CN111906769A - 单自由度空间聚焦机构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种单自由度空间聚焦机构，包括机架、调焦杆、通过二连杆机构安装在所述机架上的聚焦端；所述聚焦端设置有至少两个且分别通过一个二连杆机构与所述的机架铰接，所述二连杆机构包括与所述机架铰接的第一连接杆和用于安装所述聚焦端的第二连接杆，所述第一连接杆和所述第二连接杆铰接在一起，每个二连杆机构的第二连接杆中段通过连杆连接机构连接在一起，所述连杆连接机构中间设置有螺纹套筒，调焦杆穿过所述机架并穿过所述螺纹套筒，所述调焦杆上具有与所述螺纹套筒配合的螺纹段，所述机架与所述调焦杆之间设置有轴向运动限位机构。本发明结构紧凑，自由度少，联动性强，可应用于需要调节姿态聚焦定位的仪器中。
Description
技术领域：
本发明涉及一种单自由度空间聚焦机构，属于机械结构领域。
背景技术：
在日常生产生活的机械设备中，总是会需要有一些姿态调整，聚焦的动作。目前可实现的机构大都传动较为复杂，占用空间大，自由度也较多，动作也不够灵活，且不能实现方便的调节，为此本发明提供了一种结构紧凑，调节方便的单自由度聚焦机构。
发明内容：
本发明的目的是针对上述存在的问题提供一种单自由度聚焦机构，可应用于有相应动作需求的装置中，其对于整体装置的体积和结构紧凑性会有很大的提高，将其作为主动驱动的装置也能够方便的实现控制调节。
本发明的上述目的通过以下技术方案来实现：
一种单自由度空间聚焦机构，包括机架、调焦杆、通过二连杆机构安装在所述机架上的聚焦端；所述聚焦端设置有至少两个且分别通过一个二连杆机构与所述的机架铰接，所述二连杆机构包括与所述机架铰接的第一连接杆和用于安装所述聚焦端的第二连接杆，所述第一连接杆和所述第二连接杆铰接在一起，每个二连杆机构的第二连接杆中段通过连杆连接机构连接在一起，所述连杆连接机构中间设置有螺纹套筒，调焦杆穿过所述机架并穿过所述螺纹套筒，所述调焦杆上具有与所述螺纹套筒配合的螺纹段，所述机架与所述调焦杆之间设置有轴向运动限位机构。
所述的单自由度空间聚焦机构，所述二连杆机构设置有至少两个且以所述调焦杆为轴心均匀对称分布。
所述的单自由度空间聚焦机构，所述轴向运动限位机构包括位于所述机架上的通孔和位于所述调焦杆上的两个限位挡片，两个所述的限位挡片分别位于所述通孔的上下两侧。
所述的单自由度空间聚焦机构，所述机架与所述连杆连接机构的所处的平面相互平行且所述空心套筒和所述螺纹套筒在同一轴线上。
所述的单自由度空间聚焦机构，所述调焦杆连接有驱动装置，所述驱动装置采用正反转控制电机。
所述的单自由度空间聚焦机构，所述第二连接杆为直线型，所述连杆连接机构连接在直线型第二连接杆的中间，所述聚焦端安装在直线型第二连接杆的自由端。
所述的单自由度空间聚焦机构，所述第二连接杆为L型，所述连杆连接机构连接在L型第二连接杆的拐角处，所述聚焦端安装在L型第二连接杆的自由端。
有益效果：
本发明能实现多个所述二连杆机构末端在空间相对位置的调整。
本发明自由度少，结构紧凑，占用空间小，整体配合精妙。
本发明可以应用于有相应动作需求的机械装置中，其对于整体装置的体积和结构紧凑性会有很大的提高，将其作为主动驱动的装置也能够方便的实现控制调节。
附图说明：
图1为本发明的单自由度空间聚焦机构的结构示意图。
图2本本发明的具体应用实例图。
图中：1、机架；2、调焦杆；3、二连杆机构；31、第一连接杆；32、第二连接杆；4、聚焦端；5、连杆连接机构；6、螺纹套筒；7、轴向运动限位机构；71、通孔；72、限位挡片；8、驱动装置。
具体实施方式：
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
实施例1：
如图1所示，本实施例的单自由度空间聚焦机构，包括机架1、调焦杆2、通过二连杆机构3安装在所述机架上的调焦端4；所述聚焦端设置有至少两个且分别通过一个二连杆机构3与所述的机架1铰接，所述二连杆机构包括与所述机架1铰接的第一连接杆31和用于安装所述调焦端4的第二连接杆32，所述第一连接杆31和所述第二连接杆32铰接在一起，每个二连杆机构的第二连接杆中段通过连杆连接机构5连接在一起，所述连杆连接机构5中间设置有螺纹套筒6，调焦杆2穿过所述机架1并穿过所述螺纹套筒6，所述调焦杆上具有与所述螺纹套筒配合的螺纹段，所述机架1与所述调焦杆2之间设置有轴向运动限位机构7。
所述的单自由度空间聚焦机构，所述二连杆机构3设置有至少两个且以所述调焦杆2为轴心均匀对称分布。
所述的单自由度空间聚焦机构，所述轴向运动限位机构7包括位于所述机架1上的通孔71和位于所述调焦杆2上的两个限位挡片72，两个所述的限位挡片72分别位于所述通孔71的上下两侧。
所述的单自由度空间聚焦机构，所述机架1与所述连杆连接机构5的所处的平面相互平行且所述通孔71和所述螺纹套筒6在同一轴线上。
所述的单自由度空间聚焦机构，所述调焦杆连接有驱动装置8，所述驱动装置采用正反转控制电机。
所述的单自由度空间聚焦机构，所述第二连接杆32为直线型，所述连杆连接机构5铰接在直线型第二连接杆的中间，所述聚焦端4安装在直线型第二连接杆的自由端。
实施例2：
本实施例与实施例1的不同之处在于：本实施例中所述的单自由度空间聚焦机构，所述第二连接杆32为L型，所述连杆连接机构5铰接在L型第二连接杆的拐角处，所述聚焦端4安装在L型第二连接杆的自由端。
工作过程：
采用上述方案，本发明的单自由度空间聚焦机构的工作过程为：将多个需要调焦的调焦端，比如光学仪器、灯具、太阳能吸收组件等，安装在第二连接杆的自由端，即调焦端4，通过驱动装置旋转调焦杆2的过程中，由于调焦杆与机架1之间通过轴向运动限位机构7限制其沿轴向的上下运动，使得调焦杆只能在机架中转动，而调焦杆的螺纹段与连杆连接机构5中间的螺纹套筒6之间通过螺纹连接，在调焦杆转动的过程中连杆连接机构相对于调焦杆产生轴向的上下运动，带动二连杆机构3的第一连接杆31和第二连接杆32的关节发生角度变化，最终使得各个调焦端4之间相对打开或者聚拢，实现各个调焦端聚焦的目的。
应用实例：
如图2所示，本发明的单自由度空间聚焦机构用在艾灸仪器中，使用多个艾柱集中火力同时对使用者的皮肤表面穴位进行熏灸，调焦端安装有艾灸盒9，艾灸盒内部安装有中空艾柱，点燃艾柱后，最终可通过小型驱动马达带动所述调焦杆2的正反转，实现所述艾灸盒的自动化火力调焦。能够实现实时的自动化多个艾灸盒的火力调焦，极大提高了艾灸的实际疗效，和患者的使用体验感。
上述的对实施例的描述是为了便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种单自由度空间聚焦机构，其特征在于，包括机架（1）、调焦杆（2）、通过二连杆机构（3）安装在所述机架上的聚焦端（4）；所述聚焦端设置有至少两个且分别通过一个二连杆机构（3）与所述的机架（1）铰接，所述二连杆机构包括与所述机架（1）铰接的第一连接杆（31）和用于安装所述聚焦端（4）的第二连接杆（32），所述第一连接杆（31）和所述第二连接杆（32）铰接在一起，每个二连杆机构的第二连接杆中段通过连杆连接机构（5）连接在一起，所述连杆连接机构（5）中间设置有螺纹套筒（6），调焦杆（2）穿过所述机架（1）并穿过所述螺纹套筒（6），所述调焦杆上具有与所述螺纹套筒配合的螺纹段，所述机架（1）与所述调焦杆（2）之间设置有轴向运动限位机构（7）。
2.根据权利要求1所述的单自由度空间聚焦机构，其特征在于，所述二连杆机构（3）设置有至少两个且以所述调焦杆（2）为轴心均匀对称分布。
3.根据权利要求1所述的单自由度空间聚焦机构，其特征在于，所述轴向运动限位机构（7）包括位于所述机架（1）上的通孔（71）和位于所述调焦杆（2）上的两个限位挡片（72），两个所述的限位挡片（72）分别位于所述通孔（71）的上下两侧。
4.根据权利要求3所述的单自由度空间聚焦机构，其特征在于，所述机架（1）与所述连杆连接机构（5）的所处的平面相互平行且所述空心套筒（71）和所述螺纹套筒（6）在同一轴线上。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的单自由度空间聚焦机构，其特征在于，所述调焦杆连接有驱动装置（8），所述驱动装置采用正反转控制电机。
6.根据权利要求1或2或3或4所述的单自由度空间聚焦机构，其特征在于，所述第二连接杆（32）为直线型，所述连杆连接机构（5）铰接在直线型第二连接杆的中间，所述聚焦端（4）安装在直线型第二连接杆的自由端。
7.根据权利要求1或2或3或4所述的单自由度空间聚焦机构，其特征在于，所述第二连接杆（32）为L型，所述连杆连接机构（5）铰接在L型第二连接杆的拐角处，所述聚焦端（4）安装在L型第二连接杆的自由端。
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