng)光學(xué)元件繞著其反射面或折射面進(jìn)行雙向轉(zhuǎn)動(dòng)，從而調(diào)整光學(xué)元件到達(dá)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(dòng)進(jìn)行光學(xué)掃描。
[0019]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的積極效果:
[0020]本實(shí)用新型將旋轉(zhuǎn)電機(jī)進(jìn)行360°旋轉(zhuǎn)，即可實(shí)現(xiàn)光學(xué)元件的雙向轉(zhuǎn)動(dòng)，特別是可以實(shí)現(xiàn)其小角度轉(zhuǎn)動(dòng)，避免旋轉(zhuǎn)電機(jī)在短時(shí)間內(nèi)反復(fù)進(jìn)行急停反轉(zhuǎn)，提高了電機(jī)的使用壽命，降低了由于多次啟停造成的步進(jìn)電機(jī)丟步等現(xiàn)象，提高了光學(xué)元件的轉(zhuǎn)動(dòng)精度。另外，旋轉(zhuǎn)電機(jī)與光學(xué)元件間接驅(qū)動(dòng)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(shí)用新型只需采用普通旋轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)即能達(dá)到良好的效果，成本較低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中。
【附圖說(shuō)明】
[0021 ]圖1為本實(shí)用新型的光學(xué)元件雙向轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)整機(jī)構(gòu)立體圖；
[0022]圖2為本實(shí)用新型的光學(xué)元件支架立體圖；
[0023]圖3為本實(shí)用新型的轉(zhuǎn)桿立體圖；
[0024]圖4為本實(shí)用新型的調(diào)整頂桿立體圖；
[0025]圖5為本實(shí)用新型的推桿立體圖；
[0026]圖6為本實(shí)用新型的推桿支架立體圖；
[0027]圖7為本實(shí)用新型的凸輪轉(zhuǎn)桿立體圖；
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，但不應(yīng)以此限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
[0029]如圖1所示，一種光學(xué)元件雙向轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)整機(jī)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(jī)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(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，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(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化成光學(xué)元件I雙向轉(zhuǎn)動(dòng)的關(guān)鍵性傳動(dòng)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(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)與光學(xué)元件I轉(zhuǎn)動(dòng)角度的關(guān)系，轉(zhuǎn)桿5的長(zhǎng)度根據(jù)A的尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì)。
[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(jìn)行雙向直線運(yùn)動(dòng)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(dòng)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(dòng)軸8-3的外徑與推桿支架9中的推桿滑動(dòng)導(dǎo)向孔9-4過(guò)渡配合;壓簧軸肩8-2與滑動(dòng)軸8-3為同心圓柱，壓簧軸肩8-2的外徑大于滑動(dòng)軸8-3且大于壓簧11的外徑;定位孔8-4在滑動(dòng)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(shí)作為推桿8和旋轉(zhuǎn)電機(jī)14的支架，主要包括電機(jī)支撐面9-1，限制電機(jī)軸徑向移動(dòng)的凸輪轉(zhuǎn)桿導(dǎo)向孔9-2，限制推桿8徑向轉(zhuǎn)動(dòng)的定位銷導(dǎo)向槽9-3，引導(dǎo)推桿8軸向移動(dòng)的推桿滑動(dòng)導(dǎo)向孔9-4，固定拉簧銷15的安裝