CN104360454B - 一种具备自动保护装置的连续变倍镜头 - Google Patents

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Abstract

一种具备自动保护装置的连续变倍镜头，涉及光学镜头。包括连续变倍镜片组及镜筒，连续变倍镜片组配装于镜筒内，镜筒及连续变倍镜片组上制有镜筒转动以带动连续变倍镜片组沿镜筒的轴向上下移动的配合结构，镜筒通过齿轮组装置由伺服电机驱动，通过转动镜筒实现连续变倍镜片组的变倍；还配装霍尔传感器及磁铁，当连续变倍镜片组到达机械上限位和下限位时产生电磁感应信号，以控制服电机的运转状态。解决了现有技术连续变倍镜头的伺服电机靠碰撞限位改变运转状态时产生瞬间高电流的弊端，达到了保护伺服电机的作用，同时，避免了连续变倍镜片组导钉与镜筒槽型导轨产生过载碰撞的问题，致使变倍镜头组件得到保护。

Description

一种具备自动保护装置的连续变倍镜头
技术领域
本发明涉及光学镜头，尤指一种具备自动保护装置的连续变倍镜头。
背景技术
连续变倍镜头主要有手动式和自动式两种。广泛应用于生物学、医学、工业、环保、材料、公安刑侦、监控、微电子及精密加工等领域。具体地说，如显微镜、视频显微系统、自动检测系统及测绘仪器等，镜头是其主要部件。
自动连续变倍镜头一般包括连续变倍镜片组、伺服电机、齿轮组、控制电路。伺服电机作为动力源，通过齿轮组驱动连续变倍镜片组调焦。连续变倍镜片组到达机械上限位和下限位时，伺服电机发出脉冲信号，控制电路接收到伺服电机反馈的脉冲信号后，停止伺服电机运转或使其反向运转。在现有技术中，自动变倍镜头有两点不足：
其一，当连续变倍镜片组到达机械上限位和下限位时，伺服电机在镜片组导钉与镜筒导轨限位发生碰撞后发出脉冲信号，该瞬间伺服电机处于运转状态，因导轨限位产生外力致使伺服电机被迫停止转动，此时伺服电机瞬间电流急增，损害伺服电机内部组件，缩短使用寿命。
其二，镜片组导钉与镜筒导轨限位碰撞后的瞬间，伺服电机仍具有运转趋势，镜片组导钉与镜筒导轨限位处于紧压状态下，加大导钉与导轨的刮损及变形。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是克服现有技术之连续变倍镜片组到达机械上限位和下限位先碰撞、后再产生信号的靠碰撞限位的控制模式所导致的损害伺服电机内部组件、缩短其使用寿命、加大导钉与导轨的刮损及变形的不足，提供一种具备自动保护装置的连续变倍镜头。该镜头在连续变倍镜片组转动到上限位和下限位时，事先发出脉冲信号，由控制电路即时控制伺服电机的运转，能防止连续变倍镜片组达到机械上限位和下限位发生碰撞，避免因镜片组导钉与镜筒导轨限位发生碰撞造成伺服电机瞬间电流增加、加大导钉与导轨的刮损及变形等。
为此，本发明一种具备自动保护装置的连续变倍镜头采用下述技术方案：
一种具备自动保护装置的连续变倍镜头，包括连续变倍镜片组及镜筒，连续变倍镜片组配装于镜筒内，镜筒及连续变倍镜片组上制有镜筒转动以带动连续变倍镜片组沿镜筒的轴向上下移动的配合结构，镜筒通过齿轮组装置由伺服电机驱动，通过转动镜筒实现连续变倍镜片组的变倍；还配装霍尔传感器及磁铁，磁铁的位置对应连续变倍镜片组沿镜筒的轴向上下到达的机械上限位和机械下限位，霍尔传感器配装在镜筒的一侧，并能与磁铁形成电磁感应配合，从而当连续变倍镜片组到达机械上限位和下限位时产生电磁感应信号，以控制服电机的运转状态。
作为技术方案的优选，所述配合结构包括镜筒的筒壁上开制的槽型导轨、及在连续变倍镜片组上制有导钉，导钉配装于槽型导轨，镜筒转动，迫使导钉沿槽型导轨移动，从而带动连续变倍镜片组沿镜筒的轴向上下移动。
作为技术方案的优选，所述齿轮组装置包括带从动齿轮的从动外筒体，以及与所述伺服电机配装的主动齿轮，从动齿轮与主动齿轮啮合；从动齿轮固装于从动外筒体的外壁，从动外筒体固装于镜筒的外壁，且从动齿轮、从动外筒体及镜筒三者同心轴，从而实现主动齿轮与从动齿轮、从动外筒体与镜头相继转动。
作为技术方案的优选，霍尔传感器靠近从动外筒体的外壁安装。
作为技术方案的优选，霍尔传感器安装于撑座上，撑座的下端呈半环状，撑座的下端与半环状的紧固半环配装，撑座的下端与所述紧固半环通过螺钉或卡扣箍设于从动外筒体的外壁。
作为技术方案的优选，所述磁铁分别安装于上位环和下位环，上位环上的所述磁铁作为连续变倍镜片组到达机械上限位的记录点，下位环上的所述磁铁作为连续变倍镜片组到达机械下限位的记录点；上位环和下位环分别同心轴地固装于从动外筒体的外壁，上位环和下位环上下具有适当间距；上位环和下位环的上下位置与霍尔传感器匹配，致使磁铁能与霍尔传感器形成电磁感应配合，霍尔传感器能感应到磁铁的到来。
作为技术方案的优选，本发明还安装制有控制电路的控制电路板。
作为技术方案的优选，霍尔传感器及伺服电机分别与控制电路导电连接。
作为技术方案的优选，本发明还安装装配基准面板，伺服电机、霍尔传感器及控制电路板分别安装于装配基准面板。
作为技术方案的优选，伺服电机为直流伺服电机。
本发明的工作机理为：在控制电路的控制下，伺服电机驱动主动齿轮，带动从动外筒体及镜筒同步转动，连续变倍镜片组沿轴向上下移动进行调焦。上位环和下位环随从动外筒体转动，上位环和下位环的磁铁作为连续变倍镜片组的机械上限位及机械下限位的纪录点。当连续变倍镜片组转动到机械上限位或机械下限位时，相应地，磁铁也转动到霍尔传感器的感应位置。霍尔传感器感应到磁铁，向控制电路输出脉冲，控制电路接收到脉冲，向伺服电机输送改变伺服电机的运转状态的信号，伺服电机立即改变运转状态，避免连续变倍镜片组导钉与镜筒槽型导轨的过载碰撞。
本发明的有益效果是：
其一，采用霍尔感应器感应连续变倍镜片组的机械上限位及机械下限位，通过控制电路改变伺服电机的运转状态，解决了现有技术连续变倍镜头的伺服电机靠碰撞限位改变运转状态时产生瞬间高电流的弊端，达到了保护伺服电机的作用，伺服电机工作更稳定，使用寿命延长。
其二，采用霍尔感应器感应连续变倍镜片组的机械上限位及机械下限位，通过控制电路改变伺服电机的运转状态，避免了连续变倍镜片组导钉与镜筒槽型导轨产生过载碰撞的问题，致使变倍镜头组件得到保护，不但提高了镜头工作的稳定性，也能延长使用寿命。
附图说明
图1为本发明分解示意图；
图2为本发明立体示意图。
图中：1、伺服电机；2、主动齿轮；31、从动齿轮；32、从动外筒体；4、镜筒；5、紧固半环；6、撑座； 7、霍尔传感器；8、磁铁；9、磁铁；10、控制电路板；11、装配基准面板；12、上位环；13、下位环；14、槽型导轨；15、导钉。
具体实施方式
下面结合附图介绍本发明的具体实施方式。
如图1至2所示，一种具备自动保护装置的连续变倍镜头，包括连续变倍镜片组及镜筒4，连续变倍镜片组（附图中未示出）配装于镜筒4内，镜筒4及连续变倍镜片组上制有镜筒4转动以带动连续变倍镜片组沿镜筒4的轴向上下移动的配合结构，镜筒4通过齿轮组装置由伺服电机1驱动，通过转动镜筒4实现连续变倍镜片组的变倍；还配装霍尔传感器7、以及磁铁8和9，磁铁8和9的位置对应连续变倍镜片组沿镜筒4轴向上下到达的机械上限位和机械下限位，霍尔传感器7配装在镜筒4的一侧，并能与磁铁8形成电磁感应配合，从而当连续变倍镜片组到达机械上限位和下限位时产生电磁感应信号，以控制伺服电机1的运转状态。
所述配合结构包括镜筒4的筒壁上开制的槽型导轨14、及在连续变倍镜片组上制有导钉15，导钉15配装于槽型导轨14，镜筒4转动，迫使导钉15沿槽型导轨14移动，从而带动连续变倍镜片组沿镜筒4的轴向上下移动。
所述齿轮组装置包括带从动齿轮31的从动外筒体32，以及与所述伺服电机1配装的主动齿轮2，从动齿轮31与主动齿轮2啮合；从动齿轮31固装于从动外筒体32的外壁，从动外筒体32固装于镜筒4的外壁，且从动齿轮31、从动外筒体32及镜筒4三者同心轴，从而实现主动齿轮2与从动齿轮31、从动外筒体32与镜头4相继转动。
霍尔传感器7靠近从动外筒体32的外壁安装。
霍尔传感器7安装于撑座6上，撑座6的下端呈半环状，撑座6的下端与半环状的紧固半环5配装，撑座6的下端与所述紧固半环5通过螺钉或卡扣箍设于从动外筒体32的外壁。
所述磁铁8和9分别安装于上位环12和下位环13，上位环12上的所述磁铁8作为连续变倍镜片组到达机械上限位的记录点，下位环13上的所述磁铁9作为连续变倍镜片组到达机械下限位的记录点；上位环12和下位环13分别同心轴地固装于从动外筒体32的外壁，上位环12和下位环13上下具有适当间距；上位环12和下位环13的上下位置与霍尔传感器7匹配，致使磁铁8和9能与霍尔传感器形成电磁感应配合，霍尔传感器7能感应到磁铁8和9的到来。霍尔传感器中，一个感应磁铁8，另一个感应磁铁9。
本发明还安装制有控制电路的控制电路板10。
霍尔传感器7及伺服电机1分别与控制电路导电连接。
本发明还安装装配基准面板11，伺服电机1、霍尔传感器7及控制电路板10分别安装于装配基准面板11。
伺服电机1为直流伺服电机。
以上内容仅为本发明的实施例，对于本领域的技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会受到启发而有所改变。故本实施例不应理解为对本发明权利要求的限制。

Claims (9)

1.一种具备自动保护装置的连续变倍镜头，包括连续变倍镜片组及镜筒，连续变倍镜片组配装于镜筒内，镜筒及连续变倍镜片组上制有镜筒转动以带动连续变倍镜片组沿镜筒的轴向上下移动的配合结构，镜筒通过齿轮组装置由伺服电机驱动，通过转动镜筒实现连续变倍镜片组的变倍；其特征在于：还配装霍尔传感器及磁铁，磁铁的位置对应连续变倍镜片组沿镜筒的轴向上下到达的机械上限位和机械下限位，霍尔传感器配装在镜筒的一侧，并能与磁铁形成电磁感应配合，从而当连续变倍镜片组到达机械上限位和下限位时产生电磁感应信号，以控制服电机的运转状态；
所述齿轮组装置包括一从动外筒体，从动外筒体的外壁同轴固装有上位环和下位环；所述磁铁分别安装于上位环和下位环，上位环上的所述磁铁作为连续变倍镜片组到达机械上限位的记录点，下位环上的所述磁铁作为连续变倍镜片组到达机械下限位的记录点；上位环和下位环的上下位置与霍尔传感器匹配，致使磁铁能与霍尔传感器形成电磁感应配合，霍尔传感器能感应到磁铁的到来。
2.根据权利要求1所述的一种具备自动保护装置的连续变倍镜头，其特征在于：所述配合结构包括镜筒的筒壁上开制的槽型导轨、及在连续变倍镜片组上制有导钉，导钉配装于槽型导轨。
3.根据权利要求1所述的一种具备自动保护装置的连续变倍镜头，其特征在于：所述齿轮组装置还包括与所述伺服电机配装的主动齿轮，所述从动外筒体设置有从动齿轮，从动齿轮与主动齿轮啮合；从动齿轮固装于从动外筒体的外壁，从动外筒体固装于镜筒的外壁，且从动齿轮、从动外筒体及镜筒三者同心轴。
4.根据权利要求3所述的一种具备自动保护装置的连续变倍镜头，其特征在于：霍尔传感器靠近从动外筒体的外壁安装。
5.根据权利要求4所述的一种具备自动保护装置的连续变倍镜头，其特征在于：霍尔传感器安装于撑座上，撑座的下端呈半环状，撑座的下端与半环状的紧固半环配装，撑座的下端与所述紧固半环通过螺钉或卡扣箍设于从动外筒体的外壁。
6.根据权利要求1所述的一种具备自动保护装置的连续变倍镜头，其特征在于：还安装制有控制电路的控制电路板。
7.根据权利要求1所述的一种具备自动保护装置的连续变倍镜头，其特征在于：霍尔传感器及伺服电机分别与控制电路导电连接。
8.根据权利要求1所述的一种具备自动保护装置的连续变倍镜头，其特征在于：还安装装配基准面板，伺服电机、霍尔传感器及控制电路板分别安装于装配基准面板。
9.根据权利要求1所述的一种具备自动保护装置的连续变倍镜头，其特征在于：伺服电机为直流伺服电机。
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