CN106791368A - 单电机驱动二维平移装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于机械结构技术领域，具体为一种在细长圆孔内布置的二维移动装置。一种单电机驱动二维平移装置，其技术方案是：它包括：外框组(1)，中间组(2)，内腔组(3)，垂直弹簧(18)，水平弹簧(30)，带丝杠电机(19)，导向杆(23)；本发明的外框组固定，中间组及内腔组浮动，安装调整拆卸方便；使用预压缩弹簧复位，较好的替代了另一路动力；采用电驱动，方便遥控操作；在小型CCD摄像机小成像面尺寸情况下，充分利用宽视场镜头的技术性能；尺寸小，适合空间受限场合；使用范围广，不局限于CCD摄像机平移，类似需求可以涵盖，可搭载其它传感器。

Description

单电机驱动二维平移装置

技术领域

本发明属于机械结构技术领域，具体为一种在细长圆孔内布置的二维移动装置。

背景技术

一些观察仪器如监控系统，光学镜头后面接CCD摄像机进行视频信号远距离传输。光学镜头的聚焦面与CCD的成像面尺寸一样时，才能达到最大的观察视场。实际情况为，有些光学镜头有足够的聚焦面(视场角)，而大成像面小外形尺寸的CCD摄像机难以获得，只能用小成像面的小型CCD摄像机匹配观察，为了获得光学镜头的全部视场角，这就必须将CCD摄像机浮动起来，上下左右平移，以覆盖整个画面，类似传统光学相机移动取景框的操作。

满足上述需求的通用结构为，采用水平垂直两个电机驱动，较容易实现。丝杆直接同轴与导杆连接，占用空间大，同时需两路电气驱动信号。另一种方式，采用偏心转接筒，用一个电机使CCD摄像机相对光学镜头旋转，也可以移动画面，但视频图像会跟着旋转，后续要采用软件反旋过来，较麻烦。

发明内容

本发明的目的是：提供一种尺寸较小，结构简单，适用于有限空间的微型单电机驱动二维移动装置。

本发明的技术方案是：一种单电机驱动二维平移装置，它包括：外框组，中间组，内腔组，垂直弹簧，水平弹簧，带丝杠电机，导向杆；

外框组包括：连接座，固定座，上板，下板；连接座和固定座均具有中心圆孔，连接座和固定座同轴放置，上板安装在连接座和固定座的上方，下板安装在连接座和固定座下方；连接座位于外框组左端，其内螺纹连接光学镜头；固定座位于外框组的右端面，其上设有用于固定单电机驱动二维平移装置的四个螺纹孔；上板位于外框组的上平面，上板设有两个凸台，用于安装带丝杠电机，还设有用于固定导向杆的两个螺纹孔，还设有四个光孔；下板位于外框组的下平面，设有四个光孔；连接座，固定座，上板与下板连接成框架结构，四根垂直导柱分别镶于上板和下板的四个光孔中；

中间组包括：左板，右板，四个水平导柱；左板和右板的对应位置设有四个光孔，外侧面均设有对应于垂直导柱的两个滑动长孔，滑动长孔中分别镶有导套；左板上侧端面设有多边曲面的垂直移动轨道板；四个水平导柱位于左板和右板之间，两端分别镶于左板及右板的四个光孔中；中间组通过其滑动长孔装入外框组的垂直导柱，并压紧套在垂直导柱上的垂直弹簧，实现在外框组内的竖直移动；

内腔组包括：两个内框，水平移动轨道板；两个内框分别套在CCD摄像机前后部位，并紧固；内框的上方和下方设有对应于水平导柱的滑动长孔，其中镶入导套；水平移动轨道板位于两个内框的中间，具有多边曲面；内腔组通过其滑动长孔装入中间组的水平导柱，并压紧套在水平导柱上的水平弹簧，实现在中间组内的水平移动；

带丝杠电机固紧于外框组的上部，丝杠上装有螺套，导向杆用螺钉固定在外框组的上部；螺套与导向杆直角接触，螺套上装有水平导钉和竖直导钉，分别与水平移动轨道板和垂直移动轨道板接触，同时与水平弹簧和垂直弹簧构成平衡受力状态；当带丝杠电机带动螺套移动时，水平导钉和垂直导钉分别拨动水平移动轨道板和垂直移动轨道板，使内腔组和中间组分别做水平和竖直移动。

有益效果：本发明的外框组固定，中间组及内腔组浮动，安装调整拆卸方便；使用预压缩弹簧复位，较好的替代了另一路动力；采用电驱动，方便遥控操作；在小型CCD摄像机小成像面尺寸情况下，充分利用宽视场镜头的技术性能；尺寸小，适合空间受限场合；使用范围广，不局限于CCD摄像机平移，类似需求可以涵盖，可搭载其它传感器。

附图说明

图1为本发明的结构主视图；

图2为图1的左视图；

图3为图1的剖视图；

图4为图1的A-A向剖视图；

图5为图1的俯视图；

图6为本发明中外框组的右视图；

图7为图6的主视图；

图8为图6的俯视图；

图9为本发明中中间组的主视图；

图10为图9的左视图；

图11为图9的俯视图；

图12为本发明中内腔组的主视图；

图13为图12的A-A向剖视图；

图14为图12的俯视图；

图15为图13的B-B向旋转剖视图；

图16为CCD摄像机成像面二维平移示意图。

具体实施方式

参见附图1-5，一种单电机驱动二维平移装置，它包括：外框组1，中间组2，内腔组3，垂直弹簧18，水平弹簧30，带丝杠电机19，导向杆23；

参见附图6-8，外框组1包括：连接座4，固定座5，上板6，下板7；连接座4和固定座5均具有中心圆孔，连接座4和固定座5同轴放置，上板6安装在连接座4和固定座5上方，两端分别与连接座4和固定座5固接，下板7安装在连接座4和固定座5下方，两端分别与连接座4和固定座5固接；由此连接座4，固定座5，上板6与下板7用螺钉连接成框架结构，即外框组1。连接座4位于外框组1左端，其内螺纹连接光学镜头17；固定座5位于外框组1的右端面；上板6位于外框组1的上平面，设有两个凸台61,62，分别加工有螺纹孔和光孔，用于安装带丝杠电机19，还设有用于固定导向杆23的两个螺纹孔63，还设有四个光孔64；下板7位于外框组1的下平面，设有四个光孔；四根垂直导柱8分别镶于上板6和下板7的四个光孔中；固定座5上设有用于固定单电机驱动二维平移装置的四个螺纹孔51；

参见附图9-11，中间组2包括：左板9，右板10，四个水平导柱12；左板9和右板10的对应位置设有四个光孔91，外侧面均设有对应于垂直导柱8的两个滑动长孔92，滑动长孔92中分别镶有导套11；左板9上侧端面设有多边曲面的垂直移动轨道板93；四个水平导柱12位于左板9和右板10之间，两端分别镶于左板9及右板10的四个光孔中；中间组2通过其滑动长孔92装入外框组1的垂直导柱8，并压紧套在垂直导柱8上的垂直弹簧18，实现在外框组1内的竖直移动；

参见附图12-15，内腔组3包括：两个内框13，水平移动轨道板15；两个内框13分别套在CCD摄像机16前后部位，并用螺钉紧固，内框13的上方和下方设有对应于水平导柱12的滑动长孔31，其中镶入导套14；水平移动轨道板15具有用于导向的多边曲面，位于两个内框13的中间，并用螺钉互相固紧；内腔组3通过其滑动长孔31装入中间组2的水平导柱12，并压紧套在水平导柱12上的水平弹簧30，实现在中间组2内的水平移动；

参见附图1-3及附图16，带丝杠电机19通过螺纹连接固紧于外框组1的上部，丝杠35上装有螺套20，导向杆23用螺钉固定在外框组1的上部；螺套20与导向杆23直角接触，保证单电机驱动二维平移装置不旋转的平移，螺套20上装有水平导钉21和竖直导钉22，分别与水平移动轨道板15和垂直移动轨道板93接触，同时与水平弹簧30和垂直弹簧18构成平衡受力状态，保证内腔组3和中间组2的位置稳定；当带丝杠电机19带动螺套20移动时，水平导钉21和垂直导钉22分别拨动水平移动轨道板15和垂直移动轨道板93，使内腔组3和中间组2分别做水平和竖直移动，实现CCD摄像机16成像面在光学镜头17聚焦面内的二维平移。

进一步的，竖直导钉22上装有限位杆24，限位开关25固定在中间组2的侧面，在螺套20平移到两端时，限位杆24碰触限位开关25，发出到位信号，控制换向操作。

进一步的，水平移动轨道板15和垂直移动轨道板93设计为可更换的，使用不同多曲面结构的的水平移动轨道板15和垂直移动轨道板93，使CCD摄像机16成像面在光学镜头17聚焦面内以不同的方式进行二维平移。

Claims (3)

1.一种单电机驱动二维平移装置，其特征是：它包括：外框组(1)，中间组(2)，内腔组(3)，垂直弹簧(18)，水平弹簧(30)，带丝杠电机(19)，导向杆(23)；

所述外框组(1)包括：连接座(4)，固定座(5)，上板(6)，下板(7)；所述连接座(4)和所述固定座(5)均具有中心圆孔，所述连接座(4)和所述固定座(5)同轴放置，所述上板(6)安装在所述连接座(4)和所述固定座(5)的上方，所述下板(7)安装在所述连接座(4)和所述固定座(5)下方；所述连接座(4)位于所述外框组(1)左端，其内螺纹连接光学镜头(17)；所述固定座(5)位于所述外框组(1)的右端面，其上设有用于固定所述单电机驱动二维平移装置的四个螺纹孔(51)；所述上板(6)位于所述外框组(1)的上平面，所述上板(6)设有两个凸台(61,62)，用于安装所述带丝杠电机(19)，还设有用于固定所述导向杆(23)的两个螺纹孔(63)，还设有四个光孔(64)；所述下板(7)位于所述外框组(1)的下平面，设有四个光孔；所述连接座(4)，所述固定座(5)，所述上板(6)与所述下板(7)连接成框架结构，四根垂直导柱(8)分别镶于所述上板(6)和所述下板(7)的所述四个光孔中；

所述中间组(2)包括：左板(9)，右板(10)，四个水平导柱(12)；所述左板(9)和所述右板(10)的对应位置设有四个光孔(91)，外侧面均设有对应于所述垂直导柱(8)的两个滑动长孔(92)，所述滑动长孔(92)中分别镶有导套(11)；所述左板(9)上侧端面设有多边曲面的垂直移动轨道板(93)；所述四个水平导柱(12)位于所述左板(9)和所述右板(10)之间，两端分别镶于所述左板(9)及所述右板(10)的所述四个光孔中；所述中间组(2)通过其滑动长孔(92)装入所述外框组(1)的所述垂直导柱(8)，并压紧套在所述垂直导柱(8)上的所述垂直弹簧(18)，实现在所述外框组(1)内的竖直移动；

所述内腔组(3)包括：两个内框(13)，水平移动轨道板(15)；所述两个内框(13)分别套在CCD摄像机(16)前后部位，并紧固；所述内框(13)的上方和下方设有对应于所述水平导柱(12)的滑动长孔(31)，其中镶入导套(14)；所述水平移动轨道板(15)位于所述两个内框(13)的中间，具有多边曲面；所述内腔组(3)通过其滑动长孔(31)装入所述中间组(2)的所述水平导柱(12)，并压紧套在所述水平导柱(12)上的所述水平弹簧(30)，实现在所述中间组(2)内的水平移动；

所述带丝杠电机(19)固紧于所述外框组(1)的上部，丝杠(35)上装有螺套(20)，所述导向杆(23)用螺钉固定在所述外框组(1)的上部；所述螺套(20)与所述导向杆(23)直角接触，所述螺套(20)上装有水平导钉(21)和竖直导钉(22)，分别与所述水平移动轨道板(15)和垂直移动轨道板(93)接触，同时与所述水平弹簧(30)和所述垂直弹簧(18)构成平衡受力状态；当所述带丝杠电机(19)带动所述螺套(20)移动时，所述水平导钉(21)和所述垂直导钉(22)分别拨动所述水平移动轨道板(15)和垂直移动轨道板(93)，使所述内腔组(3)和所述中间组(2)分别做水平和竖直移动。

2.根据权利要求1所述的单电机驱动二维平移装置，其特征是：所述垂直导钉(22)上装有限位杆(24)，限位开关(25)固定在所述中间组(2)的侧面，在所述螺套(20)平移到两端时，所述限位杆(24)碰触所述限位开关(25)，发出到位信号，控制换向操作。

3.根据权利要求1所述的单电机驱动二维平移装置，其特征是：所述固定座(5)上设有用于固定所述单电机驱动二维平移装置的四个螺纹孔(51)。