CN107907966A - 反射镜切换机构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及光机结构技术领域，具体公开一种反射镜切换机构。本发明提供的一种反射镜切换机构，包括：切换机构支座；用于安装反射镜的反射镜支架，所述反射镜支架与所述切换机构支座铰链连接；用于驱动所述反射镜支架转动的驱动组件，所述驱动组件包括驱动电机，设置在所述驱动电机上的驱动电机转轮，与所述驱动电机转轮配接的切换槽轮，所述驱动电机驱动所述驱动电机转轮和所述切换槽轮，使所述反射镜支架实现位置切换。本发明实现了反射镜快速切换，具有重复定位精度高和可靠自锁能力，结构紧凑，易于加工和装调。

Description

反射镜切换机构
技术领域
本发明属于光机结构技术领域，主要涉及一种反射镜切换机构。
背景技术
由于在一些机载可见/红外等光学系统中需要反射镜的精准快速切换，因此就需要有高重复定位精度、高切换速度的切换机构，同时还要求切换机构具有良好的自锁能力以抵抗载机振动对于光学系统的影响。
目前，国内外采用的反射镜切换机构一般有平移切换机构和旋转切换机构。平移切换机构虽然可以实现反射镜快速切换，但为保证反射镜的重复定位精度和自锁性，其限位和自锁机构一般比较复杂，加工和装调也会比较复杂，同时会占用较大的空间体积，这种切换机构对于空间尺寸有限的光机系统并不适合。
现有的旋转切换机构，如四连杆切换机构、蜗轮蜗杆切换机构可以实现反射镜的自锁性，但也会存在重复定位精度差、切换速度慢等缺点。
发明内容
针对上述现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种重复定位精度高、切换速度快的反射镜切换机构。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供了一种反射镜切换机构，包括：切换机构支座；用于安装反射镜的反射镜支架，所述反射镜支架与所述切换机构支座铰链连接；
用于驱动所述反射镜支架转动的驱动组件，所述驱动组件包括驱动电机，设置在所述驱动电机上的驱动电机转轮，与所述驱动电机转轮配接的切换槽轮，所述驱动电机驱动所述驱动电机转轮和所述切换槽轮，使所述反射镜支架实现位置切换。
优选的，所述驱动组件包括切换拨叉，所述切换拨叉包括叉座和安装在所述叉座上的叉脚，所述叉脚形成一凹部，所述叉座与所述切换槽轮配接，所述凹部与所述反射镜支架配接。
优选的，所述切换机构支座包括第一安装板、第二安装板和第三安装板，所述第一安装板的一端和第二安装板的一端固定设置在所述第三安装板上，所述第一安装板与所述第二安装板平行设置。
优选的，所述驱动电机转轮设置在所述第一安装板上，所述驱动电机转轮的旋转轴线与所述第一安装板垂直。
优选的，所述反射镜支架的一端可铰链连接在所述第二安装板上。
优选的，所述切换机构包括第一切换转轴销钉，所述反射镜支架与所述切换机构支座通过所述第一切换转轴销钉铰链连接。
优选的，所述切换机构还包括弹性自锁组件，所述弹性自锁组件包括预紧弹性件，所述预紧弹性件用于实现对所述切换机构的自锁。
优选的，所述弹性自锁组件包括用于压紧所述预紧弹性件的弹性件支架，所述弹性件支架与所述第二安装板可转动连接。
优选的，所述预紧弹性件的一端与所述弹性件支架固定连接，另一端设置有弹性件压帽，所述弹性件压帽与所述反射镜支架可枢转连接。
优选的，所述弹性件支架与所述切换机构支座借由第二切换转轴销钉铰链连接，所述弹性件压帽借由第三切换转轴销钉与所述反射镜支架连接。
本发明的有益效果在于：本发明利用切换槽轮与驱动电机转轮在限位点的配合间隙附加预紧弹簧的预紧力来实现切换机构的自锁，通过在两个切换目标位置设置机械限位实现对反射镜支架的精确定位，驱动电机直接驱动驱动电机转轮和切换槽轮转动，实现反射镜快速切换。
本发明实现了反射镜快速切换，具有重复定位精度高和可靠自锁能力，结构紧凑，易于加工和装调。
附图说明
图1为本发明提供的反射镜切换机构的结构图；
图2为本发明提供的反射镜切换机构槽轮传动结构图；
图3为图1中反射镜切换机构的俯视图；
图4为本发明提供的反射镜切换机构锁紧的原理图。
其中：
1、驱动电机 2、驱动电机转轮
3、切换机构支座 4、弹簧支架压紧销钉
5、第一切换转轴销钉 6、弹簧支架
7、预紧弹簧 8、弹簧压帽
9、反射镜支架 10、第三切换转轴销钉
11、切换拨叉 12、切换槽轮
13、切换拨叉销钉 100、反射镜切换机构
101、销柱 14、第一安装板
15、第二安装板 16、第三安装板
17、第二切换转轴销钉
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，而不构成对本发明的限制。
本发明提供了一种反射镜切换机构，包括：切换机构支座、反射镜支架和驱动组件。
反射镜支架用于安装反射镜，反射镜支架与切换机构支座铰链连接。
驱动组件用于驱动反射镜支架转动，驱动组件包括驱动电机，设置在驱动电机上的驱动电机转轮，与驱动电机转轮配接的切换槽轮，驱动电机驱动驱动电机转轮和切换槽轮，切换槽轮将运动传递给反射镜支架，从而使反射镜支架实现位置切换。
优选的，驱动组件包括切换拨叉，切换槽轮借切换拨叉将运动传递给反射镜支架，
在一个具体的实施方式中，切换拨叉包括叉脚和叉座，叉脚为两个，两个叉脚形成一凹部，反射镜支架的一端与凹部配接。两个叉脚固定的设置在叉座的一端，叉脚的延伸方向与叉座的延伸方向大致垂直，叉座通过切换拨叉销钉设置在切换槽轮上。
优选的，切换机构支座包括第一安装板、第二安装板和第三安装板，第一安装板的一端和第二安装板的一端固定设置在第三安装板上，第一安装板与第二安装板平行设置。
在这种设置下，驱动电机转轮设置在第一安装板上，驱动电机转轮的旋转轴线与第一安装板垂直。
在一个具体的实施例中，驱动电机的延伸方向与第一安装板垂直，第一安装板具有安装孔，驱动电机通过该安装孔安装在第一安装板上，驱动电机转轮和驱动电机分别位于第一安装板的两侧。
在这种设置下，反射镜支架的一端可铰链连接在第二安装板上。
在一个具体的实施例中，反射镜切换机构包括第一切换转轴销钉，反射镜支架与切换机构支座通过第一切换转轴销钉铰链连接。
优选的，反射镜切换机构还包括弹性自锁组件，弹性自锁组件包括预紧弹性件，预紧弹性件用于实现对切换机构的自锁。
在一个具体的实施方式中，预紧弹性件为预紧弹簧。
优选的，弹性自锁组件还包括用于压紧预紧弹性件的弹性件支架，弹性件支架与第二安装板可转动连接。
在一个具体的实施方式中，弹性件支架与切换机构支座通过弹性件支架压紧销钉连接。
具体的，预紧弹性件的一端与弹性件支架固定连接，另一端设置有弹性件压帽，弹性件压帽与反射镜支架可枢转连接。预紧弹性件构造成在安装时即处于压缩状态。
具体的，弹性件支架与切换机构支座借由第二切换转轴销钉可转动连接，弹性件压帽借由第三切换转轴销钉与反射镜支架连接。
反射镜支架和切换机构支座铰链连接，组成旋转切换组件；弹性件支架通过弹性件支架压紧销钉与切换机构支座连接，并与预紧弹性件、弹性件压帽、第三切换转轴销钉组成切换机构弹性自锁组件；驱动电机与驱动电机转轮、切换槽轮、切换拨叉、切换拨叉销钉组成切换机构驱动组件，驱动电机转轮与切换槽轮之间为间隙配合，适当的间隙一方面保证自锁组件能够发挥作用，另一方面能减小到达机械限位时的冲击。在切换机构支座上有两个切换目标位置机械限位点，可实现对反射镜支架切换位置的精确定位。
本发明的工作原理为：当驱动电机转轴的销柱处在切换槽轮的切换槽内时，驱动电机转轴转动会带动切换槽轮的转动，当驱动电机转轴的销柱不在切换槽轮的切换槽内时，驱动电机转轴转动不会带动切换槽轮的转动，从而实现了切换机构的间歇式转动。
本发明利用切换槽轮与驱动电机转轮在限位点的配合间隙附加预紧弹簧的预紧力来实现对切换机构的自锁，通过在两个切换目标位置设置机械限位实现对反射镜支架的精确定位，驱动电机直接驱动驱动电机转轮和切换槽轮转动，实现反射镜快速切换。
本发明实现了反射镜快速切换，具有重复定位精度高和可靠自锁能力，结构紧凑，易于加工和装调。
下面通过具体的实施例来说明本发明中的反射镜切换机构的具体结构。
请参考图1和图2所示，一种反射镜切换机构100包括：驱动电机1、驱动电机转轮2、切换机构支座3、弹簧(弹性件)支架压紧销钉4、第一切换转轴销钉5、弹簧支架6、预紧弹簧7、弹簧压帽8、反射镜支架9、第二切换转轴销钉17、第三切换转轴销钉10、切换拨叉11、切换槽轮12、切换拨叉销钉13。
反射镜支架9通过第一切换转轴销钉5与切换机构支座3铰链连接，组成旋转切换组件；弹簧支架6通过弹簧支架压紧销钉4与切换机构支座3连接，并与预紧弹簧7、弹簧压帽8、第三切换转轴销钉10组成切换机构弹性自锁组件；驱动电机1与驱动电机转轮2、切换槽轮12、切换拨叉11、切换拨叉销钉13组成切换机构驱动组件。
切换机构支座3包括第一安装板14、第二安装板15和第三安装板16，第一安装板14的一端和第二安装板15的一端固定设置在第三安装板上16，第一安装板14与第二安装板15平行设置。
驱动电机转轮2设置在第一安装板14上，驱动电机转轮2的旋转轴线与第一安装板14垂直。驱动电机1的延伸方向与第一安装板14垂直，第一安装板14具有安装孔，驱动电机1通过该安装孔安装在第一安装板14上，驱动电机转轮2和驱动电机1分别位于第一安装板14的两侧。
反射镜支架9与切换机构支座3的第二安装板15通过第一切换转轴销钉5铰链连接。弹簧支架6通过弹簧支架压紧销钉设置在第二安装板上。
驱动电机转轮2与切换槽轮12之间为间隙配合，适当的间隙一方面保证弹簧自锁组件能够发挥作用，另一方面能减小到达机械限位时的冲击。
在切换机构支座3上有两个切换目标位置机械限位点，具体的：
反射镜支架9抵靠在第三安装板16上时所处的位置为其中一个机械限位点，具体如图1和图3中反射镜支架9的位置所示。
驱动电机1带动驱动电机转轮2和切换槽轮12，切换槽轮12通过切换拨叉11将切换槽轮的间歇性旋转运动传递给反射镜支架，从而使反射镜支架9绕第一切换转轴销钉的延伸方向转动，当反射镜支架9运动，从而带动预紧弹簧7和弹簧支架6，弹簧支架上设置有一凹槽，当弹簧支架运动到凹槽与弹簧支架压紧销钉4配合时，即为另外一个机械限位点。
通过在两个切换目标位置设置机械限位实现对反射镜支架的精确定位，驱动电机直接驱动驱动电机转轮和切换槽轮转动，实现反射镜快速切换。
参见图2、图3和图4所示，本发明的工作原理为：
当驱动电机转轮2的销柱101处在切换槽轮12的切换槽内时，驱动电机转轮2转动会带动切换槽轮12的转动，当驱动电机转轮2的销柱101不在切换槽轮12的切换槽内时，驱动电机转轮1转动不会带动切换槽轮12转动，从而实现了切换机构的间歇式转动。
参见图4所示，反射镜支架9的回转半径为R，回转中心为O1，弹簧支架6的回转中心为O2，其回转半径r随反射镜支架9回转角度θ的变化而变化，预紧弹簧7的预紧力Ft会随着r的变化而变化，弹簧预紧力在限位面产生的有效锁紧力FS＝Ft*sin(θ)。
在锁紧状态下，有效锁紧力Fs1或Fs2与反射镜支架9的回转中心O1的垂直距离较小，反射镜支架9的锁紧力矩较小，因此驱动电机1用较小的驱动力矩即可驱动反射镜支架9从一个目标位置向另一个目标位置快速切换。
以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所作出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种反射镜切换机构，其特征在于，包括：
切换机构支座；
用于安装反射镜的反射镜支架，所述反射镜支架与所述切换机构支座铰链连接；
用于驱动所述反射镜支架转动的驱动组件，所述驱动组件包括驱动电机，设置在所述驱动电机上的驱动电机转轮，与所述驱动电机转轮配接的切换槽轮，所述驱动电机驱动所述驱动电机转轮和所述切换槽轮，使所述反射镜支架实现位置切换。
2.根据权利要求1所述的反射镜切换机构，其特征在于，所述驱动组件包括切换拨叉，所述切换拨叉包括叉座和安装在所述叉座上的叉脚，所述叉脚形成一凹部，所述叉座与所述切换槽轮配接，所述凹部与所述反射镜支架配接。
3.根据权利要求2所述的反射镜切换机构，其特征在于，所述切换机构支座包括第一安装板、第二安装板和第三安装板，所述第一安装板的一端和第二安装板的一端固定设置在所述第三安装板上，所述第一安装板与所述第二安装板平行设置。
4.根据权利要求3所述的反射镜切换机构，其特征在于，所述驱动电机转轮设置在所述第一安装板上，所述驱动电机转轮的旋转轴线与所述第一安装板垂直。
5.根据权利要求4所述的反射镜切换机构，其特征在于，所述反射镜支架的一端可铰链连接在所述第二安装板上。
6.根据权利要求5所述的反射镜切换机构，其特征在于，所述反射镜切换机构包括第一切换转轴销钉，所述反射镜支架与所述切换机构支座通过所述第一切换转轴销钉铰链连接。
7.根据权利要求5所述的反射镜切换机构，其特征在于，所述反射镜切换机构还包括弹性自锁组件，所述弹性自锁组件包括预紧弹性件，所述预紧弹性件用于实现对所述切换机构的自锁。
8.根据权利要求7所述的反射镜切换机构，其特征在于，所述弹性自锁组件包括用于压紧所述预紧弹性件的弹性件支架，所述弹性件支架与所述第二安装板可转动连接。
9.根据权利要求8所述的反射镜切换机构，其特征在于，所述预紧弹性件的一端与所述弹性件支架固定连接，另一端设置有弹性件压帽，所述弹性件压帽与所述反射镜支架可枢转连接。
10.根据权利要求9所述的反射镜切换机构，其特征在于，所述弹性件支架与所述切换机构支座借由第二切换转轴销钉铰链连接，所述弹性件压帽借由第三切换转轴销钉与所述反射镜支架连接。
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