CN108445596B - 光机结构的二维调节装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种光机结构的二维调节装置，包括光机安装架、第一电机、驱动机构和凸轮，所述凸轮连接于所述第一电机的旋转轴，所述凸轮的表面抵触所述光机安装架，所述第一电机的旋转轴旋转以使所述凸轮带动所述光机安装架沿预设的第一方向移动，所述驱动机构与所述光机安装架连接，所述驱动机构用于驱动所述光机安装架沿垂直于所述第一方向的第二方向移动。由于凸轮比丝杆的移动范围小，适合于光机结构短行程的移动特点，且凸轮具有结构紧凑和占用空间的优点。因此，上述光机结构的二维调节装置能够实现光机结构的二维移动，且具有结构紧凑和占用空间小的优点。

Description

光机结构的二维调节装置

技术领域

本发明涉及位置调节技术领域，特别是涉及一种光机结构的二维调节装置。

背景技术

在光学系统中，由于有调整光学元件的光轴位置的需求，需要对光学元件进行二维方向的移动来达到目的。传统的在二维平面内移动调节装置是在水平方向和垂直方向上各设置导轨，采用电机丝杆结构驱动光学元件实现二维移动。然而，调节装置采用电机丝杆结构后体积较大，占用空间大，不利于在小空间场合应用。

发明内容

基于此，有必要针对占用空间大的问题，提供一种光机结构的二维调节装置，它具有结构紧凑、占用空间小的优点。

一种光机结构的二维调节装置，包括光机安装架、第一电机、驱动机构和凸轮，所述凸轮连接于所述第一电机的旋转轴，所述凸轮的表面抵触所述光机安装架，所述第一电机的旋转轴旋转以使所述凸轮带动所述光机安装架沿预设的第一方向移动，所述驱动机构与所述光机安装架连接，所述驱动机构用于驱动所述光机安装架沿垂直于所述第一方向的第二方向移动。

上述光机结构的二维调节装置中，光机安装架用于安装光机结构。第一电机的旋转轴旋转，带动凸轮转动，从而凸轮的表面抵触并推动光机安装架沿预设的第一方向移动。驱动机构与光机安装架连接，从而驱动机构用于驱动光机安装架沿第二方向移动。由于凸轮比丝杆的移动范围小，适合于光机结构短行程的移动特点，且凸轮具有结构紧凑和占用空间小的优点。因此，上述光机结构的二维调节装置能够实现光机结构的二维移动，且具有结构紧凑和占用空间的优点。

进一步地，上述光机结构的二维调节装置还包括第一导轨和安装在所述第一导轨上的第一滑块，所述第一导轨沿所述第一方向设置，所述光机安装架与所述第一滑块连接。

进一步地，上述光机结构的二维调节装置还包括连接板、第二导轨和安装在所述第二导轨上的第二滑块，所述第一导轨安装于所述连接板，所述第二导轨沿所述第二方向设置，所述连接板与所述第二滑块连接，所述驱动机构用于驱动所述连接板沿所述第二方向移动。

进一步地，所述驱动机构包括第二电机、固定架和弹性件，所述第二电机安装于所述固定架，所述第二电机的旋转轴连接有顶柱，所述固定架设有螺纹孔，所述顶柱设有与所述螺纹孔相配合的外螺纹，所述顶柱的端部抵触所述连接板，所述第二电机的旋转轴旋转以使所述顶柱推动所述连接板朝远离所述第二电机的方向移动，所述弹性件用于驱动所述连接板靠近所述第二电机的方向运动。

进一步地，所述弹性件为拉伸弹簧，所述拉伸弹簧的一端连接于所述第二导轨的一端，所述拉伸弹簧的另一端抵触所述第二滑块以拉动所述第二滑块朝靠近所述第二电机的方向运动；

或者，所述弹性件为压缩弹簧，所述压缩弹簧的一端连接于所述第二导轨的另一端，所述压缩弹簧的另一端抵触所述第二滑块以推动所述第二滑块朝靠近所述第二电机的方向运动。

进一步地，所述第二电机的旋转轴为多边形轴，所述顶柱设有与所述多边形轴相匹配的多边形轴孔。

进一步地，所述第一电机安装于所述固定架，所述第一电机和所述第二电机位于所述固定架的同一侧。

进一步地，上述光机结构的二维调节装置还包括支撑轴承，所述支撑轴承安装于所述固定架内，所述凸轮的一端套接于所述支撑轴承内。

进一步地，上述光机结构的二维调节装置还包括螺母，所述第一电机的旋转轴端部穿过所述凸轮后与所述螺母螺纹连接，所述螺母抵触所述凸轮的另一端以使所述凸轮抵触所述轴承。

进一步地，上述光机结构的二维调节装置还包括底座，所述第二导轨和所述固定架安装在所述底座上。

附图说明

图1为本发明实施例中所述光机结构的二维调节装置的结构示意图；

图2为图1中所述光机结构的二维调节装置的另一视角图；

图3为图1中所述光机结构的二维调节装置的使用示意图；

图4为图1中所述光机结构的二维调节装置的爆炸图。

100、光机安装架，201、第一电机，202、凸轮，203、第一导轨，204、第一滑块，205、支撑轴承，206、螺母，301、第二电机，302、连接板，303、第二导轨，304、第二滑块，305、弹性件，306、顶柱，400、固定架，401、螺纹孔，500、底座，600、光机结构。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。本发明中所述“第一”、“第二”不代表具体的数量及顺序，仅仅是用于名称的区分。

在一个实施例中，图1和图2显示一种光机结构的二维调节装置，包括光机安装架100、第一电机201、驱动机构和凸轮202。凸轮202连接于第一电机201的旋转轴，凸轮202的表面抵触光机安装架100。第一电机201的旋转轴旋转以使凸轮202带动光机安装架100沿预设的第一方向移动。驱动机构与光机安装架100连接，驱动机构用于驱动光机安装架100沿垂直于第一方向的第二方向移动。驱动机构可以直接或间接与光机安装架100接触或连接，实现带动光机安装架100运动。

上述光机结构的二维调节装置中，光机安装架100用于安装光机结构600(参考图3)。第一电机201的旋转轴旋转，带动凸轮202转动，从而凸轮202的表面抵触并推动光机安装架100沿预设的第一方向移动。驱动机构与光机安装架100连接，从而驱动机构用于驱动光机安装架100沿第二方向移动。由于凸轮202比丝杆的移动范围小，没有冗余行程，适合于光机结构600短行程的移动特点，从而凸轮202具有结构紧凑和占用空间小的优点。因此，上述光机结构的二维调节装置能够实现光机结构600的二维移动，且具有结构紧凑和占用空间的优点。

并且，相比传统的丝杆结构，凸轮202驱动光机安装架100移动，凸轮202不与光机安装架100固定连接，不存在丝杆与导轨不平行而出现卡死、大噪音甚至电机损坏的问题。其中，凸轮202可以是指直径变化的转轮，也可以是指偏心轮。直径变化的转轮与第一电机201的旋转轴同轴设置或不同轴设置。偏心轮也是凸轮202的一种。偏心轮与第一电机201的旋转轴不同轴设置。图1中显示，第一方向为竖直方向，第二方向为水平方向。可以理解，第一方向也可以为水平方向，或者，其他倾斜方向。

进一步地，结合图1和图2，上述光机结构的二维调节装置还包括第一导轨203和安装在第一导轨203上的第一滑块204。第一导轨203沿第一方向设置，光机安装架100与第一滑块204连接。光机安装架100及光机结构600通过第一滑块204与第一导轨203的配合，实现在第一方向上平稳运动。

进一步地，结合图1和图2，上述光机结构的二维调节装置还包括连接板302、第二导轨303和安装在第二导轨303上的第二滑块304。第一导轨203安装于连接板302，第二导轨303沿第二方向设置，连接板302与第二滑块304连接，驱动机构用于驱动连接板302沿第二方向移动。结合图1至图3，光机结构600借助于光机安装架100、第一滑块204和第一导轨203，实现与连接板302联动。连接板302及光机结构600通过第二滑块304与第二导轨303的配合，实现在第二方向上平稳运动。

进一步地，结合图2和图4，驱动机构包括第二电机301、固定架400和弹性件305。第二电机301安装于固定架400，第二电机301的旋转轴连接有顶柱306。固定架400设有螺纹孔401，顶柱306设有与螺纹孔401相配合的外螺纹，从而第二电机301的旋转轴带动顶柱306旋转，顶柱306能够沿着螺纹孔401的中心线移动。顶柱306的端部抵触连接板302，第二电机301的旋转轴旋转以使顶柱306推动连接板302朝远离第二电机301的方向移动，弹性件305用于驱动连接板302靠近第二电机301的方向运动。结合图2和图4进行说明，在第二方向上，顶柱306的端部抵触连接板302，从而能够推动连接板302沿远离第二电机301的方向移动。当顶柱306回移时，连接板302在弹性件305的弹力作用下，能够沿靠近第二电机301的方向运动，直至抵触顶柱306。相比传统丝杆传动结构，顶柱306和弹性件305的配合使得连接板302及光机结构600能够实现沿第二方向移动，且顶柱306和弹性件305具有结构紧凑的特点，占用空间小。此外，顶柱306与连接板302抵触而不固定连接，不存在丝杆与导轨不平行而出现卡死、大噪音甚至电机损坏的问题。

进一步地，结合图2，弹性件305为拉伸弹簧。拉伸弹簧的一端连接于第二导轨303的一端，拉伸弹簧的另一端抵触第二滑块304以拉动第二滑块304朝靠近第二电机301的方向运动。当顶柱306回移时，顶柱306与连接板302分离，则在拉伸弹簧的拉力作用下，第二滑块304及连接板302、光机结构600沿第二导轨303朝靠近第二电机301的方向运动，直至连接板302抵触顶柱306或固定架400。

可以理解，弹性件305还可以是压缩弹簧，压缩弹簧的一端连接于第二导轨303的另一端，压缩弹簧的另一端抵触第二滑块304以推动第二滑块304朝靠近第二电机301的方向运动。类似地，当顶柱306回移时，顶柱306与连接板302分离，则在压缩弹簧的推力作用下，第二滑块304及连接板302、光机结构600沿第二导轨303朝靠近第二电机301的方向运动，直至连接板302抵触顶柱306或固定架400。

进一步地，结合图4，第二电机301的旋转轴为多边形轴，顶柱306设有与多边形轴相匹配的多边形轴孔。比如，第二电机301的旋转轴为六边形轴，六边形轴插入顶柱306的六边形轴孔中。如此，第二电机301的旋转轴与顶柱306不会发生相对转动，第二电机301的旋转轴能够带动顶柱306旋转，进而实现驱动光机安装架100沿第二方向移动。

进一步地，结合图1和图2，第一电机201安装于固定架400，第一电机201和第二电机301位于固定架400的同一侧。如此，第一电机201和第二电机301都固定在固定架400，不会发生移动(比如，不会沿第一导轨203或第二导轨303移动，不会随着光机安装架100移动)，便于封装。并且，第一电机201和第二电机301位于固定架400的同一侧，使得整体结构紧凑，布局合理，占用空间小。

具体地，第一电机201和第二电机301上下设置。第一电机201和第二电机301位于固定架400的一侧，光机安装架100位于固定架400的另一侧，从而更加合理地利用空间，布局合理，占用空间小，便于封装。其中，第一电机201和第二电机301通过紧固件可拆卸地安装于固定架400。

进一步地，结合图1和图4，上述光机结构的二维调节装置还包括支撑轴承205，支撑轴承205安装于固定架400内，凸轮202的一端套接于支撑轴承205内。如此，凸轮202承受的压力能够转移到支撑轴承205上，避免凸轮202和第一电机201的旋转轴磨损。具体地，支撑轴承205可选为深沟球轴承。

进一步地，结合图1和图4，上述光机结构的二维调节装置还包括螺母206。第一电机201的旋转轴端部穿过凸轮202后与螺母206螺纹连接，螺母206抵触凸轮202的另一端以使凸轮202抵触轴承。螺母206能够将凸轮202锁定在第一电机201的旋转轴，使得凸轮202转动过程平稳，不会沿着第一电机201的旋转轴移动。

进一步地，结合图1，上述光机结构的二维调节装置还包括底座500，第二导轨303和固定架400安装在底座500上。底座500起到支撑作用。

具体地，第二导轨303和固定架400通过紧固件可拆卸地安装到底座500上。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种光机结构的二维调节装置，其特征在于，包括光机安装架、第一电机、驱动机构和凸轮，所述凸轮连接于所述第一电机的旋转轴，所述凸轮的表面抵触所述光机安装架，所述第一电机的旋转轴旋转以使所述凸轮带动所述光机安装架沿预设的第一方向移动，所述驱动机构与所述光机安装架连接，所述驱动机构用于驱动所述光机安装架沿垂直于所述第一方向的第二方向移动；所述驱动机构包括第二电机、固定架和弹性件，所述第二电机安装于所述固定架，所述第二电机的旋转轴连接有顶柱，所述固定架设有螺纹孔，所述顶柱设有与所述螺纹孔相配合的外螺纹，所述顶柱的端部抵触所述连接板，所述第二电机的旋转轴旋转以使所述顶柱推动所述连接板朝远离所述第二电机的方向移动，所述弹性件用于驱动所述连接板靠近所述第二电机的方向运动。

2.根据权利要求1所述的光机结构的二维调节装置，其特征在于，还包括第一导轨和安装在所述第一导轨上的第一滑块，所述第一导轨沿所述第一方向设置，所述光机安装架与所述第一滑块连接。

3.根据权利要求2所述的光机结构的二维调节装置，其特征在于，还包括连接板、第二导轨和安装在所述第二导轨上的第二滑块，所述第一导轨安装于所述连接板，所述第二导轨沿所述第二方向设置，所述连接板与所述第二滑块连接，所述驱动机构用于驱动所述连接板沿所述第二方向移动。

4.根据权利要求3所述的光机结构的二维调节装置，其特征在于，所述弹性件为拉伸弹簧，所述拉伸弹簧的一端连接于所述第二导轨的一端，所述拉伸弹簧的另一端抵触所述第二滑块以拉动所述第二滑块朝靠近所述第二电机的方向运动。

5.根据权利要求3所述的光机结构的二维调节装置，其特征在于，所述弹性件为压缩弹簧，所述压缩弹簧的一端连接于所述第二导轨的另一端，所述压缩弹簧的另一端抵触所述第二滑块以推动所述第二滑块朝靠近所述第二电机的方向运动。

6.根据权利要求3所述的光机结构的二维调节装置，其特征在于，所述第二电机的旋转轴为多边形轴，所述顶柱设有与所述多边形轴相匹配的多边形轴孔。

7.根据权利要求3所述的光机结构的二维调节装置，其特征在于，所述第一电机安装于所述固定架，所述第一电机和所述第二电机位于所述固定架的同一侧。

8.根据权利要求3所述的光机结构的二维调节装置，其特征在于，还包括支撑轴承，所述支撑轴承安装于所述固定架内，所述凸轮的一端套接于所述支撑轴承内。

9.根据权利要求8所述的光机结构的二维调节装置，其特征在于，还包括螺母，所述第一电机的旋转轴端部穿过所述凸轮后与所述螺母螺纹连接，所述螺母抵触所述凸轮的另一端以使所述凸轮抵触所述轴承。

10.根据权利要求3-9任意一项所述的光机结构的二维调节装置，其特征在于，还包括底座，所述第二导轨和所述固定架安装在所述底座上。

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