CN110579853A - 一种调焦机构及红外成像设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及光电测试设备技术领域，公开了一种调焦机构及红外成像设备。调焦机构包括固定架、移动架、导向组件、驱动丝杠和半螺母。移动架位于固定架上方。移动架的一侧通过导向组件与固定架连接，导向组件用于限定移动架沿第一方向移动。驱动丝杠的轴线沿第一方向延伸。半螺母活动连接于移动架的另一侧，且半螺母能够相对移动架沿第一方向、第二方向和第三方向移动限定距离，且保持与驱动丝杠传动连接，第一方向、第二方向和第三方向两两相互垂直。相比现有技术，本发明在调焦过程中，半螺母能够沿第一方向、第二方向和第三方向移动限定距离，且保持与驱动丝杠传动连接，进而避免了调焦过程中的卡死问题。

Description

一种调焦机构及红外成像设备

技术领域

本发明涉及光电测试设备技术领域，尤其涉及一种调焦机构及红外成像设备。

背景技术

红外成像设备主要通过红外探测器和镜片组配合实现将物体发出的不可见红外能量转变为可见的热图像。其中，红外探测器和镜片组的间距主要通过其中调焦机构来调焦，从而改变镜头光心与焦平面的距离，获得物体清晰像。

如图1所示，现有的红外成像设备的调焦机构主要包括固定架1＇和移动架2＇。其中，红外探测器安装在移动架2＇上，镜片组安装在固定架1＇上，移动架2＇的一端连接有滑块4＇，滑块4＇滑动插接在滑轨3＇上，滑轨3＇沿第一方向固定在固定架1＇上，移动架2＇基本无法相对固定架1＇摆动，只能相对固定架1＇沿滑轨3＇上下移动，从而调整移动架2＇与固定架1＇的间距。此外，其还设有用于驱动移动架2＇移动的步进电机6＇和驱动丝杠5＇。步进电机6＇固定安装在固定架1＇上，驱动丝杠5＇未连接步进电机6＇的一端能够转动地安装在固定架1＇上的安装位7＇处，且驱动丝杠5＇的轴线沿第一方向延伸，以保持和滑轨3＇相互平行。在移动架2＇的另一侧上开设有螺纹孔，驱动丝杠5＇插接于螺纹孔中，驱动丝杠5＇通过转动能够驱动移动架2＇靠近或者远离固定架1＇。

但是，在对移动架2＇进行螺纹孔的加工过程中，难免的存在加工误差，且螺纹孔与驱动丝杠5＇之间的配合也存在一定的配合公差。当驱动丝杠5＇驱动移动架2＇移动时，驱动丝杠5＇的偏位或者驱动丝杠5＇与滑轨3＇不再平行，容易导致移动架2＇在实际调焦移动过程中出现驱动丝杠5＇和螺纹孔相互卡死的问题。

针对以上问题，亟需提供一种调焦机构及红外成像设备，能够避免调焦过程中的卡死问题。

发明内容

本发明的一个目的在于提出一种调焦机构，能够避免调焦过程中的卡死问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种调焦机构，包括：

固定架；

移动架，位于所述固定架上方；

导向组件，所述移动架的一侧通过所述导向组件与所述固定架连接，所述导向组件用于限定所述移动架沿第一方向移动；

驱动丝杠，其轴线沿所述第一方向延伸；

半螺母，其活动连接于所述移动架的另一侧，且所述半螺母能够相对所述移动架沿第二方向、第三方向和所述第一方向移动限定距离，且保持与所述驱动丝杠传动连接，所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向两两相互垂直。

可选地，所述移动架上设置有容纳腔，所述半螺母设置于所述容纳腔中。

可选地，所述调焦机构还包括：

第一弹性件，沿所述第二方向设置，且所述第一弹性件的一端抵靠所述半螺母，另一端抵靠所述容纳腔的内壁，以使所述半螺母弹性抵靠于所述驱动丝杠上。

可选地，所述第一弹性件为压缩弹簧，所述半螺母上设置有沿所述第二方向延伸的限位凸起，所述压缩弹簧的抵靠所述半螺母的一端套设于所述限位凸起上。

可选地，所述调焦机构还包括：

导向销，沿所述第三方向滑动穿设于所述半螺母上，且所述导向销的两端伸出所述半螺母并活动抵靠于所述容纳腔的内壁上。

可选地，所述调焦机构还包括：

第二弹性件，沿所述第一方向设置，且所述第二弹性件的一端抵靠所述半螺母，另一端抵靠所述容纳腔的内壁，以使所述半螺母弹性抵靠于所述容纳腔的内壁。

可选地，所述移动架包括：

连接部；

半螺母载板，其与所述连接部可拆卸连接，所述半螺母载板和所述连接部之间配合形成所述容纳腔。

可选地，所述连接部与所述半螺母载板通过螺钉连接。

可选地，所述调焦机构还包括：

步进电机，设置于所述固定架上，且所述步进电机的输出端传动连接所述驱动丝杠。

本发明的另一个目的在于提出一种红外成像设备，红外成像设备中的调焦机构能够避免调焦过程中的卡死问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种红外成像设备，包括如上所述的调焦机构。

本发明的有益效果在于：

本发明的调焦机构，其移动架位于固定架上方，移动架的一侧通过导向组件与固定架连接，导向组件用于限定移动架沿第一方向移动。驱动丝杠的轴线沿第一方向延伸。半螺母活动连接于移动架的另一侧，且半螺母能够相对移动架沿第一方向、第二方向和第三方向移动限定距离，且保持与驱动丝杠传动连接。相比现有技术中驱动丝杠直接与移动架上开设的螺纹孔螺纹连接的设计结构，本发明的调焦机构在调焦过程中，半螺母能够沿第一方向、第二方向和第三方向移动限定距离，且保持与驱动丝杠传动连接，进而避免了调焦过程中的卡死问题。

附图说明

图1是现有技术中调焦机构的剖视图；

图2是本发明提供的调焦机构的剖视图；

图3是本发明提供的调焦机构的结构视图；

图4是本发明提供的半螺母与驱动丝杠位置的局部剖视图之一；

图5是本发明提供的半螺母位置处隐去驱动丝杠后的局部结构视图；

图6是本发明提供的半螺母与驱动丝杠位置的局部剖视图之二。

图中：

Z-第一方向；X-第二方向；Y-第三方向；

1＇-固定架；2＇-移动架；3＇-滑轨；4＇-滑块；5＇-驱动丝杠；6＇-步进电机；7＇-安装位；

1-固定架；2-移动架；21-连接部；22-半螺母载板；3-导向组件；4-驱动丝杠；5-半螺母；51-限位凸起；6-第一弹性件；7-导向销；8-第二弹性件；9-螺钉；10-步进电机。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

如图2-4所示，本实施例提供的一种调焦机构主要安装于红外成像设备等光电设备中，红外成像设备中调焦机构的主要作用为调整红外探测器和镜片组之间的间距，以实现红外热成像装置的调焦设置，图中Z方向为第一方向，X方向为第二方向，Y方向为第三方向，第一方向、第二方向和第三方向分别两两相互垂直。调焦机构主要包括固定架1、移动架2、导向组件3、驱动丝杠4和半螺母5。其中，固定架1上安装有镜片组，移动架2位于固定架1上方，红外探测器安装在移动架2上，且移动架2的一侧通过导向组件3与固定架1连接，导向组件3用于限定移动架2沿第一方向移动。移动架2的另一侧活动连接有半螺母5，而半螺母5与驱动丝杠4传动连接。驱动丝杠4的轴线沿第一方向延伸，驱动丝杠4与步进电机10的输出端传动连接。步进电机10则固定安装于固定架1上。在步进电机10的带动下，驱动丝杠4能够驱动移动架2沿第一方向移动，以达到调整固定架1和移动架2的间距的目的，而本实施例中的半螺母5能够相对移动架2沿第一方向、第二方向和第三方向移动限定距离，且保持与驱动丝杠4传动连接。

在现有技术中，驱动丝杠4直接与移动架2上开设的螺纹孔螺纹连接，由于装配设计误差的原因，调焦机构调焦过程中容易出现卡死的问题。而本实施例的调焦机构，其采用了半螺母5与驱动丝杠4传动连接的设计结构，且半螺母5浮动设置在移动架2上，驱动丝杠4与导向组件3相对且平行设置，调焦机构在调焦过程中，半螺母5能够沿第一方向、第二方向和第三方向移动限定距离，且保持与驱动丝杠4传动连接，如此设计使得调焦过程中，驱动丝杠4发生偏位时，半螺母5能够随之进行适当的移动以保证半螺母5的螺纹和驱动丝杠4的螺纹之间的正常配合，最终避免了卡死问题，保证了调焦机构的正常工作，因此调焦机构实际应用过程中不易损坏，提高了使用寿命。同时，从生产难度及效率的角度考虑，由于半螺母5在调焦过程中能够相对移动架2沿第一方向、第二方向和第三方向移动以保持与驱动丝杠4的正常配合，因此相比现有技术的直接在移动架2上开设螺纹孔的设计结构，本实施例的调焦机构对加工和生产的装配要求低，更容易保证装配良品率，有效提高了生产效率。

具体而言，如图3所示，本实施例中，导向组件3包括导轨和滑块，导轨沿第一方向固定安装在固定架1的一侧，滑块滑动插接在导轨上，而移动架2的一侧固定连接在滑块上。在其它实施例中，导向组件3也可以是导柱，导柱呈圆柱状柱体，导柱沿第一方向固定安装在固定架1上，而移动架2的一侧上开设有与导柱的形状和尺寸相匹配的插口，导柱贯穿插口，进而使得移动组件能够沿着导柱的轴线方向进行滑动，其也能起到限定移动架2沿第一方向移动的作用。

而为了实现将半螺母5活动连接在移动架2上，如图4-5所示，移动架2上设置有容纳腔，半螺母5设置于容纳腔中，半螺母5能够在容纳腔中沿第一方向、第二方向和第三方向移动限定距离。其中，移动架2包括连接部21和半螺母载板22。半螺母载板22与连接部21可拆卸连接，且半螺母载板22和连接部21之间配合形成容纳腔。具体的，连接部21与半螺母载板22通过螺钉9连接，该结构设计成本低，方便安装拆卸。更具体而言，如图5-6所示，本实施例中，连接部21的靠近半螺母5的一侧的上端位置处凸设有C形凸缘，半螺母载板22上设置有用于容纳半螺母5的容纳槽，容纳槽为与半螺母5的形状相同的方形凹槽，半螺母5的尺寸小于方形凹槽，半螺母5可以活动的设置于容纳槽中，而半螺母载板22靠近连接部21的一端上凸设有连接板，半螺母载板22的连接板通过螺钉9与移动架2的连接部21螺栓连接。此时，连接部21的C形凸缘位于半螺母5的上方，进而配合半螺母载板22的容纳槽共同形成容纳腔，最终实现将半螺母5可以活动的设置在移动架2上。

而为了实现半螺母5能够沿第二方向保持抵靠在驱动丝杠4上，如图6所示，本实施例中的调焦机构还包括第一弹性件6，第一弹性件6为压缩弹簧。第一弹性件6沿第二方向设置在容纳腔内，且第一弹性件6的一端抵靠半螺母5，第一弹性件6的另一端抵靠容纳腔的内壁，第一弹性件6压缩后具有弹性作用力，进而能够沿第二方向将半螺母5推压抵靠在驱动丝杠4上，以使半螺母5弹性抵靠于驱动丝杠4上。

进一步地，为了避免长期使用过程中压缩弹簧发生偏位，如图6所示，半螺母5上设置有沿第二方向延伸的限位凸起51，压缩弹簧的抵靠半螺母5的一端套设于限位凸起51上，限位凸起51起到固定压缩弹簧位置以避免其偏位的作用。其中，限位凸起51位于半螺母5的远离驱动丝杠4的一侧的中间位置，进而能够使得压缩弹簧的轴线穿过驱动丝杆4的圆心，压塑弹簧能够将半螺母5沿正对驱动丝杠4的方向推压抵靠在驱动丝杆4上，保证了驱动丝杆4和半螺母5之间的螺纹配合更合理。

为了使得半螺母5能够沿第三方向移动限定距离。如图6所示，调焦机构还包括导向销7。导向销7沿第三方向滑动穿设于半螺母5上，且导向销7的两端伸出半螺母5并活动抵靠于容纳腔的内壁上。由于半螺母5能够在导向销7上沿第三方向来回滑动，进而当驱动丝杠4沿第三方向发生一定偏位时，半螺母5能够相应的沿第三方向移动一定距离，最终使得半螺母5始终正对驱动丝杠4，保证了驱动丝杆4和半螺母5之间的螺纹配合更合理。

此外，在其它实施例中，也可以不设置导向销7，由于半螺母5沿第三方向的宽度小于容纳腔沿第三方向的宽度，半螺母5也可以在容纳腔内沿第三方向活动，但是当驱动丝杠4发生转动时，由于半螺母5没有设置导向销7，此时的半螺母5在驱动丝杠4的作用力下会在容纳腔内发生转动，进而降低了驱动丝杠4与半螺母5传动驱动的精度，影响了移动架2的位移精度。故本实施例中，导向销7沿第三方向滑动穿设于半螺母5上，且导向销7的两端伸出半螺母5并活动抵靠于容纳腔的内壁上的设计，一方面保证了半螺母5能够沿第三方向移动限定距离，另一方面也使得半螺母5无法发生转动，进而保证了驱动丝杠4调节移动板2移动的精度，保证了良好的使用效果。

此外，本实施例中，连接部21的C形凸缘位于半螺母5的上方，进而配合半螺母载板22的容纳槽共同形成容纳腔。而半螺母5沿第一方向的厚度小于容纳腔沿第一方向的高度，使得半螺母5能够在容纳腔内沿第一方向进行小距离的移动，本实施例中，半螺母5能够在容纳腔内可以沿第一方向移动的距离为0.5mm。半螺母5在第一弹性件6的弹力下推压抵靠在驱动丝杠4上，当半螺母5与驱动丝杠4的螺纹配合不合理时，半螺母5能够沿第一方向进行适当的移动，进而使得半螺母5的螺纹能够与驱动丝杠4的螺纹配合更合理，不会发生卡死的现象。

进一步的，为了使半螺母5能够位置稳定的设置在容纳腔内，只有在半螺母5和驱动丝杠4容易出现卡死的情况下，半螺母5受到的作用力比较大时才会发生移动以避免卡死，以保障调焦机构的工作精度。如图4-5所示，本实施例的调焦机构还包括第二弹性件8。第二弹性件8沿第一方向设置在容纳腔内，且第二弹性件8的一端抵靠半螺母5，第二弹性件8的另一端抵靠容纳腔的内壁，以使半螺母5弹性抵靠于容纳腔的内壁。本实施例中，第二弹性件8为碟簧，碟簧位于半螺母5的正下方。在碟簧的弹性力作用下，半螺母5被沿第一方向推压抵靠于连接部21的C形凸缘的下侧壁上，进而使得半螺母5沿第一方向不再容易发生移动，只有在半螺母5和驱动丝杠4容易出现卡死的情况下，半螺母5受到的作用力比较大时才会发生移动以避免卡死的问题，进而使得半螺母5能够相对稳定的设置在容纳腔内，保证了调焦机构的工作精度。

可以看出，本实施例中调焦机构的半螺母5容纳于容纳腔内，其通过第一弹性件6实现了将半螺母5沿第二方向弹性抵靠于驱动丝杆4上。实际工作中，半螺母5能够配合驱动丝杠4的具体位置沿第二方向移动；同时，其通过导向销7使得半螺母5能够在不发生转动的情况下沿第三方向移动；且第二弹性件8沿第一方向进一步限定了半螺母5的位置，只有在半螺母5和驱动丝杠4容易出现卡死的情况下，半螺母5受到的作用力比较大时才会发生移动，最终使得半螺母5能够始终抵靠于驱动丝杠4上，半螺母5的螺纹和驱动丝杠4的螺纹能够保持良好的配合关系，且一方面保证了驱动丝杠4的传动精度，另一方面解决了现有技术中调焦机构容易卡死的问题，且半螺母5的结构简单便于加工，设计成本低。

此外，本实施例还提供了一种红外成像设备，红外成像设备包括本实施例提供的调焦机构，调焦机构在调焦过程中，半螺母5能够沿第二方向、第三方向和第一方向移动限定距离，且保持与驱动丝杠4传动连接，进而使得驱动丝杠4发生偏位时，半螺母5能够随之进行适当的位移以保证半螺母5的螺纹和驱动丝杠4的螺纹之间的正常配合，最终避免了调焦过程中的卡死问题，保证了调焦机构的正常使用。

以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种调焦机构，其特征在于，包括：

固定架(1)；

移动架(2)，位于所述固定架(1)上方；

导向组件(3)，所述移动架(2)的一侧通过所述导向组件(3)与所述固定架(1)连接，所述导向组件(3)用于限定所述移动架(2)沿第一方向移动；

驱动丝杠(4)，其轴线沿所述第一方向延伸；

半螺母(5)，其活动连接于所述移动架(2)的另一侧，且所述半螺母(5)能够相对所述移动架(2)沿第二方向、第三方向和所述第一方向移动限定距离，且保持与所述驱动丝杠(4)传动连接，所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向两两相互垂直。

2.如权利要求1所述的调焦机构，其特征在于，所述移动架(2)上设置有容纳腔，所述半螺母(5)设置于所述容纳腔中。

3.如权利要求2所述的调焦机构，其特征在于，所述调焦机构还包括：

第一弹性件(6)，沿所述第二方向设置，且所述第一弹性件(6)的一端抵靠所述半螺母(5)，另一端抵靠所述容纳腔的内壁，以使所述半螺母(5)弹性抵靠于所述驱动丝杠(4)上。

4.如权利要求3所述的调焦机构，其特征在于，所述第一弹性件(6)为压缩弹簧，所述半螺母(5)上设置有沿所述第二方向延伸的限位凸起(51)，所述压缩弹簧的抵靠所述半螺母(5)的一端套设于所述限位凸起(51)上。

5.如权利要求2所述的调焦机构，其特征在于，所述调焦机构还包括：

导向销(7)，沿所述第三方向滑动穿设于所述半螺母(5)上，且所述导向销(7)的两端伸出所述半螺母(5)并活动抵靠于所述容纳腔的内壁上。

6.如权利要求2所述的调焦机构，其特征在于，所述调焦机构还包括：

第二弹性件(8)，沿所述第一方向设置，且所述第二弹性件(8)的一端抵靠所述半螺母(5)，另一端抵靠所述容纳腔的内壁，以使所述半螺母(5)弹性抵靠于所述容纳腔的内壁。

7.如权利要求2所述的调焦机构，其特征在于，所述移动架(2)包括：

连接部(21)；

半螺母载板(22)，其与所述连接部(21)可拆卸连接，所述半螺母载板(22)和所述连接部(21)之间配合形成所述容纳腔。

8.如权利要求7所述的调焦机构，其特征在于，所述连接部(21)与所述半螺母载板(22)通过螺钉(9)连接。

9.如权利要求1所述的调焦机构，其特征在于，所述调焦机构还包括：

步进电机(10)，设置于所述固定架(1)上，且所述步进电机(10)的输出端传动连接所述驱动丝杠(4)。

10.一种红外成像设备，其特征在于，包括如权利要求1-9中任一项所述的调焦机构。