CN103309121A

CN103309121A - 切换棘爪式匀速往复机构

Info

Publication number: CN103309121A
Application number: CN2013102539587A
Authority: CN
Inventors: 李大伟; 周九飞; 苏东风
Original assignee: Changchun Institute of Optics Fine Mechanics and Physics of CAS
Current assignee: Changchun Institute of Optics Fine Mechanics and Physics of CAS
Priority date: 2013-06-24
Filing date: 2013-06-24
Publication date: 2013-09-18

Abstract

本发明涉及一种切换棘爪式匀速往复机构，包括：固定在基板上的直线导轨，两个导向轮，上、下线轮和电机；狭缝组件设置在直线导轨上；两个导向轮与上、下线轮通过钢索相连；钢索与上、下摆杆同轴缠绕；上、下棘爪分别通过翻转轴安装在所述上、下摆杆上；在所述上、下线轮的边缘位置设有可以将上、下棘爪挡入到棘沟内的上、下触发挡块。本发明的切换棘爪式匀速往复机构可以应用于航空相机快门，在幕帘式快门狭缝和TDICCD的工作方式中，有匀速工作，急回致初始位置的要求，快门狭缝的行走匀速性越好，成像质量越高。本发明解决了在有周期短、高稳速传动领域要求时，电机对变参量负载的伺服控制精度问题。

Description

切换棘爪式匀速往复机构

技术领域

本发明涉及一种机械结构技术领域，特别涉及一种切换棘爪式匀速往复机构。

背景技术

在航空相机快门中，由于速高比和曝光时间的限制，幕帘式快门要求在短的周期内，有匀速、直线、往复特性的运动。为实现上述功能，现有的机构，通常为凸轮机构、曲柄滑块机构等装置。由于机构变负载力的存在，现有机构难以达到高的稳定状态。这些近似匀速机构对伺服驱动依赖程度较高，这就使快门有效负载相对减小。

发明内容

本发明要解决现有技术中的旋转电机控制系统响应滞后的技术问题，提供一种能把电机的单向回转运动，转化为可直线往复的匀速运动机构的，结构紧凑的，切换棘爪式匀速往复机构。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案具体如下：

一种切换棘爪式匀速往复机构，包括：

固定在基板上的直线导轨，两个导向轮，上、下线轮和电机；直线导轨上设置有狭缝组件；

两个导向轮与上、下线轮通过钢索相连；钢索与上、下摆杆同轴缠绕；上、下棘爪分别通过翻转轴安装在所述上、下摆杆上；所述上、下线轮在边缘的棘沟位置处，设有可以将上、下棘爪挡入到棘沟内的上、下触发挡块；

上摆杆可以通过旋转拉动钢索，带动负载匀速前行；当正向针旋转至360°时，上棘爪碰撞上触发挡块后，使上棘爪与上线轮脱开；这时切换到回程运动，下棘爪进入棘沟，推动下线轮逆时针旋转，带动负载急速回程；当负向旋转至360°时，下棘爪碰撞下触发挡块，使下棘爪与下线轮脱开，上棘爪再次进入棘沟，使负载可以匀速前行。

在上述技术方案中，在狭缝组件的两端位置分别设有缓冲蓄力器。

在上述技术方案中，设有弹压棘齿的复位盘簧，该复位盘簧可使上、下棘爪始终与上、下线轮相接触。

在上述技术方案中，所述上、下线轮的弧长与行程相等。

本发明具有以下的有益效果：

本发明的切换棘爪式匀速往复机构，为使一个往复运动达到匀速直线运动状态，把旋转电机的驱动，用机构转换成匀速直线工作，到位后，再做回程运动，是一种产生连续均匀运动的差动式常数机构。本发明的切换棘爪式匀速往复机构与之前的同功能机构相比，具有稳速精度高，且空间小、机构负载恒定的优点，可广泛应用于有快速响应要求的领域。

本发明的切换棘爪式匀速往复机构可以应用于航空相机快门，在幕帘式快门狭缝和TDICCD的工作方式中，有匀速工作，急回致初始位置的要求，快门狭缝的行走匀速性越好，成像质量越高。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

图1和2是本发明的切换棘爪式匀速往复机构的切换时序示意图。

图3是本发明的切换棘爪式匀速往复机构的结构示意图。

图4是图3中所示的切换棘爪式匀速往复机构的俯视结构示意图。

图中的附图标记表示为：

1-直线导轨、2-基板、3-缓冲蓄力器、4-上棘爪、5-狭缝组件、6-复位盘簧、7-导向轮、8-翻转轴、9-钢索、10-上线轮、11-上摆杆、12-上触发挡块、13-下线轮、14-下摆杆、15-电机、16-下棘爪、17-下触发挡块。

具体实施方式

本发明的发明思想为：本发明的切换棘爪式匀速往复机构，为使一个往复运动达到匀速直线运动状态，把旋转电机的驱动，用机构转换成匀速直线工作，到位后，再做回程运动，是一种产生连续均匀运动的差动式常数机构。

下面结合附图对本发明做以详细说明。

本发明的切换棘爪式匀速往复机构主要由直线导轨1、基板2、缓冲蓄力器3、上棘爪4、狭缝组件5、复位盘簧6、导向轮7、翻转轴8、钢索9、上线轮10、上摆杆11、上触发挡块12、下线轮13、下摆杆14、电机15、下棘爪16、下触发挡块17组成。

部件之间连接关系是：电机15、导轨组、导向轮7、反转机构、缓冲蓄力器3均固定在基板2上，其中，狭缝组件5坐落在导轨组上；线轮与电机15的轴同轴，可相对转动；钢索9一端固定在滑轮上，另一端固定在狭缝组件5上；上、下摆杆11、14旋转点固定于电机15的轴；上、下棘爪4、16分别通过翻转轴8安装在上、下摆杆11、14上；复位盘簧6弹压上、下棘爪4、16的棘齿，该复位盘簧6可使上、下棘爪4、16始终与上、下线轮10、13相接触，见图3和图4。

工作方式为：上摆杆11转动，钢索9随轴顺时针运行，带动负载匀速向前移动，当正向（顺时针）旋转至360°时上棘爪4碰撞触发上触发挡块12后，使上棘爪4与上线轮10脱开，切换到回程运动，见图1。同时，下棘爪16进入棘沟，推动下线轮13负向（逆时针）旋转，带动负载急速回程，旋转至360°时，下棘爪碰撞下触发块17后，使下棘爪16与下线轮13脱开，上棘爪4再次进入棘沟，负载匀速前行，切换为匀速前行状态，见图2。至此，完成一个周期，周而复始循环。行程应与线轮圆弧长相等，以此确定线轮半径，因往复行程等长，所以，线轮圆弧长度与单程距离等长。

由于机构的急回特性，狭缝组件5在极限位置时的急停加速度会无限大，同时要求反向加速度最大化，所以在两端位置分别加缓冲蓄力器3，缓冲蓄力器3有两个功能；第一，减缓急停带来的冲击，第二，助力回程快速启动。缓冲蓄力器3由触块、碟形弹簧和弹簧座部件组成。

本发明的切换棘爪式匀速往复机构应用在相机快门上时，作为匀速直线往复机构。在动基座摄影系统中，传感器移动运行均匀，才能获取均衡的图像，若传感器运行不稳，将使目标图像拉伸或重叠。机构安装在像面的相应位置，使狭缝与飞行方向垂直。上下线轮同轴，使电机的旋转运动转换为狭缝的直线移动，并匀速释放，具体结构：在初始位置，上棘爪顶紧，钢索牵动负载匀速直行，旋转一周后，上棘爪碰撞上触发挡块，下棘爪与线轮脱开，上棘爪再次进入棘沟，完成一个周期。对于有单程匀速要求的装置，本发明的切换棘爪式匀速往复机构均适用。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims

1.一种切换棘爪式匀速往复机构，其特征在于，包括：

固定在基板（2）上的直线导轨（1），两个导向轮（7），上、下线轮（10、13）和电机（15）；直线导轨（1）上设置有狭缝组件（5）；

两个导向轮（7）与上、下线轮（10、13）通过钢索（9）相连；钢索（9）与上、下摆杆（11、14）同轴缠绕；上、下棘爪（4、16）分别通过翻转轴（8）安装在所述上、下摆杆（11、14）上；所述上、下线轮（10、13）在边缘的棘沟位置处，设有可以将上、下棘爪（4、16）挡入到棘沟内的上、下触发挡块（12、17）；

上摆杆（11）可以通过旋转拉动钢索（9），带动负载匀速前行；当正向针旋转至360°时，上棘爪（4）碰撞上触发挡块（12）后，使上棘爪（4）与上线轮（10）脱开；这时切换到回程运动，下棘爪（16）进入棘沟，推动下线轮（13）逆时针旋转，带动负载急速回程；当负向旋转至360°时，下棘爪（16）碰撞下触发挡块（17），使下棘爪（16）与下线轮（13）脱开，上棘爪（4）再次进入棘沟，使负载可以匀速前行。

2.根据权利要求1所述的切换棘爪式匀速往复机构，其特征在于，在狭缝组件（5）的两端位置分别设有缓冲蓄力器（3）。

3.根据权利要求1所述的切换棘爪式匀速往复机构，其特征在于，设有弹压棘齿的复位盘簧（6），该复位盘簧（6）可使上、下棘爪（4、16）始终与上、下线轮（10、13）相接触。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的切换棘爪式匀速往复机构，其特征在于，所述上、下线轮（10、13）的弧长与行程相等。