CN104948687B - 一种适用于光机检测系统的带传动机构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种适用于光机检测系统的带传动机构，包括滑轮一和滑轮二，带一和带二分别沿滑轮一和滑轮二的两条外公切线或内公切线与滑轮连接进行传动，带一的两端部分别与滑轮一和滑轮二外周面固定连接，带二的两端部也分别与滑轮一和滑轮二外周面固定连接，所述带一和带二长度均大于滑轮一和二外公切线或内公切线的长度，且小于滑轮一和滑轮二之间外公切线或内公切线的长度与滑轮一和滑轮二的周长之和。此外还具有调整两滑轮之间距离的偏心盘实现间距的微调，还包括设置在滑轮上的张力微调装置。此种带传动机构具有零传动游隙，无磨损，不会产生污染颗粒，以及无限长的工作寿命等优点，可适用于要求无尘环境运行且要求高传动精度的设备，如需要在无尘环境运行的高精度光机检测系统。
Description
技术领域
本发明涉及一种带传动机构，尤其是一种适用于光机检测系统的带传动机构。
背景技术
在光机检测系统的设计过程中，常常需要为光学器件提供精密的转动；常用的光学器件包括光学偏振片，光学镜片组安装轮，光学滤波组件，及光学补偿器等。为了获得理想的光学检测分辨率，设计出具有低或零传动游隙，高传动精度及无限长工作寿命的旋转机构是非常重要的。对于在激光束下工作的光学器件，如果传动机构在转动过程中产生污染颗粒，这些颗粒将会停留在运动副之间，如齿轮副或凸轮副等；它将在转动器件上产生尺寸误差，它将影响机构的传动精度。如果此传动机构需要在驱动部件上涂抹润滑剂，润滑剂将会在光学器件表面产生污染，这将大大降低光学器件的工作性能。因此，迫切需要一种具有既无颗粒污染，也无润滑剂污染的光学器件驱动机构。到目前为止，典型的光学器件转动机构还是使用齿轮副，链轮副，电缆驱动及凸轮驱动等。这些驱动方式在光机检测系统的应用中都存在各自缺点和不足。
在传统的转动驱动机构中，齿轮驱动被广泛应用。基于其驱动原理的机械特性，齿轮会产生齿间的啮合误差。齿轮副之间的游隙是不可避免的，即便是使用消隙齿轮。因此齿轮之间的齿间隙大大影响其传动精度。此外，由于齿轮副的啮合表面摩擦力的存在，它将会在工作环境周围产生细微颗粒，他们有的会停留在齿轮表面成为影响啮合尺寸精度的又一误差源。为了减少齿面摩擦使用的润滑油或其他润滑剂又会成为影响光学器件表面清洁度的又一污染源。齿轮表面的摩擦同时会对齿面造成磨损，进而影响使用寿命。考虑上述的缺点和问题，可以说齿轮副传动不是理想的用于光机检测系统驱动方法。蜗轮副传动是齿轮副传动的一个特例，它与上面提到的齿轮副传动具有类似的缺点和问题，因此也不适用。
齿形带和带轮机构，链和链轮机构也是用于旋转驱动的常规方法。齿形带和带轮虽然具有相对小的游隙，但是此种传动同样有摩擦容易产生污染颗粒。这些颗粒也容易落到光学器件表面上，这将会使光学器件工作性能越来越差。大多数的齿形带材料也不适合于此类光学器件的工作环境，因为这种工作环境常常暴露在激光束中，甚至紫外光及深紫外光下。至于链和链轮传动，由于链条和链轮的尺寸并非严格控制，而且链条张力也会随着运转时间的增加而变化，这些特性使得它的传动游隙很大，而且其传动过程也会产生颗粒污染。这些特性使得链条和链轮机构也无法适应与光机检测系统，因为这种系统要求高转动精度，无颗粒污染，并且工作寿命要足够长。
凸轮驱动是一种特殊的利用摩擦力来驱动的机构，它能够将直线运动转化为旋转运动，它需要依靠凸轮和凸轮附属轮间的摩擦力来实现驱动，因此这种驱动过程也很容易产生微颗粒。通常需要给凸轮提供润滑，这将成为影响光学器件性能的污染源。
电缆旋转驱动被应用于不同的领域。如果选用高强度的电缆材料，此种驱动具有低的或零颗粒污染，相对低的或零驱动游隙。但由于这种特殊材料的电缆价格昂贵，因此限制了其的应用。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于克服现有各种传动副机构的缺点和不足，提供一种零传动游隙，无颗粒污染以及无限长工作寿命的一种适用于光机检测系统的带传动机构。
为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：
一种适用于光机检测系统的带传动机构，其特征在于，包括滑轮一和滑轮二，带一和带二分别沿滑轮一和滑轮二的两条外公切线与滑轮连接进行传动，带一的两端部分别与滑轮一和滑轮二外周面固定连接，带二的两端部也分别与滑轮一和滑轮二外周面固定连接，所述带一和带二长度均大于滑轮一和滑轮二之间外公切线的长度，且小于滑轮一和滑轮二之间外公切线的长度与滑轮一和滑轮二的周长之和；或带一和带二分别沿滑轮一和滑轮二的两条内公切线与滑轮连接进行传动，带一的两端部分别与滑轮一和滑轮二外周面固定连接，带二的两端部也分别与滑轮一和滑轮二外周面固定连接，所述带一和带二长度均大于滑轮一和滑轮二之间内公切线的长度，且小于滑轮一和滑轮二之间内公切线的长度与滑轮一和滑轮二的周长之和。
所述带一和带二的端部分别通过连接装置与滑轮一和滑轮二连接，并且确保带与其接触的滑轮的外周面贴合；优选所述的连接装置为所述滑轮一或滑轮二外周面设置有安装槽，所述带一或带二端部分别设置在所述安装槽内固定连接。
所述的连接装置还包括一设置在所述安装槽内的固定装置，所述带一和带二的端部与所述固定装置相连接或与所述安装槽内壁相连接或设置在在所述固定装置与安装槽的夹缝中并通过固定装置与安装槽之间的挤压过盈配合，所述固定装置高度小于等于所述安装槽深度设置。
所述固定装置为与带一和带二两端部相连接，优选为粘接或卡接或一体设置的固定端块。
所述固定端块与所述安装槽内壁相配合，且所述固定端块上表面与滑轮一和滑轮二外周面弧度相配合，所述固定端块与所述安装槽之间通过一螺钉固定连接，所述螺钉低于所述安装槽深度。
当所述带一和带二在滑轮一和滑轮二外公切面上的投影重合时，所述带一和带二沿滑轮一和滑轮二的外公切线绕设，所述带一和带二与滑轮的连接点均位于滑轮一和滑轮二与滑轮一和滑轮二之间两条外公切线切点分割成的四段圆弧中靠外侧的两段圆弧面上；还可以是一套设在滑轮一和滑轮二上的环形带，所述带与滑轮一和滑轮二分别设置有固定连接点，所述带一和带二为所述带位于这两个固定连接点之间的部分。
当所述带一和带二在滑轮一和滑轮二外公切面上的投影平行，且所述带一和带二沿滑轮一和滑轮二的外公切线设置时，所述带一和带二的两端部的固定位置须保证至少滑轮在一定旋转范围内带一和带二均不与自身发生重叠。
所述带一的一端与滑轮二上侧外公切线切点固定连接，另一端以该切点为起点沿上侧外公切线延伸至滑轮一并盘绕设置；所述带二的一端与滑轮一下侧外公切线切点固定连接，另一端以该切点为起点沿下侧外公切线延伸至滑轮二并盘绕设置。
当所述带一和带二在滑轮一和滑轮二外公切面上的投影平行，且所述带一和带二沿滑轮一和滑轮二的内公切线设置时，带一和带二的两端部的固定位置须保证至少滑轮在一定旋转范围内带一和带二均不与自身发生重叠。
所述带一的一端与滑轮二上侧内公切线切点固定连接，另一端以该切点为起点沿滑轮二上侧内公切线延伸至滑轮一并盘绕设置；所述带二的一端与滑轮一上侧内公切线切点固定连接，另一端以该切点为起点沿滑轮一上侧内公切线延伸至滑轮二并盘绕设置。
还包括一与所述滑轮一或滑轮二连接的驱动轴，所述驱动轴设置在一轴架内，在驱动轴与轴架之间设置有一可调节驱动轴相对位置的张力调整装置。
所述张力调整装置为一偏心盘，所述驱动轴设置于偏心盘内孔中，所述偏心盘与轴架之间通过一轴承连接。
所述滑轮一和/或滑轮二上位于带一和带二覆盖的圆周面上还设置有至少一个张力微调装置，且其安装位置需保证所述张力微调装置在两滑轮的转动范围内至少与带一和带二之一接触。
所述张力微调装置为一弹性推力机构，其包括设置在滑轮表面的开槽和开槽内的推顶块，设置在推顶块与槽底之间的弹性装置和与开槽内壁连接的限位装置。
所述推顶块上设置有台阶孔，所述弹性装置为一弹簧，所述限位装置为与槽底径向连接并穿过所述台阶孔的带肩螺钉。
所述滑轮一和滑轮二外周表面上还设置有周向延伸的限位凸棱，所述限位凸棱邻近带一和带二设置，凸棱的间距与带一和带二的宽度相适应，防止带一和带二从滑轮脱落。
所述偏心盘上设置有周向均布设置的分度定位孔，所述偏心盘下方的轴架上与所述分度定位孔对应的位置上设置有定位孔。
所述的偏心盘上还固定连接有一马达，所述马达输出轴与所述驱动轴同轴连接。
所述带一和带二采用埃尔吉洛伊非磁性合金，其成分至少包含Co,Cr,Ni，Mo和Mn。
采用上述技术方案的本发明一种适用于光机检测系统的带传动机构，可以提供0°-360°范围内的任何角度旋转。由于其特殊的驱动方式(即通过带与滑轮的拉力)，使得此机构的带与滑轮间不存在任何相对运动，在带和带轮间不存在任何摩擦力，因此，在它的驱动过程中不会产生任何的污染颗粒，因而所使用的光学器件在整个应用过程中不会有任何污染来自驱动过程。因为在带和带轮都不会产生磨损，因此可以具有无限的使用寿命。本发明提供的带传动机构对于光学机械检测系统是非常理想的，尤其是只需要小于一整圈的转动驱动。
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。
附图说明
图1是本发明第一实施例第一实施方式的俯视图
图2是本发明第一实施例第一实施方式的主视图
图3是本发明第一实施例第二实施方式的示意图
图4是本发明第一实施例第三实施方式的示意图
图5是本发明第二实施例第一实施方式的俯视图
图6是本发明第二实施例第一实施方式的AA方向和BB方向视图
图7是本发明第二实施例第二实施方式的AA方向和BB方向视图
图8是本发明第二实施例第三实施方式的AA方向和BB方向视图
图9是本发明第三实施例第一实施方式的俯视图
图10是本发明第三实施例第一实施方式的AA方向和BB方向视图
图11是本发明第三实施例第二实施方式的AA方向和BB方向视图
图12是本发明第三实施例第三实施方式的AA方向和BB方向视图
图13是本发明优选实施例的装配视图
图14是本发明优选实施例的主视图
图15是本发明优选实施例中所述带的示意图
图16是本发明优选实施例中带与滑轮的安装示意图
图17是本发明优选实施例中带与滑轮的另一种安装方式示意图
图18是本发明优选实施例中带与滑轮的另一种安装方式示意图
图19是本发明优选实施例中偏心盘的主视图
图20是本发明优选实施例中张力微调机构的爆炸图
图21是本发明优选实施例的剖视图
图22是无法实现本发明目的的一种情况示意图
滑轮一a，滑轮二b，带一1，带二2，固定端块21，安装槽22，螺钉23，偏心盘3，马达4，驱动轴5，轴架6，轴承7，张力微调装置8，开槽80，弹簧81，推顶块82，带肩螺钉83，限位凸棱9。
具体实施方式
本发明本发明公开了一种适用于光机检测系统的带传动机构，其特征在于，包括设置在同一平面内的两滑轮一a和滑轮二b，所述滑轮一a直径小于等于滑轮二b，还包括沿滑轮一a和滑轮二b的两条外公切线(或两条内公切线)分别绕设在滑轮一a和b上的带一1和带二2，所述带一和带二各自的两端部均分别与滑轮一a和滑轮二b固定连接，即带一1的两端部分别与滑轮一a和滑轮二b外周面固定连接，带二2的两端部也分别与滑轮一a和滑轮二b外周面固定连接。所述带一1和带二2长度均大于滑轮一a和滑轮二b的外公切线(或内公切线)的长度。所述带一1和带二2各自的两端部均分别与滑轮一a和滑轮二b互不干涉的固定连接在滑轮一a 和滑轮二b的外周面上，即带一1和带二2在滑轮一a或滑轮二b上相互不发生重叠。此种盘绕方式使带的两端与滑轮之间固定连接，依靠拉力来驱动滑轮旋转，与传统的皮带传动相比，带与滑轮无相对滑动，因此可以做到无回转游隙。同时不产生摩擦，因此可以杜绝污染颗粒的产生。为了确保传动精度，还要确保带在滑轮上与自身不发生重叠，即带在滑轮上盘绕不能超过一周。否则由于带自身的厚度就会造成滑轮直径的变化，进而造成传动误差。
在具体的布置时，带与滑轮有两种盘绕方式，一种是带一1和带二2处于同一平面内的设置，即当所述带一和带二在滑轮一a和滑轮二b外公切面上的投影重合时；另一种是带一1和带二2处于不同平面内的设置，即当所述带一和带二在滑轮一a和滑轮二b外切面上的投影平行时。两种盘绕方式均需要确保带与自身不发生重叠，因此需要对两种实施例分别限定。
此外，由于滑轮一a和滑轮二b的直径之间存在大于、等于或小于的关系，为了方便后续的描述，对本说明书下文中所有内容，均限定滑轮一a直径小于等于滑轮二b。
第一实施例：
如图1和图2所示，为本发明带一和带二处于同一平面内的示意图，即当所述带一和带二在滑轮一a和滑轮二b外公切面上的投影重合时，由图中可见，所述带一和带二须限定所述带一1和带二2在滑轮一a和滑轮二b上的连接点均位于滑轮一a和b与其两条外公切线构成的靠外侧的两圆弧面上，即安装槽的位置设置在滑轮一和滑轮二与滑轮一和二之间两条外公切线构成的靠外侧的两圆弧面上。这样设置的目的是因为如果连接点位于靠内侧的圆弧面上，两条带之间必然会发生重叠和干涉，因此只能设置在外侧圆弧面上。此时滑轮的旋转范围取决于带一1和带二2中较短的一根带。
进一步的，如图3所示，为带一1和带二2处于同一平面内，带一和带二长度相等，且带一和带二两端部连接点接触的情况。这种情况下滑轮一a和滑轮二b的转动范围最大。
进一步的，图4是图3所示实施方式在滑轮一a和滑轮二b直径相等时的实施方式。在滑轮一a和b直径相等(即传动比1:1)，带一1和带二2长度相等且带一 1和带二2两端部连接点接触时达到最大旋转角度180°。
进一步的，图3和图4的情况还可以是一套设在滑轮一和滑轮二上的环形带，所述带与滑轮一和滑轮二分别设置有固定连接点，所述带一1和带二2为所述带位于这两个固定连接点之间的部分。
因此，在第一实施例带一和带二处于同一平面内的情况下，滑轮可达到的最大转动范围为180°。可见其小于360°因此这种设置中带一和带二不会与自身发生重叠且不会发生干涉。
第二实施例：
如图5和图6是本发明当所述带一和带二在滑轮一a和滑轮二b外公切面上的投影平行时(即带一1和带二2处于不同平面内设置)，并且带一1和带二2沿滑轮一a和滑轮二b外公切线设置的示意图，由图中可见当带一1和带二2处于不同平面内时，带一1和带二2相互间不会发生干涉或重叠，因此须限定带在滑轮一a 和滑轮二b上盘绕最大范围不超过一周，即带一1和带二2的长度均需小于小于滑轮一a和滑轮二b外公切线长度与滑轮一a和滑轮二b周长之和，否则带将与自身发生重叠，进而改变滑轮直径，影响传动精度。
进一步的，要限定带一1和带二2的两端部的固定位置须保证至少滑轮在一定旋转范围内带一和带二均不与自身发生重叠。若不进行这样的限定，则有可能发生图22中所以的情况，图中的带一和带二的连接点设置的位置关系，带一位于滑轮一 a上的连接点位于滑轮一a上侧外公切线切点，此时带一1在滑轮一a上已经盘绕一周，带二在滑轮二b上的连接点位于滑轮二b下侧外公切线切点处，且仅有该点与滑轮二b接触，因此滑轮a和b此时只能绕顺时针旋转，而由于带一1已经在滑轮一a盘绕一周了，此时必然会导致带一1与自身重叠。导致滑轮一旦转动就带一就会与自身发生重叠的情况。因此需要限定带一1和带二2的两端部的固定位置须保证至少滑轮在一定旋转范围内带一和带二均不与自身发生重叠。
进一步的，如图7所示，此种盘绕方式中当，带一1和带二2长度等于滑轮一a和滑轮二b外公切线与滑轮一a周长之和，带一的一端与滑轮二b(或滑轮一a) 上侧外公切线切点固定连接，另一端以该切点为起点沿滑轮二b(或滑轮一a)上侧外公切线延伸至滑轮一a(或滑轮二b)并盘绕设置；所述带二的一端与滑轮一a(或滑轮二b)下侧外公切线切点固定连接，另一端以该切点为起点沿滑轮一a(或滑轮二b)下侧外公切线延伸至滑轮二b(或滑轮一a)并上盘绕设置。滑轮一a和滑轮二b具有最大转动范围。
进一步的，如图8所示，上述这种盘绕方式中，当滑轮一a和滑轮二b直径相等(即传动比1:1)时，此时滑轮一a和滑轮二b具有最大转动范围360°。
第三实施例：
如图9和图10是本发明当所述带一和带二在滑轮一a和滑轮二b外公切面上的投影平行时(即带一1和带二2处于不同平面内设置)，并且带一1和带二2沿滑轮一a和滑轮二b内公切线设置的示意图，由图中可见当带一1和带二2处于不同平面内时，带一1和带二2相互间不会发生干涉，因此须限定带在滑轮一a和滑轮二b上盘绕最大范围不超过一周，即带一1和带二2的长度均需小于小于滑轮一a 和滑轮二b内公切线与滑轮一a和滑轮二b周长之和。
进一步的，与第二实施例的道理相同，要限定带一1和带二2的两端部的固定位置须保证至少滑轮在一定旋转范围内带一和带二均不与自身发生重叠。
进一步的，如图11所示，此种盘绕方式中当，带一1和带二2长度等于滑轮一a和滑轮二b内公切线与滑轮一a周长之和，带一的一端与滑轮二b上侧外公切线切点固定连接，另一端以该切点为起点沿上侧外公切线延伸至滑轮一a并盘绕设置；所述带二的一端与滑轮一a上侧外公切线切点固定连接，另一端以该切点为起点沿下侧外公切线延伸至滑轮二b并上盘绕设置。滑轮一a和滑轮二b具有最大转动范围。
进一步的，如图12所示，上述这种盘绕方式中，当滑轮一a和滑轮二b直径相等(即传动比1:1)时，此时滑轮一a和滑轮二b具有最大转动范围360°。
由此可见，当带一1和带二2在滑轮一a和滑轮二b外切面上的投影平行时 (即带一1和带二2处于不同平面内设置)，带一1和带二2相互间不会发生干涉，因此须限定带在滑轮一a和滑轮二b上盘绕最大范围不超过一周，即带一1和带二2的长度均需小于小于滑轮一a和滑轮二b外公切线与滑轮一a和滑轮二b周长之和。此种盘绕方式中当滑轮一a和滑轮二b直径相等(即传动比1:1)，带一1和带二2长度等于滑轮一a和滑轮二b外公切线(或内公切线)长度与滑轮一a周长之和，并且带一1和带二2的两端部连接位置按照如下设置：即所述带一1和带二2端部在滑轮一a和滑轮二b上的连接点符合当带一1的端部在滑轮一a(或滑轮二b)上的连接点处于该滑轮外公切线切点位置且带一1仅有该端部与该滑轮相接触时，所述带二2在滑轮二b(或滑轮一a)上也仅有端部连接点与该滑轮相接触且所述连接点处于该滑轮外公切线切点位置时。或所述带一1和带二2端部在滑轮一ab上的连接点符合当带一1的端部在滑轮一a(或滑轮二b)上的连接点处于该滑轮内公切线切点位置且带一1仅有该端部与该滑轮相接触时，所述带二2在滑轮二b(或滑轮一 a)上也仅有端部连接点与该滑轮相接触且所述连接点处于该滑轮内公切线切点位置时。具有最大旋转范围360°。即旋转范围不大于一周，因此这种设置中带不会与自身发生重叠且不会发生干涉。
由于带一1和带二2处于不同平面时，可以实现最大的旋转范围360°，因此本发明以这种设置方式为本发明优选的实施例，进一步的，由于将带一1和带二2按照滑轮一a和滑轮二b外公切线设置更为简便，因此以这种设置方式为本发明的优选实施例，下边对优选实施例(图13)进行进一步说明。
如图13是本实施例在具有最大旋转范围(360°)时的三维装配视图。其中可见两个相同尺寸的滑轮一a和滑轮二b，其中根据滑轮二b驱动光学仪器的具体需要，将滑轮二b设置为环状。滑轮一a由马达4驱动并给带传动机构提供驱动力矩。因此滑轮一a为主动轮，滑轮二b为被动轮。此传动机构的传动比为1:1。光学部件被安装在滑轮二b上，并与滑轮二b一同转动。当马达驱动滑轮一a做逆时针旋转时，拉力通过上面的带一1传递给滑轮二b，滑轮二b因此带动安装在它上面的光学器件转动一定角度，此角度可有0°-360°。下面的带二2只是随行者，它不会提供驱动力。当在顺时针旋转过程中，下面的带二2将为滑轮2传递拉力，上面的带一1又变成了随行者。由于旋转运动是由通拉力产生，在带和滑轮之间没有摩擦，此旋转过程中不产生磨损颗粒，在带和滑轮上都不会产生磨损。由于会产生磨损，使用这种带传动机构，不会在光机系统产生污染，光学器件的表面能够保持清洁，因此光学器件的性能可以长期得到保证。
对于制作滑轮一a和滑轮二b的材料，由于考虑到本发明的带传动机构不会产生磨损，因此制作滑轮的材料可以采用铝(其他可能的材料)。因为铝价格便宜又便于加工。
如图15是本发明中带的结构示意图。带的材料应该是一种高强度无污染的材料。具体来说需要确保足够的强度不容易被延展拉伸(高精度低传动误差的需求)，同时又具有弹性，易于弯曲变形(在滑轮上盘绕的需求)。因此考虑使用叫做“ELGILOY”的合金。即埃尔吉洛伊非磁性合金(ELGILOY)。这种合金产生于1940年代，当时是手表工业中对手表发条的需要而产生的。ELGILOY是一种，钴Co,铬Cr，镍等的合金。其中至少包含Co,Cr,Ni，Mo,Mn。优选其成分比率为：Co40％,Cr20％,Ni15％， Mo7％,Mn2％等。经过热处理过程，此材料所制成的薄带具有很高的强度。并且此种材料不会产生任何污染物。同时又具有很高的疲劳强度，因此使用这种材料可以得到无限长的工作寿命。除了这种ELGILOY材料，不锈钢材料也是很好的应用于此带传动机构的材料，因此带的材质也可以采用不锈钢。带的弯曲半径，带的厚度和宽度的选定，都应根据此带传动机构具体的应力计算的结果来确定。
所述的带一1和带二2与滑轮一a和滑轮二b可以直接连接在滑轮的外周表面，具体可以采用粘接焊接等方式，为了保证滑轮表面的平滑，因此连接点的厚度要尽可能小，接近带的厚度。若采用压块螺钉等装置会明显高于滑轮表面，不利于传动机构运行。
故考虑到降低连接点的高度，还可以在所述滑轮一a和滑轮二b外周面还设置安装槽22，所述带一1和带二2端部设置在所述安装槽22内固定连接。这样设置连接点位于滑轮表面之下，最大程度的降低连接点高度对带传动机构的影响。
在安装槽22内还包括一设置在所述安装槽内的固定装置，所述带一1和带二1的端部与所述固定装置相连接或与所述安装槽22内壁相连接或设置在在所述固定装置与安装槽的夹缝中并通过固定装置与安装槽22之间的挤压过盈配合，所述固定装置高度小于等于所述安装槽22深度设置。
为了方便拆卸，优选采用所述固定装置为与带一和带二两端部相连接(粘接或卡接或一体设置)的固定端块21。
进一步的，如图15所示，带的两端部可通过固定端块21与滑轮连接，具体的连接方式为将带与固定端块21连接，再将固定端块21设置在滑轮表面的一安装槽 22内，所述安装槽22深度需要大于固定端块21的高度。固定端块21与带一1和带二2之间可以采用卡接的方式固定，利用卡扣卡槽等结构将带与固定端块21固定。固定端块21与安装槽可采用螺钉固定。也可以采用卡扣，卡槽或过盈配合等方式固定连接。
如图16所示，本实施例采用的螺钉安装方式，具体的是固定端块21设置在安装槽22的一侧壁上，通过螺钉23固定。此种方案的安装槽22长度要大于固定端块 21，并且要大于螺钉23的长度，这是为了留出安装螺钉时的操作空间。
如图17所示，是带与滑轮的另一种安装方式示意图，所述固定端块21与所述安装槽22内壁相配合，且所述固定端块21上表面与滑轮一a和滑轮二b外周面弧度相配合，所述固定端块21与所述安装槽之间通过一螺钉23固定连接，所述螺钉 23低于所述安装槽深度。
如图18是带与滑轮的另一种安装方式示意图，其中安装槽从滑轮侧面开口，并通过一缝隙与滑轮外周表面连通，所述固定端块21从滑轮侧面插入安装槽22后，带由缝隙穿出，这种方式不需要使用螺钉23。
本发明一种适用于光机检测系统的带传动机构，还包括一与所述滑轮一a或滑轮二b连接的驱动轴5，所述驱动轴5设置在一轴架6内，在驱动轴5与轴架6之间设置有一可调节驱动轴6相对位置的张力调整装置。这样设置的目的是在于为整个机构提供最佳的张力强度，进而确保传动的精度和可靠性。又由于被动滑轮二b需要与光学部件连接，为了确保光学仪器的洁净度和可靠性，因此张力调整装置不适合装在滑轮二b上而是安装在主动轮滑轮一a的一侧。
具体的，如图14和图19所示，张力调整装置为一偏心盘3(驱动马达即安装在其上面)；所述驱动轴5有偏心盘3的内孔中穿出。在偏心盘3和轴架6之间安装有一个轴承7用以实现偏心盘在轴架6上的平滑旋转。方便调整偏心盘3到某一需要的角度(偏心盘的偏转角度)。在偏心盘3的装配初期，如图4所示将其上面的对准基线放置成水平方向，即小半径的方向朝向滑轮二b。在这个方向上，滑轮一a 和滑轮二b之间的轴距是最短的。当偏心轮被转动一个角度时，驱动轴5会相应的移动，滑轮一a和滑轮二b之间的轴距因此发生改变。当调整到合适的角度时，将偏心盘3进行固定，即可保持带的合适的张力。
具体的，对于偏心盘3在某一偏转角度上的固定，可以采用多种方式如摩擦固定，磁力固定或销孔固定。在本实施例中采用的是销孔固定，即在偏心盘和轴架二者之一上设置周向分布的分度定位孔，在另外一者上与分度定位孔对应位置上设置通孔，然后通过销钉或螺钉进行固定。
具体的，所述偏心盘3上设置有周向均布设置的分度定位孔，所述偏3下方的轴架6上与所述分度定位孔对应的位置上设置有定位孔。分度定位孔的数量决定偏心盘可调的最小角度，数量越大可调整的最小角度就越小，调整就越精细。但同时要考虑孔数过多会影响结构的强度，因此需要结合实际的工况具体确定。在本实施例中我们设置了24个分度定位孔，即最小可调角度为360°/24＝15°，偏心盘可作 15°到360°的变化。根据实际使用中带的长度等因素具体设定偏心盘3的偏心距，本发明 中偏心盘3的偏心距设置为2mm，即偏心盘的内孔中心与圆心距离为2mm。两滑轮一a和滑轮二b的轴距可以做0mm到4mm的调整。最小调整距离约为0.074mm。我们在轴架6上与分度定位孔对应的位置均布设置4个定位孔。当带的张力调整至最优时，我们用4个螺栓将偏心盘3与轴架6固定，从而实现偏心盘3的固定。
本发明一种适用于光机检测系统的带传动机构，如图14和图15所示，还包括至少一个张力微调装置。考虑到本机构在长期使用过程中，带可能会发生松动，而一旦带发生松动，就会导致传动游隙的产生，传动机构的精度丧失，还可能会使带在传动中发生重叠。使得整个机构丧失原有的设计效果。因此设置张力微调装置的目的在于能实时补偿带松动所引起的张力变化。在当带发生松动时，实时的对带的张力进行调整，使带在一定的范围内能始终保持绷紧的张力，确保零回转游隙和原有的传动比。
具体的，为了达到上述目的，对于张力微调装置的安装位置进行如下限定：即将张力微调装置安装在滑轮一a和/或滑轮二b上的带一1和带二2所能覆盖到的圆周面上，且安装位置需保证所述张力调整装置在滑轮的整个转动范围内始终保持至少与带一1和带二2之一接触。
具体的，如图20和图21所示。所述张力调整装置8为一弹性推力机构，其设置在滑轮表面的一径向开槽80内，其包括推顶块82，设置在推顶块与槽底之间的弹性装置和与开槽内壁连接的限位装置。
具体的，所述推顶块上设置有台阶孔，所述弹性装置可以选用多种形式，例如橡胶垫，弹簧等。本实施例优选弹性装置为一弹簧81。所述限位装置可以选用多种形式，可以为设置在开槽侧壁上的限位凸起，也可以为穿过推顶块82的带肩螺钉83。考虑到带肩螺钉83易于拆卸，有利于对微调装置进行维修和调整，同时也可以对推顶块82起到导向作用。故本实施例优选限位装置为一带肩螺钉83。所述带肩螺钉 83穿过推顶块82的台阶孔与开槽80底面径向连接设置。
在实际运行中，推顶块82由压缩的弹簧81推动沿滑轮的径向移动。此移动的方向有带肩螺钉83保证。由于带一1和带二2都位于推顶块82上方，因此推顶块 82可以将带的张力调节的更为精细。通过选择不同强度的弹簧81，弹簧81所能提供的推力将会被优选；通过使用这一张力微调机构，我们最终可以获得带张力的2 次优化及张力在一定范围的维持。
进一步的，如图13和图20所示，所述滑轮一a和滑轮二b外周表面上还设置有周向延伸的限位凸棱9，所述限位凸棱9邻近带一1和带二2设置，其目的在于防止带一1和带二2从滑轮脱落。
进一步的，所述的偏心盘上还固定连接有一马达4，所述马达4输出轴与所述驱动轴5同轴连接。马达4与偏心盘3通过螺钉固定连接，如图4偏心盘内孔周围的孔用来与马达4固定连接。图1中可见马达4与偏心轮连接的效果图。
综合上面所描述的本实施例，为光机检测系统提供了一种结构简单而且价格低廉的带传动驱动方法。它也可以被用于需要高运动精度，无污染，和无限长寿命的其他仪器设备。
上述实施例中的实施方案可以进一步组合或者替换，且实施例仅仅是对本发明的优选实施例进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域中专业技术人员对本发明的技术方案作出的各种变化和改进，均属于本发明的保护范围。
Claims (16)
1.一种适用于光机检测系统的带传动机构，其特征在于，包括滑轮一和滑轮二，带一和带二分别沿滑轮一和滑轮二的两条外公切线与滑轮连接进行传动，带一的两端部分别与滑轮一和滑轮二外周面固定连接，带二的两端部也分别与滑轮一和滑轮二外周面固定连接，所述带一和带二长度均大于滑轮一和滑轮二之间外公切线的长度，且小于滑轮一和滑轮二之间外公切线的长度与滑轮一和滑轮二的周长之和；或带一和带二分别沿滑轮一和滑轮二的两条内公切线与滑轮连接进行传动，带一的两端部分别与滑轮一和滑轮二外周面固定连接，带二的两端部也分别与滑轮一和滑轮二外周面固定连接，所述带一和带二长度均大于滑轮一和滑轮二之间内公切线的长度，且小于滑轮一和滑轮二之间内公切线的长度与滑轮一和滑轮二的周长之和；
还包括一与所述滑轮一或滑轮二连接的驱动轴，所述驱动轴设置在一轴架内，在驱动轴与轴架之间设置有一可调节驱动轴相对位置的张力调整装置；所述张力调整装置为一偏心盘，所述驱动轴设置于偏心盘内孔中，所述偏心盘与轴架之间通过一轴承连接；所述偏心盘上设置有周向均布设置的分度定位孔，所述偏心盘下方的轴架上与所述分度定位孔对应的位置上设置有定位孔；
所述滑轮一和/或滑轮二上位于带一和带二覆盖的圆周面上还设置有至少一个张力微调装置，且其安装位置须保证所述张力微调装置在两滑轮的转动范围内至少与带一和带二之一接触；所述张力微调装置为一弹性推力机构，其包括设置在滑轮表面的开槽和开槽内的推顶块，设置在推顶块与槽底之间的弹性装置和与开槽内壁连接的限位装置；所述推顶块上设置有台阶孔，限位装置为一带肩螺钉，所述带肩螺钉穿过推顶块台阶孔与开槽底面径向连接设置。
2.根据权利要求1所述一种适用于光机检测系统的带传动机构，其特征在于，所述带一和带二的端部分别通过连接装置与滑轮一和滑轮二连接，并且确保带与其接触的滑轮的外周面贴合。
3.根据权利要求2所述一种适用于光机检测系统的带传动机构，其特征在于，所述的连接装置为所述滑轮一或滑轮二外周面设置有安装槽，所述带一或带二端部分别设置在所述安装槽内固定连接。
4.根据权利要求3所述一种适用于光机检测系统的带传动机构，其特征在于，所述的连接装置还包括一设置在所述安装槽内的固定装置，所述带一和带二的端部与所述固定装置相连接或与所述安装槽内壁相连接或设置在在所述固定装置与安装槽的夹缝中并通过固定装置与安装槽之间的挤压过盈配合，所述固定装置高度小于等于所述安装槽深度设置。
5.根据权利要求4所述一种适用于光机检测系统的带传动机构，其特征在于，所述固定装置为与带一和带二两端部相连接。
6.根据权利要求5所述一种适用于光机检测系统的带传动机构，其特征在于，所述固定装置与带一和带二两端部粘接或卡接或一体设置的固定端块。
7.根据权利要求6所述一种适用于光机检测系统的带传动机构，其特征在于，所述固定端块与所述安装槽内壁相配合，且所述固定端块上表面与滑轮一和滑轮二外周面弧度相配合，所述固定端块与所述安装槽之间通过一螺钉固定连接，所述螺钉低于所述安装槽深度。
8.根据权利要求1-7任意一种适用于光机检测系统的带传动机构，其特征在于，当所述带一和带二在滑轮一和滑轮二外公切面上的投影重合时，所述带一和带二沿滑轮一和滑轮二的外公切线绕设，所述带一和带二与滑轮的连接点均位于滑轮一和滑轮二与滑轮一和滑轮二之间两条外公切线切点分割成的四段圆弧中靠外侧的两段圆弧面上；或者是一套设在滑轮一和滑轮二上的环形带，所述带与滑轮一和滑轮二分别设置有固定连接点，所述带一和带二为所述带位于这两个固定连接点之间的部分。
9.根据权利要求1-7任意一种适用于光机检测系统的带传动机构，其特征在于，当所述带一和带二在滑轮一和滑轮二外公切面上的投影平行，且所述带一和带二沿滑轮一和滑轮二的外公切线设置时，所述带一和带二的两端部的固定位置须保证至少滑轮在一定旋转范围内带一和带二均不与自身发生重叠。
10.根据权利要求9所述一种适用于光机检测系统的带传动机构，其特征在于，所述带一的一端与滑轮二上侧外公切线切点固定连接，另一端以该切点为起点沿上侧外公切线延伸至滑轮一并盘绕设置；所述带二的一端与滑轮一下侧外公切线切点固定连接，另一端以该切点为起点沿下侧外公切线延伸至滑轮二并盘绕设置。
11.根据权利要求1-5任意一种适用于光机检测系统的带传动机构，其特征在于，当所述带一和带二在滑轮一和滑轮二外公切面上的投影平行，且所述带一和带二沿滑轮一和滑轮二的内公切线设置时，带一和带二的两端部的固定位置须保证至少滑轮在一定旋转范围内带一和带二均不与自身发生重叠。
12.根据权利要求11所述一种适用于光机检测系统的带传动机构，其特征在于，所述带一的一端与滑轮二上侧内公切线切点固定连接，另一端以该切点为起点沿滑轮二上侧内公切线延伸至滑轮一并盘绕设置；所述带二的一端与滑轮一上侧内公切线切点固定连接，另一端以该切点为起点沿滑轮一上侧内公切线延伸至滑轮二并盘绕设置。
13.根据权利要求1所述一种适用于光机检测系统的带传动机构，其特征在于，所述推顶块上设置有台阶孔，所述弹性装置为一弹簧，所述限位装置为与槽底径向连接并穿过所述台阶孔的带肩螺钉。
14.根据权利要求1所述一种适用于光机检测系统的带传动机构，其特征在于，所述滑轮一和滑轮二外周表面上还设置有周向延伸的限位凸棱，所述限位凸棱邻近带一和带二设置，凸棱的间距与带一和带二的宽度相适应，防止带一和带二从滑轮脱落。
15.根据权利要求1所述的一种适用于光机检测系统的带传动机构，其特征在于，所述的偏心盘上还固定连接有一马达，所述马达输出轴与所述驱动轴同轴连接。
16.根据权利要求1所述一种适用于光机检测系统的带传动机构，其特征在于，所述带一和带二采用埃尔吉洛伊非磁性合金，其成分至少包含Co,Cr,Ni，Mo和Mn。
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Date of cancellation: 20230524 Granted publication date: 20190319 Pledgee: Beijing first financing Company limited by guarantee Pledgor: DONGFANG JINGYUAN ELECTRON Ltd. Registration number: Y2021980007180 |
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Address after: 100176 building 12, yard 156, Jinghai 4th Road, Beijing Economic and Technological Development Zone, Daxing District, Beijing Patentee after: Dongfang Jingyuan Microelectronics Technology (Beijing) Co.,Ltd. Address before: Building 12, No. 156 Jinghai Fourth Road, Beijing Economic and Technological Development Zone, 100176 Patentee before: DONGFANG JINGYUAN ELECTRON Ltd. |
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