CN108234864A - 一种高稳定性小型化红外热像仪视场切换机构 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种高稳定性小型化红外热像仪视场切换机构,包括红外基座、视场镜框、视场透镜组、切出挡块、光杆支架、从动倒槽、电机导杆、电机、光杆、光杆紧固销钉、轴承紧固销钉、光杆轴承、垂直垫片、限位螺钉、吸附螺钉、倒槽轴承、水平垫片、吸附磁铁、限位块、电机销钉、平键;本发明的视场切换机构,通过电机带动视场镜框沿光杆做旋转运动实现视场切换;一个光机系统中安装多组本装置实现多个视场的切换;通过垂直垫片、水平垫片、限位螺钉、限位块实现本装置快捷的高精度调节;通过光杆紧固销钉、轴承紧固销钉、吸附螺钉、吸附磁铁保证本装置的高稳定性。解决了常规视场切换机构占用空间大、定位精度低、稳定性低、精度调整困难、多个视场精度不能分开调节等问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种红外热像仪的视场切换机构,具体为一种高稳定性小型化红外热像仪视场切换机构,特别适用于各类通过切换镜组实现视场切换的红外热像仪或电视、微光等光学系统中。
背景技术
红外热像仪等光电设备在生活、工作中的使用越来越广泛,通过切入切出镜组实现多个视场切换的光电设备占很大的比例。传统的通过切入切出镜组实现视场切换的机构存在占用空间大、视场切换速度慢、精度调节困难、稳定性差视场切换等问题。
发明内容
为解决现有技术存在的问题,本发明提出一种高稳定性小型化红外热像仪视场切换机构,通过一系列结构件间的相互连接、定位的组合设计,实现了高性能、小型化的视场切换机构,为实现高性能、小型化的红外热像仪等光电设备提供新的方案。
本发明的技术方案为:
所述一种高稳定性小型化红外热像仪视场切换机构,其特征在于:包括红外基座(1)、视场镜框(2)、视场透镜组(3)、切出挡块(4)、光杆支架(5)、从动倒槽(6)、电机导杆(7)、电机(8)、光杆(9)、光杆紧固销钉(10)、轴承紧固销钉(11)、光杆轴承(12)、垂直垫片(13)、限位螺钉(14)、吸附螺钉(15)、倒槽轴承(16)、水平垫片(17)、吸附磁铁(18)、限位块(19)、电机销钉(20)、平键(21);
视场透镜组(3)安装在视场镜框(2)的框体内,视场镜框(2)框体下部的连接臂下端通过光杆轴承(12)固定在光杆(9)上,视场镜框(2)通过光杆轴承(12)可绕光杆(9)做转动;光杆(9)固定在两端的光杆支架(5)上;光杆支架(5)用螺钉安装在红外基座(1)上;切出挡块(4)、限位块(19)、电机(8)通过螺钉安装在红外基座(1)上;
从动倒槽(6)通过螺钉安装在视场镜框(2)连接臂中垂直于视场透镜组(3)轴线的侧面上,限位螺钉(14)和吸附螺钉(15)安装在视场镜框(2)连接臂中平行于视场透镜组(3)轴线的侧面凹槽内;
电机导杆(7)通过电机销钉(20)和平键(21)固定在电机(8)的输出轴上;倒槽轴承(16)安装在电机导杆(7)与从动倒槽(6)之间;电机(8)输出轴带动电机导杆(7)做旋转运动,驱动倒槽轴承(16)在从动倒槽(6)内做平动,同时带动视场镜框(2)沿光杆(9)做旋转运动,实现视场切换。
进一步的优选方案,所述一种高稳定性小型化红外热像仪视场切换机构,其特征在于:电机导杆(7)与倒槽轴承(16)内径,倒槽轴承(16)外径与从动倒槽(6)均采用小间隙配合。
进一步的优选方案,所述一种高稳定性小型化红外热像仪视场切换机构,其特征在于:两个光杆支架(5)沿轴向压紧两个光杆轴承(12),保证视场镜框(2)沿轴向无窜动。
进一步的优选方案,所述一种高稳定性小型化红外热像仪视场切换机构,其特征在于:光杆轴承(12)通过轴承紧固销钉(11)与视场镜框(2)紧固,光杆(9)通过光杆紧固销钉(10)与光杆支架(5)紧固,保证视场镜框(2)沿径向无窜动。
进一步的优选方案,所述一种高稳定性小型化红外热像仪视场切换机构,其特征在于:光杆支架(5)与红外基座(1)之间有垂直垫片(13)和水平垫片(17);垂直垫片(13)和水平垫片(17)均为成组的垫片;通过改变垂直垫片(13)的厚度实现视场透镜组(3)在水平方向的精度调节;通过改变水平垫片(17)的厚度实现视场透镜组(3)在垂直方向的精度调节;通过光杆支架(5)沿轴向移动,实现视场透镜组(3)在轴向的精度调节。
进一步的优选方案,所述一种高稳定性小型化红外热像仪视场切换机构,其特征在于:限位螺钉(14)通过螺纹与视场镜框(2)连接;在视场镜框(2)切入视场时,通过限位螺钉(14)与限位块(19)接触来确定视场透镜组(3)在视场内的位置;通过旋入、旋出限位螺钉(14)来调节视场透镜组(3)在视场内的精度。
进一步的优选方案,所述一种高稳定性小型化红外热像仪视场切换机构,其特征在于:吸附螺钉(15)通过螺纹与视场镜框(2)连接;在视场镜框(2)切入视场时,通过吸附螺钉(15)与吸附磁铁(18)间的吸力提高机构的稳定性及画面的稳定性;通过旋入、旋出限位螺钉(14)来调节吸附螺钉(15)与吸附磁铁(18)间的吸力。
进一步的优选方案,所述一种高稳定性小型化红外热像仪视场切换机构,其特征在于:一个光机系统中能够包含n个切换机构,实现n+1个视场的切换。
有益效果
1、占用空间小
通过压缩变倍透镜尺寸,减小透镜切入切出的运动距离,减小变倍全行程所占用的空间;采用与光轴平行的旋转轴,有效利用大物镜后的空间;采用巧妙的传动机构,大大压缩了传动机构的空间尺寸。
本切换机构沿径向不超出大物镜口径;沿轴向,运动机构不超出变倍镜筒;电机不超出光学系统长度。结构紧凑,布局合理,大大减小了变倍机构的空间尺寸。
2、视场切换速度快
一种高稳定性小型化红外热像仪视场切换机构视场切换速度通常在1秒以内,通过合理选用电机减速比可进一步提高切换速度。
3、可实现全方位的精度调节
通过不同视场独立的切换机构,保证各视场精度调节的独立性;三个正交方向的独立调整环节和一个沿旋转方向的调整环节,保证每个视场全方位的调节能力。
4、视轴稳定性高
采用大减速比的电机驱动,电机自身具有自锁功能,保证稳定性;在视场切入状态,加入磁铁吸附功能,大大提高了切入状态下视轴稳定性。
5、到位精度高
具有独立的到位精度调节功能,采用螺钉旋入旋出的方式进行调节,便捷可靠,且调节精度高。
6、视轴重复精度高
运动部件间均采用高精度配合,减小运动机构间隙,提高视轴重复精度;增加限位机构,保证视轴的重复精度。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1一种高稳定性小型化红外热像仪视场切换机构示意图
图2旋转轴连接方式示意图
图3视场切换机构示意图
图4视场切换示意图
图中:1-红外基座、2-视场镜框、3-视场透镜组、4-切出挡块、5-光杆支架、6-从动倒槽、7-电机导杆、8-电机、9-光杆、10-光杆紧固销钉、11-轴承紧固销钉、12-光杆轴承、13-垂直垫片、14-限位螺钉、15-吸附螺钉、16-倒槽轴承、17-水平垫片、18-吸附磁铁、19-限位块、20-电机销钉、21-平键、22-第一视场切换机构切出状态、23-第一视场切换机构切入状态、24-第二视场切换机构切出状态。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
如图1~图4所示,本实施例中的高稳定性小型化红外热像仪视场切换机构,包括红外基座(1)、视场镜框(2)、视场透镜组(3)、切出挡块(4)、光杆支架(5)、从动倒槽(6)、电机导杆(7)、电机(8)、光杆(9)、光杆紧固销钉(10)、轴承紧固销钉(11)、光杆轴承(12)、垂直垫片(13)、限位螺钉(14)、吸附螺钉(15)、倒槽轴承(16)、水平垫片(17)、吸附磁铁(18)、限位块(19)、电机销钉(20)、平键(21)。
视场透镜组(3)安装在视场镜框(2)的框体内,视场镜框(2)框体下部的连接臂下端通过光杆轴承(12)固定在光杆(9)上,视场镜框(2)通过光杆轴承(12)可绕光杆(9)做转动;光杆(9)固定在两端的光杆支架(5)上,两个光杆支架(5)沿轴向压紧两个光杆轴承(12),保证视场镜框(2)沿轴向无窜动;光杆轴承(12)通过轴承紧固销钉(11)与视场镜框(2)紧固,光杆(9)通过光杆紧固销钉(10)与光杆支架(5)紧固,保证视场镜框(2)沿径向无窜动。光杆支架(5)用螺钉安装在红外基座(1)上;切出挡块(4)、限位块(19)、电机(8)通过螺钉安装在红外基座(1)上。
从动倒槽(6)通过螺钉安装在视场镜框(2)连接臂中垂直于视场透镜组(3)轴线的侧面上,限位螺钉(14)和吸附螺钉(15)安装在视场镜框(2)连接臂中平行于视场透镜组(3)轴线的侧面凹槽内。
限位螺钉(14)通过螺纹与视场镜框(2)连接;在视场镜框(2)切入视场时,通过限位螺钉(14)与限位块(19)接触来确定视场透镜组(3)在视场内的位置;通过旋入、旋出限位螺钉(14)来调节视场透镜组(3)在视场内的精度。
光杆支架(5)与红外基座(1)之间有垂直垫片(13)和水平垫片(17);垂直垫片(13)和水平垫片(17)均为成组的垫片,最小厚度0.01mm;通过改变垂直垫片(13)的厚度实现视场透镜组(3)在水平方向0.01mm以内的精度调节;通过改变水平垫片(17)的厚度实现视场透镜组(3)在垂直方向0.01mm以内的精度调节;通过光杆支架(5)沿轴向移动,实现视场透镜组(3)在轴向的精度调节。
通过以上调整环节,可保证视场透镜组(3)在光机系统中各方向上0.01mm以内的精度。
电机导杆(7)通过电机销钉(20)和平键(21)固定在电机(8)的输出轴上;倒槽轴承(16)安装在电机导杆(7)与从动倒槽(6)之间,且倒槽轴承(16)套在电机导杆(7)上;电机(8)输出轴带动电机导杆(7)做旋转运动,驱动倒槽轴承(16)在从动倒槽(6)内做平动,同时带动视场镜框(2)沿光杆(9)做旋转运动,实现视场切换。
通过电机销钉(20)消除电机导杆(7)、平键(21)与电机(8)间的间隙;电机导杆(7)与倒槽轴承(16)内径,倒槽轴承(16)外径与从动倒槽(6)均采用高精度小间隙配合,减小相互间的运动间隙;光杆支架(5)沿轴向压紧光杆轴承(12),保证视场镜框(2)沿轴向无窜动;光杆紧固销钉(10)压紧光杆(9),消除光杆(9)与光杆支架(5)的间隙;轴承紧固销钉(11)压紧光杆轴承(12),消除光杆轴承(12)与视场镜框(2)的间隙。
电机减速箱选用304:1的大减速比,通过大减速比减速箱实现变倍机构的断电自锁;但电机自身存在空回,在视场镜框(2)切入视场时,通过吸附螺钉(15)与吸附磁铁(18)间的吸力,保证变倍机构在视场中不晃动,提高机构及成像画面的稳定性;通过旋入、旋出限位螺钉(14)来调节吸附螺钉(15)与吸附磁铁(18)间的吸力。
视场切入时,限位螺钉(14)接触限位块(19)时,运动停止;视场切出时,视场镜框(3)上凸台接触切出挡块(4)时,运动停止。
若一个光机系统中包含n个本发明的切换机构,则其可以实现n+1个视场的切换。如图4所示,若第一个切换机构(22)移动至序号(23)位置处,为第一个视场;若第二个切换机构(24)移动至序号(23)位置处,为第二个视场;若第一个切换机构(22)和第二个切换机构(24)均移出视场,则为第三个视场,以此类推。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (8)
1.一种高稳定性小型化红外热像仪视场切换机构,其特征在于:包括红外基座(1)、视场镜框(2)、视场透镜组(3)、切出挡块(4)、光杆支架(5)、从动倒槽(6)、电机导杆(7)、电机(8)、光杆(9)、光杆紧固销钉(10)、轴承紧固销钉(11)、光杆轴承(12)、垂直垫片(13)、限位螺钉(14)、吸附螺钉(15)、倒槽轴承(16)、水平垫片(17)、吸附磁铁(18)、限位块(19)、电机销钉(20)、平键(21);
视场透镜组(3)安装在视场镜框(2)的框体内,视场镜框(2)框体下部的连接臂下端通过光杆轴承(12)固定在光杆(9)上,视场镜框(2)通过光杆轴承(12)可绕光杆(9)做转动;光杆(9)固定在两端的光杆支架(5)上;光杆支架(5)用螺钉安装在红外基座(1)上;切出挡块(4)、限位块(19)、电机(8)通过螺钉安装在红外基座(1)上;
从动倒槽(6)通过螺钉安装在视场镜框(2)连接臂中垂直于视场透镜组(3)轴线的侧面上,限位螺钉(14)和吸附螺钉(15)安装在视场镜框(2)连接臂中平行于视场透镜组(3)轴线的侧面凹槽内;
电机导杆(7)通过电机销钉(20)和平键(21)固定在电机(8)的输出轴上;倒槽轴承(16)安装在电机导杆(7)与从动倒槽(6)之间;电机(8)输出轴带动电机导杆(7)做旋转运动,驱动倒槽轴承(16)在从动倒槽(6)内做平动,同时带动视场镜框(2)沿光杆(9)做旋转运动,实现视场切换。
2.根据权利要求1所述一种高稳定性小型化红外热像仪视场切换机构,其特征在于:电机导杆(7)与倒槽轴承(16)内径,倒槽轴承(16)外径与从动倒槽(6)均采用小间隙配合。
3.根据权利要求2所述一种高稳定性小型化红外热像仪视场切换机构,其特征在于:两个光杆支架(5)沿轴向压紧两个光杆轴承(12),保证视场镜框(2)沿轴向无窜动。
4.根据权利要求3所述一种高稳定性小型化红外热像仪视场切换机构,其特征在于:光杆轴承(12)通过轴承紧固销钉(11)与视场镜框(2)紧固,光杆(9)通过光杆紧固销钉(10)与光杆支架(5)紧固,保证视场镜框(2)沿径向无窜动。
5.根据权利要求1或4所述一种高稳定性小型化红外热像仪视场切换机构,其特征在于:光杆支架(5)与红外基座(1)之间有垂直垫片(13)和水平垫片(17);垂直垫片(13)和水平垫片(17)均为成组的垫片;通过改变垂直垫片(13)的厚度实现视场透镜组(3)在水平方向的精度调节;通过改变水平垫片(17)的厚度实现视场透镜组(3)在垂直方向的精度调节;通过光杆支架(5)沿轴向移动,实现视场透镜组(3)在轴向的精度调节。
6.根据权利要求5所述一种高稳定性小型化红外热像仪视场切换机构,其特征在于:限位螺钉(14)通过螺纹与视场镜框(2)连接;在视场镜框(2)切入视场时,通过限位螺钉(14)与限位块(19)接触来确定视场透镜组(3)在视场内的位置;通过旋入、旋出限位螺钉(14)来调节视场透镜组(3)在视场内的精度。
7.根据权利要求6所述一种高稳定性小型化红外热像仪视场切换机构,其特征在于:吸附螺钉(15)通过螺纹与视场镜框(2)连接;在视场镜框(2)切入视场时,通过吸附螺钉(15)与吸附磁铁(18)间的吸力提高机构的稳定性及画面的稳定性;通过旋入、旋出限位螺钉(14)来调节吸附螺钉(15)与吸附磁铁(18)间的吸力。
8.根据权利要求1所述一种高稳定性小型化红外热像仪视场切换机构,其特征在于:
一个光机系统中能够包含n个切换机构,实现n+1个视场的切换。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
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Application publication date: 20180629 |