CN102620246A - 光轴微调装置及其微调方法 - Google Patents

Abstract

本发明有关一种光轴微调装置及其微调方法，属于精密机械类，其主要包括整机高低调节机构、蜗轮蜗杆水平旋转机构和俯仰角度调节机构，其蜗轮蜗杆水平旋转机构设置于整机高低调节机构的上部，其整机高低调节机构主要由底座、圆柱导轨、直线运动滚动支承件、中部支承体和高度调节丝杠所构成；蜗轮蜗杆水平旋转机构主要由蜗轮外壳、蜗轮、蜗轮立轴、蜗杆和旋转手轮构成；俯仰角度调节机构安装在蜗轮蜗杆水平旋转机构的上部，主要由蜗轮载物盘、载物盘底座、载物盘、水平轴、俯仰丝杠和俯仰丝杠手轮构成。本发明整机体积小，重量轻，传动部分均采用M6x0.25超细牙螺纹精密丝杠，调节定位精度高，重复性误差小。

Description

光轴微调装置及其微调方法

技术领域

本发明涉及一种照明角度调节的装置，特别是一种应用于激光照明器光轴微调装置，尤指一种能够高精度调节高低，水平以及俯仰的光轴微调装置及其微调方法。

背景技术

目前，在安防领域中，激光监控系统采用激光主动照明的方式，对远、小、暗目标或其局部进行照明，可以减小背景辐射的影响，提高系统对远距离、小、暗目标的精确跟踪和成像测量能力。 

激光照器以其上述特有的优势在安防领域中得到广泛应用，本发明针对的是市场上的照明器激光当照射1km以上的距离时，光斑无法照射画面中央位置，影响监控效果的问题提出的，本发明可对激光光轴进行高低，水平以及俯仰的调节，从而达到光斑照射画面中心位置的目的。

发明内容

本发明为提供一种光轴微调装置及其微调方法，解决现有市场上的照明器激光当照射1km以上的距离时，光斑无法照射画面中央位置，影响监控效果的问题，提供一种高效，快速，精确的光轴微调装置，实现对激光光轴进行高低，水平以及俯仰的调节，从而达到光斑照射画面中心位置的目的。

本发明是经过如下技术方式实现的：该光轴微调装置主要包括：整机高低调节机构，蜗轮蜗杆水平旋转机构和俯仰角度调节机构。其蜗轮蜗杆水平旋转机构设置于整机高低调节机构的上部，用于安装激光照明器的俯仰角度调节机构安装在蜗轮蜗杆水平旋转机构的上部，其俯仰角度调节机构的支承轴线与蜗轮蜗杆水平旋转机构的蜗轮的轴心线为同一中心轴线。其中：

整机高低调节机构主要由底座、圆柱导轨、直线运动滚动支承件、中部支承体和高度调节丝杠所构成，固定于底座上的圆柱导轨与安装在中部支承体上的直线运动滚动支承件相活动配合，构成由圆柱导轨所支承，并中部支承体及其承载的上部机构能够在圆柱导轨上下移动的支承结构；以及连接于底座与中部支承体间，用于微调整机在圆柱导轨上高度位置的丝杠螺母副传动结构。

从受力稳定性出发，本发明的整机高低调节机构设置为由中部支承体与底座相活动配合、符合力学原理的三组支承结构，其受力合理，以致在高度调节丝杠的调节作用下，实现整体机构精准的高度调节，三组支承结构和高度调节丝杠的支承轴心线与蜗轮蜗杆水平旋转机构的蜗轮轴心线相对称，亦即整机高低调节机构上的中部支承体和底座配合所构成的三组支承结构与高度调节丝杠结构设置在整机上的四个角部。以取得在使用高度调节丝杠微调整机高度时运行平稳的效果。

蜗轮蜗杆水平旋转机构主要由蜗轮外壳、蜗轮、蜗轮立轴、蜗杆和旋转手轮构成，与蜗轮采用键连接的蜗轮立轴底端安装有蜗轮深沟球轴承，中部支承体上设有用于安装蜗轮深沟球轴承的轴承座孔，蜗轮连同蜗轮立轴与整机高低调节机构上的中部支承体相活动连接。

俯仰角度调节机构安装在蜗轮蜗杆水平旋转机构的上部，主要由蜗轮载物盘、载物盘底座、载物盘、水平轴、俯仰丝杠和俯仰丝杠手轮组成，其载物盘底座和载物盘以水平轴为转动轴心线相铰接，成为一定轴转动机构；在载物盘和载物盘底座之间设置一用于俯仰角度调节的俯仰丝杠，俯仰角度调节机构的整体结构由其蜗轮载物盘固定连接在蜗轮蜗杆水平旋转机构上的蜗轮外壳上，并能够在蜗轮蜗杆水平旋转机构的带动下进行水平转动，实现水平方向的微调整。

本发明的整机高低调节机构具体结构是：圆柱导轨固定连接在底座上，圆柱导轨的上部与固定于中部支承体上的滚动支承件轴孔中的直线运动滚动支承件相活动连接，亦即直线运动滚动支承件套置于圆柱导轨上，并能够上下移动；高度调节丝杠的下端安装有丝杠深沟球轴承，其丝杠深沟球轴承固定在底座的轴承座孔中，以使高度调节丝杠与底座相转动连接；高度调节丝杠的上部与固定于中部支承体中的丝杠螺母构成一丝杠螺母副传动结构，在高度调节丝杠的顶部固定安装有高度调节手轮，通过转动高度调节手轮带动高度调节丝杠的转动，使之丝杠螺母连同中部支承体及承载的上部机构上下移动，实现本装置高度的微调目的。

蜗轮蜗杆水平旋转机构的蜗杆，其两端通过蜗杆深沟球轴承活动连接于蜗轮外壳上；蜗杆与蜗轮相啮合，蜗轮由一圆头普通平键与蜗轮立轴相固定连接，蜗轮立轴的底端安装有蜗轮深沟球轴承，并固定于整机高低调节机构的中部支承体的轴承座孔中，旋转手轮固定在蜗杆伸出蜗轮外壳的端部，通过蜗杆带动蜗轮绕蜗轮立轴的轴心线做旋转运动，实现水平旋转360度，且反行程可自锁。

俯仰角度调节机构包括一载物盘底座和载物盘，二者之间通过一水平轴相铰接，藉此载物盘可沿水平轴的轴心线上下转动，载物盘底座的底部设有一蜗轮载物盘，其由内六角圆柱头螺钉穿过蜗轮外壳与蜗轮连接成为一体结构，载物盘底座与载物盘的一侧设置一套设有蝶形弹簧的导杆，其导杆的底端固定在载物盘底座上，上部穿过载物盘，蝶形弹簧抵持于载物盘底座和载物盘之间；载物盘底座与载物盘间设有一用于调整载物盘俯仰角度的俯仰丝杠，其下端安装有丝杠支承深沟球轴承，其与固定于载物盘底座的轴承座孔相固定连接，在载物盘上固定有与俯仰丝杠相啮合的俯仰螺母，构成一组用于俯仰调整的丝杠螺母副传动结构，俯仰丝杠与俯仰螺母采用M6x0.25超细牙螺纹，调整的丝杠的顶部固定一俯仰丝杠手轮，旋转其俯仰丝杠手轮，俯仰丝杠驱动俯仰螺母，使水平载物盘绕着水平轴微动，亦即通过转动俯仰丝杠手轮使载物盘由水平状态带动安装在俯仰角度调节机构上的激光照明器抬起所需要的一定角度，或者由较大仰角状态变为较小的仰角或水平状态，实现所需要的小角度转动，其俯仰角度调节范围正负6度。

一种光轴微调装置的微调方法，包括：

a、在装置装配生产或光轴微调平台现场安装时，设定中部支承体在圆柱导轨上的初始位置调整为可调节范围的中部位置；

b、激光照明器连同本光轴微调装置固定安装在作业点后，根据现场激光照明器所需要的安装高度，转动高度调节丝杠的高度调节手轮，带动整机在圆柱导轨上微动，或者微动向上，或者微动向下，从而达到激光照明器合适的高度位置，其高低调节范围0～15mm；

c、转动蜗轮蜗杆水平旋转机构的旋转手轮，蜗杆带动蜗轮做水平旋转360度范围的转动，实现调整范围所需要的小角度转动，实现激光照明器所需要的方位；

d、转动俯仰角度调节机构的俯仰丝杠手轮，使载物盘由水平状态带动安装在俯仰角度调节机构上的激光照明器抬起所需要的一定角度，或者由较大仰角状态调整为较小的仰角或水平状态，或由水平状态及较小仰角调整为较大的仰角状态，实现所需要的俯仰角度度，其俯仰角度调节范围正负6度。

e、上述调试的a、b、c、d调试步骤，可以交叉或分别组合进行。

本发明的优点在于：本发明整机体积110x110x93mm，体积小，重量轻，传动部分均采用M6x0.25超细牙螺纹精密丝杠，调节定位精度高，重复性误差小。

附图说明

图1是本发明的光轴微调装置主视图。

图2是本发明的光轴微调装置左视图。

图3是本发明的光轴微调装置视图。

图4是本发明的光轴微调装置中蜗轮蜗杆水平旋转部分的俯视图。

图中序号含义：1.整机高低调节机构、11.底座、111.紧定螺钉、112.丝杠紧固螺钉、12.圆柱导轨、13.直线运动滚动支承件、131.支承件顶置螺钉、14.中部支承体、15.滚动支承件轴孔、16.高度调节丝杠、161.丝杠深沟球轴、162.丝杠螺母、17.高度调节手轮；

2.蜗轮蜗杆水平旋转机构、21.蜗轮外壳、22.蜗轮、23.蜗轮深沟球轴承、24.蜗轮立轴、25.蜗杆、251.蜗杆深沟球轴承、252.轴承盖、26.旋转手轮、27.内六角圆柱头螺钉、28.安装螺钉；

3.俯仰角度调节机构、31.蜗轮载物盘、32.载物盘底座、33.载物盘、34.水平轴、35.水平轴锁环、36.导杆、361.蝶形弹簧、37.俯仰丝杠、371.俯仰螺母、372.丝杠支承深沟球轴承、373.轴承座孔、38.俯仰丝杠手轮。

具体实施方式

如附图1至附图4所示，本发明由整机高低调节机构1主要由底座11、圆柱导轨12、直线运动滚动支承件13、中部支承体14和高度调节丝杠16所构成。圆柱导轨12的下部由紧定螺钉111固定连接在底座11上，圆柱导轨12的上部与固定于中部支承体14上的滚动支承件轴孔15中的直线运动滚动支承件13相活动连接，并能够上下移动，支承件顶置螺钉131将直线运动滚动支承件13固定在中部支承体14上；其高度调节丝杠16与底座11相转动连接：高度调节丝杠16的下端安装有丝杠深沟球轴承161，并由丝杠紧固螺钉112将其固定在底座11的轴承座孔中；高度调节丝杠16的上部与固定于中部支承体14中的丝杠螺母162构成一丝杠螺母副传动结构，在高度调节丝杠16的顶部固定安装有高度调节手轮17，通过转动高度调节手轮17带动高度调节丝杠16的转动，使之丝杠螺母162连同中部支承体14及承载的上部机构上下移动，实现本装置高度的微调目的。

本发明的整机高低调节机构1设置为由中部支承体14与底座11相配合、符合力学原理的三组支承结构，其三组支承结构和高度调节丝杠16的支承轴心线与蜗轮蜗杆水平旋转机构2的蜗轮22轴心线相对称，亦即整机高低调节机构上的中部支承体和底座配合所构成的三组支承结构与高度调节丝杠16设置在整机上的四个角部。

蜗轮蜗杆水平旋转机构2主要由蜗轮外壳21、蜗轮22、蜗轮立轴24、蜗杆25、轴承盖252和旋转手轮26构成，整体结构由安装螺钉28固定在整机高低调节机构1的上部；蜗杆25的两端通过蜗杆深沟球轴承251活动连接于蜗轮外壳21上，其一端部设置有轴承盖252；蜗杆25与蜗轮22相啮合，蜗轮22由一圆头普通平键与蜗轮立轴24相固定连接，蜗轮立轴24的底端安装有蜗轮深沟球轴承23，并固定于整机高低调节机构1的中部支承体14的轴承座孔中，旋转手轮26固定在蜗杆25伸出蜗轮外壳21的端部，通过蜗杆25带动蜗轮22绕蜗轮立轴24的轴心线做旋转运动，实现水平旋转360度，且反行程可自锁。

俯仰角度调节机构3安装在蜗轮蜗杆水平旋转机构2的上部，主要由蜗轮载物盘31、载物盘底座32、载物盘33、水平轴34、俯仰丝杠37和俯仰丝杠手轮38组成，其载物盘底座32和载物盘33，二者之间通过一水平轴34相铰接，藉此载物盘33可沿水平轴34的轴心线上下转动，载物盘底座32的底部设有一蜗轮载物盘31，其由四个内六角圆柱头螺钉27穿过蜗轮外壳21与蜗轮22连接成为一体结构，载物盘底座32与载物盘33的一侧设置一套设有蝶形弹簧361的导杆36，其导杆36的底端固定在载物盘底座32上，上部穿过载物盘33，蝶形弹簧361抵持于载物盘底座32和载物盘33之间；载物盘底座32与载物盘33间设有一用于调整载物盘33俯仰角度的俯仰丝杠37，其下端安装有丝杠支承深沟球轴承372，其与固定于载物盘底座32的轴承座孔373相固定连接，在载物盘33上固定有与俯仰丝杠37相啮合的俯仰螺母371，构成一组用于俯仰调整的丝杠螺母副传动结构，俯仰丝杠37与俯仰螺母371采用M6x0.25超细牙螺纹，俯仰丝杠37的顶部固定一俯仰丝杠手轮38，旋转其俯仰丝杠手轮38，俯仰丝杠37驱动俯仰螺母371，使水平载物盘33绕着水平轴34微动，亦即通过转动俯仰丝杠手轮38使载物盘33由水平状态带动安装在俯仰角度调节机构3上的激光照明器抬起所需要的一定角度，或者由较大仰角状态变为较小的仰角或水平状态，实现所需要的小角度转动，在弹性范围内其俯仰角度调节范围正负6度。

一种光轴微调装置的微调方法，包括：

a、在装置装配生产或光轴微调装置现场安装时，设定中部支承体14在圆柱导轨12上的初始位置调整为可调节范围的中部位置；

b、激光照明器连同本光轴微调装置固定安装在作业点后，根据现场激光照明器所需要的安装高度，转动高度调节丝杠16的高度调节手轮17，带动整机在圆柱导轨12上微动，或者微动向上，或者微动向下，从而达到激光照明器合适的高度位置，其高低调节范围0～15mm；

c、转动蜗轮蜗杆水平旋转机构2的旋转手轮26，蜗杆25带动蜗轮22做水平旋转360度范围的转动，实现调整范围所需要 的小角度转动，实现激光照明器所需要的方位；

d、转动俯仰角度调节机构3的俯仰丝杠手轮38，使载物盘33由水平状态带动安装在俯仰角度调节机构3上的激光照明器抬起所需要的一定角度，或者由较大仰角状态调整为较小的仰角或水平状态，或由水平状态及较小仰角调整为较大的仰角状态，实现所需要的俯仰角度度，其俯仰角度调节范围正负6度。

e、上述调试的a、b、c、d调试步骤，可以交叉或分别组合进行。

Claims (6)

1.一种光轴微调装置，其特征在于包括：整机高低调节机构（1），蜗轮蜗杆水平旋转机构（2）和俯仰角度调节机构（3），其蜗轮蜗杆水平旋转机构设（2）置于整机高低调节机构（1）的上部，用于安装激光照明器的俯仰角度调节机构（3）安装在蜗轮蜗杆水平旋转机构（2）的上部，其俯仰角度调节机构（3）的支承轴线与蜗轮蜗杆水平旋转机构（2）的蜗轮（22）为同一中心轴线，其中：

整机高低调节机构（1）主要包括底座（11）、圆柱导轨（12）、直线运动滚动支承件（13）、中部支承体（14）和高度调节丝杠（16），构成中部支承体（14）及其承载的上部机构由圆柱导轨（12）所支承，并能够在其上下移动的支承结构，以及构成连接于底座（11）与中部支承体（14）间的丝杠螺母副传动结构，其固定连接于底座(11)上的圆柱导轨(12)与中部支承体（14）上的直线运动滚动支承件（13）相活动配合； 

蜗轮蜗杆水平旋转机构（2）主要由蜗轮外壳（21）、蜗轮（22）、蜗轮立轴（24）、蜗杆(25)和旋转手轮(26)构成，与蜗轮(22)采用键连接的蜗轮立轴（24）底端安装有蜗轮深沟球轴承（23），中部支承体（14）上设有用于安装蜗轮深沟球轴承（23）的轴承座孔，蜗轮（22）连同蜗轮立轴（24）与整机高低调节机构（1）上的中部支承体(14)相活动连接；

俯仰角度调节机构(3)安装在蜗轮蜗杆水平旋转机构(2)的上部，主要由蜗轮载物盘（31）、载物盘底座（32）、载物盘(33)、水平轴(34)、俯仰丝杠(37)和俯仰丝杠手轮(38)组成，其载物盘底座（32）和载物盘（33）以水平轴（34）为转动轴心线相铰接，成为一定轴转动机构；在载物盘（33）和载物盘底座（32）之间设置一用于俯仰角度调节的俯仰丝杠（37），俯仰角度调节机构（3）的整体结构由其蜗轮载物盘（31）固定连接在蜗轮蜗杆水平旋转机构（2）上的蜗轮外壳（21）上，并能够在蜗轮蜗杆水平旋转机构(2)的带动下进行水平转动，实现水平方向的微调整。

2.根据权利要求1所述的光轴微调装置，其特征在于：

圆柱导轨(12)固定连接在底座(11)上；

圆柱导轨(12)的上部与固定于中部支承体(14)上的滚动支承件轴孔(15)中的直线运动滚动支承件(13)相活动连接；

高度调节丝杠（16）的下端安装有丝杠深沟球轴承（161），其丝杠深沟球轴承（161）固定在底座（11）的轴承座孔中，高度调节丝杠（16）与底座（11）相转动连接；

高度调节丝杠（16）的上部与固定于中部支承体（14）中的丝杠螺母(162)构成一丝杠螺母副传动结构；

高度调节丝杠（16）的上部与固定于中部支承体（14）中的丝杠螺母（162）构成一丝杠螺母副传动结构，在高度调节丝杠（16）的顶部固定安装有高度调节手轮（17），转动高度调节手轮（17）带动高度调节丝杠（16）的转动，使之丝杠螺母（162）连同中部支承体（14）及承载的上部机构上下移动。

3.根据权利要求1所述的光轴微调装置，其特征在于：

蜗轮蜗杆水平旋转机构（2）包括一蜗杆（25），其两端通过蜗杆深沟球轴承（251）连接于蜗轮外壳（21）上；

与蜗杆（25）相啮合的蜗轮（22）由一圆头普通平键与蜗轮立轴（24）相固定连接，蜗轮立轴（24）的底端安装有蜗轮深沟球轴承（23），并固定于整机高低调节机构（1）的中部支承体(14）的轴承座孔中，

旋转手轮（26）固定在蜗杆（25）伸出蜗轮外壳(21)的端部，蜗杆(25)带动蜗轮(22)绕蜗轮立轴(24)的轴心线360度的旋转运动。

4.根据权利要求1所述的光轴微调装置，其特征在于：

俯仰角度调节机构（3）包括一载物盘底座（32）和载物盘（33），二者之间通过一水平轴（34）相铰接，载物盘（33）可沿水平轴（34）的轴心线上下转动；

载物盘底座（32）的底部设有一蜗轮载物盘（31），其由内六角圆柱头螺钉穿过蜗轮外壳（21）与蜗轮（22）连接成为一体结构；

载物盘底座（32）与载物盘（33）的一侧设置一套设有蝶形弹簧（361）的导杆（36），其底端固定在载物盘底座（32）上，上部穿过载物盘（33）；

蝶形弹簧（361）抵持于载物盘底座（32）和载物盘（33）之间；

载物盘底座（32）与载物盘（33）设有一用于调整载物盘（33）俯仰角度的俯仰丝杠（37），其下端安装有丝杠支承深沟球轴承（372），其与固定于载物盘底座(32)的轴承座孔(373)相固定连接，在载物盘（33）上固定有与俯仰丝杠（37）相啮合的俯仰螺母（371），构成一组用于俯仰调整的丝杠螺母副传动结构；

俯仰丝杠（37）的顶部固定一俯仰丝杠手轮（38），旋转其俯仰丝杠手轮（38），俯仰丝杠（37）驱动俯仰螺母（371），使水平载物盘（33）绕着水平轴（34）微动，亦即通过转动俯仰丝杠手轮（38）使载物盘（33）由水平状态带动安装在俯仰角度调节机构（3）上的激光照明器抬起所需要的一定角度：或者由较大仰角状态调整为较小的仰角或水平状态，实现所需要的小角度转动，其俯仰角度调节范围正负6度。

5.根据权利要求1所述的光轴微调装置，其特征在于：高度调节丝杠（16）、蜗杆（25）和俯仰丝杠（37）采用M6x0.25细牙螺纹结构。

6.一种光轴微调装置的微调方法，其特征在于采用下列调整步骤：

a、在装置装配生产或光轴微调装置现场安装时，设定中部支承体（14）在圆柱导轨（12）上的初始位置调整为可调节范围的中部位置；

b、激光照明器连同本光轴微调装置固定安装在作业点后，根据现场激光照明器所需要的安装高度，转动高度调节丝杠（16）的手轮（17），带动整机在圆柱导轨（12）上微动，或者微动向上，或者微动向下，从而达到激光照明器合适的高度位置，其高低调节范围0～15mm；

c、转动蜗轮蜗杆水平旋转机构（2）的旋转手轮（26），蜗杆（25）带动蜗轮（22）做水平旋转360度范围的转动，实现调整范围所需要 的小角度转动，实现激光照明器所需要的方位；

d、转动俯仰角度调节机构（3）的俯仰丝杠手轮（38），使载物盘（33）由水平状态带动安装在俯仰角度调节机构（3）上的激光照明器抬起所需要的一定角度，或者由较大仰角状态调整为较小的仰角或水平状态，或由水平状态及较小仰角调整为较大的仰角状态，实现所需要的俯仰角度度，其俯仰角度调节范围正负6度；

e、上述调试的a、b、c、d调试步骤，可以交叉进行。

Images