CN112433324B - 一种基于杠杆原理的双动力并联驱动保护镜更换装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于杠杆原理的双动力并联驱动保护镜更换装置，解决现有光学镜头前保护玻璃的更换，存在更换效率较低，更换所需时间较长的问题。该装置包括2个上下并排设的U型导轨、多个防护镜组件和2个动力输出组件；每个防护镜组件包括2个防护镜悬挂座、防护镜座、杠杆圈和防护镜；2个防护镜悬挂座通过万向球螺钉分别安装在2个U型导轨上，每个防护镜悬挂座上设有缺口，防护镜座安装在2个防护镜悬挂座上，杠杆圈套合在防护镜座上，杠杆圈上端和下端均设有伸入缺口的防护镜悬挂臂，防护镜悬挂臂上设有传动销；防护镜安装在防护镜座上；相邻两个防护镜组件通过连接带相连；2个动力输出组件用于分别拨动防护镜组件上的2个传动销移动。

Description

一种基于杠杆原理的双动力并联驱动保护镜更换装置

技术领域

本发明属于自动化光机设备领域，涉及一种保护镜更换装置，具体涉及一种基于杠杆原理的双动力并联驱动保护镜更换装置。

背景技术

光学诊断是工业应用和科学研究的重要诊断方法，尤其在某些特定的领域下，甚至成为了唯一的诊断手段，而所需要的数据对光学诊断设备的性能又极度敏感，因此保护光学设备器件、保证光学系统性能稳定是光学诊断的重要内容。通常情况下，光学镜头前需要安装保护玻璃来防护光学镜片，然而在对爆炸物进行观察时，保护玻璃非常容易被飞溅物污染、破坏，进而影响诊断结果。

现有对于保护玻璃的更换采用人工拆除污染、破坏的保护玻璃，再重新安装新的保护玻璃，采用人工更换，工作效率较低；以及，光学镜头是工作在真空环境中的，更换保护玻璃前，需要消除光学镜头所处的真空环境，然后取出光学镜头，进行保护玻璃的更换，再将更换保护玻璃的光学镜头送入其工作系统中，对工作系统创建真空环境，而真空环境的建立需要很长时间，使得更换一次光学镜头所需时间较长，进而影响整个系统的工作效率。

发明内容

为了解决现有光学镜头前的保护玻璃采用人工方式进行更换，存在更换效率较低，以及更换所需时间较长的技术问题，本发明提供了一种基于杠杆原理的双动力并联驱动保护镜更换装置。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：

一种基于杠杆原理的双动力并联驱动保护镜更换装置，其特殊之处在于：包括2个U型导轨、多个防护镜组件和2个动力输出组件；

所述2个U型导轨上下并排设置；

每个防护镜组件包括2个防护镜悬挂座、防护镜座、杠杆圈和防护镜；所述2个防护镜悬挂座通过万向球螺钉分别安装在2个U型导轨上，每个防护镜悬挂座与U型导轨配合的一端中部设有缺口，所述防护镜座安装在2个防护镜悬挂座上，所述杠杆圈套合在防护镜座上并可绕防护镜座转动，杠杆圈的上端和下端均设有伸入所述缺口的防护镜悬挂臂，防护镜悬挂臂的宽度小于所述缺口的宽度，防护镜悬挂臂上设有传动销；所述防护镜座上安装有限制杠杆圈轴向移动的杠杆挡圈；防护镜安装在防护镜座上；

多个防护镜组件间隔设置，相邻两个防护镜组件的上端防护镜悬挂座之间和下端防护镜悬挂座之间均通过连接带相连；

所述2个动力输出组件对应设置在2个U型导轨上，2个动力输出组件用于分别拨动防护镜组件上的2个传动销移动，实现防护镜组件在U型导轨上的移动。

进一步地，每个动力输出组件包括电机、第一圆柱直齿轮、第二圆柱直齿轮和驱动链轮；

所述电机水平固定在U型导轨上，电机的输出端通过锥齿轮对与第一圆柱直齿轮连接；

所述第二圆柱直齿轮设置在U型导轨上，且与第一圆柱直齿轮啮合；

所述驱动链轮同轴固定在第二圆柱直齿轮上，用于拨动传动销移动；

相邻两个防护镜组件的间隔距离满足以下条件：

在前一个防护镜组件的传动销即将离开驱动链轮的其中一个齿槽时，后一个防护镜组件的传动销进入驱动链轮的另一个齿槽。

进一步地，所述防护镜悬挂臂位于缺口的一端两侧与防护镜悬挂座之间均设有复位弹簧。

进一步地，每个U型导轨包括平行设置的2个直线导轨和连接2个直线导轨的半圆形导轨；所述动力输出组件靠近半圆形导轨设置。

进一步地，多个防护镜组件等间隔分布。

进一步地，每个防护镜悬挂座通过2个万向球螺钉安装在U型导轨上；

每个防护镜悬挂座上，传动销位于2个万向球螺钉之间。

进一步地，所述防护镜通过防护镜安装架安装在防护镜座上，防护镜安装架上设有用于压紧防护镜的防护镜压圈。

进一步地，所述U型导轨的截面为V型槽结构。

与现有技术相比，本发明的优点是：

1、本发明将多个防护镜组件间隔安装在2个U型导轨上，使用时使其中一个防护镜组件位于光学诊断设备光学镜头的正前方，其余防护镜组件作为备用位于光学镜头的一侧，当位于光学镜头正前方的防护镜组件上防护镜损坏时，2个动力输出组件分别拨动光学镜头正前方防护镜组件上的传动销，由于连接带的作用，备用的防护镜组件输送至光学镜头的正前方，同时将已损坏的防护镜组件输送到光学镜头的另一侧，因此，本发明能在不影响光学镜头所处真空环境下，自动更换防护镜，提高了光学诊断设备的维护速度；本发明多个防护镜组件安装在U型导轨上，防护镜组件在U型导轨上移动，可保证防护镜组件传输的稳定性，以及U型导轨以光学镜头为基座，可承受较重的防护镜组件，并可保证防护镜组件位置的准确性。

2、本发明采用2个动力输出组件(双动力并联的方式)驱动防护镜组件移动，可保证移动的稳定性，同时，杠杆圈上设有防护镜悬挂臂，在2个动力输出组件中动力不同步时，防护镜悬挂臂可在防护镜悬挂座的缺口内摆动，采用杠杆原理，使用杠杆圈将两侧动力连接起来，当两侧输出动力不同步时，可通过杠杆圈进行微调，利用杠杆原理极大的提高了双动力输入率，避免双动力输出不同步时，对防护镜组件造成的损坏。

3、本发明动力输出组件采用电机水平设置，并通过锥齿轮、直齿轮驱动驱动链轮，缩小传动所占用的空间同时增大传动扭矩，能使保护镜更换装置的体积减至最小，在靶室里占用体积最小，不影响靶室内其他设备的安装使用。

4、本发明还包括复位弹簧，使初始状态下防护镜悬挂臂始终处于防护镜悬挂座缺口的中间位置，以及在防护镜悬挂臂摆动过程中，给杠杆圈上的防护镜悬挂臂摆动提供缓冲作用。

5、本发明防护镜通过防护镜安装架安装在防护镜座上，在所有防护镜组件都损坏后，仅需拆下防护镜安装架，更换防护镜即可，更换方便。

6、本发明装置可在恶劣环境下保护光学镜头，同时避免在复杂作业环境中由于频繁拆装而导致的效率低下问题。

7、本发明也可以应用于其他需要自动更换保护玻璃的场合。

附图说明

图1是本发明基于杠杆原理的双动力并联驱动保护镜更换装置的结构示意图；

图2是本发明基于杠杆原理的双动力并联驱动保护镜更换装置中U型导轨与防护镜组件的部分结构(防护镜悬挂座和防护镜座)配合示意图；

图3是本发明基于杠杆原理的双动力并联驱动保护镜更换装置中防护镜组件的结构示意图；

图4a是本发明防护镜组件中防护镜安装架、防护镜压圈、防护镜装配示意图；

图4b是本发明防护镜组件中防护镜悬挂座、防护镜座、杠杆圈、杠杆挡圈装配示意图；

图5是本发明基于杠杆原理的双动力并联驱动保护镜更换装置中动力输出组件的结构示意图；

其中，附图标记如下：

1-光学镜头；

2-环形导向组件，201-U型导轨，202-连接带；

3-防护镜组件，301-防护镜悬挂座，302-防护镜座，303-万向球螺钉，304-复位弹簧，305-防护镜压圈，306-防护镜，307-防护镜安装架，308-杠杆挡圈，309-传动销，310-杠杆圈，311-防护镜悬挂臂；

4-动力输出组件，401-驱动链轮，402-电机，403-第一圆柱直齿轮，404-第二圆柱直齿轮，405-锥齿轮对，406-电机安装板。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明的内容作进一步详细描述。

如图1和图2所示，一种基于杠杆原理的双动力并联驱动保护镜更换装置，包括环形导向组件2、多个防护镜组件3和动力系统，环形导向组件2包括2个并排设置的U型导轨201；光学镜头1为防护镜组件3所要保护的对象，同时也是本发明更换装置的基座，U型导轨201安装在光学镜头1上，防护镜组件3安装在U型导轨201上，动力系统驱动防护镜组件3在U型导轨201上移动，多个防护镜组件3之间相互连接起来，从而实现传动的连续性。

2个U型导轨201并排设置在光学镜头1的上端中部和下端中部，U型导轨201给防护镜组件3的移动提供导向作用，本实施例中U型导轨201的纵向截面为V型槽；每个U型导轨201包括平行设置的2个直线导轨(直线导轨平行于光学镜头1轴线)和连接2个直线导轨一端的半圆形导轨，半圆形导轨位于光学镜头1的前端(安装保护玻璃的一端)。

如图3、图4a和图4b所示，每个防护镜组件3的上端和下端分别设置在2个U型导轨201上，防护镜组件3包括2个防护镜悬挂座301、防护镜座302、杠杆圈310、防护镜306、防护镜安装架307、防护镜压圈305、万向球螺钉303、复位弹簧304、杠杆挡圈308和传动销309；防护镜306安装在防护镜安装架307上并利用防护镜压圈305压紧；2个防护镜悬挂座301通过万向球螺钉303分别安装在2个U型导轨201上，万向球螺钉303可在U型导轨201上移动；每个防护镜悬挂座301与U型导轨201配合的一端中部设有缺口，本实施例中，每个防护镜悬挂座301上的万向球螺钉303为2个，且分别位于缺口的两侧，防护镜座302安装在2个防护镜悬挂座301上，杠杆圈310套合在防护镜座302上并可绕防护镜座302转动，并利用杠杆挡圈308限制杠杆圈310轴向移动。杠杆圈310的上端和下端均设有伸入缺口的防护镜悬挂臂311，防护镜悬挂臂311的宽度小于缺口的宽度，使得防护镜悬挂臂311可在缺口内可转动，同时缺口两侧的防护镜悬挂座301对防护镜悬挂臂311的转动具有限位作用，传动销309安装在防护镜悬挂臂311上，且位于2个万向球螺钉303之间。每个防护镜悬挂座301的缺口处均设有2个复位弹簧304，2个复位弹簧304分别设置在防护镜悬挂臂311的两侧和防护镜悬挂座301缺口处侧壁之间，使杠杆圈310的防护镜悬挂臂311处于缺口的中间位置，在防护镜悬挂臂摆动过程中，给杠杆圈上的防护镜悬挂臂摆动提供缓冲作用。将安装有防护镜306的防护镜安装架307安装在防护镜座302上，构成防护镜组件3。

多个防护镜组件3间隔设置，相邻两个防护镜组件3的上端防护镜悬挂座301之间和下端防护镜悬挂座301之间均通过连接带202连接；多个防护镜组件3等间隔分布。

动力系统包括2个动力输出组件4，2个动力输出组件4对应设置在2个U型导轨201上，2个动力输出组件4用于分别拨动防护镜组件3上的2个传动销309移动，实现防护镜组件3在U型导轨201上的移动，进而实现防护镜组件3移动至光学镜头1的光学镜片处，实现防护镜的自动更换。

如图5所示，每个动力输出组件4包括电机安装板406、电机402、第一圆柱直齿轮403、第二圆柱直齿轮404、驱动链轮401和锥齿轮对405，锥齿轮对405包括相配合的第一锥齿轮和第二锥齿轮；电机安装板406的两端分别与2个直线导轨连接半圆形导轨的一端连接，电机402水平固定在电机安装板406上，电机402为直流电机，电机402的输出端与第一锥齿轮中心轴连接，第二锥齿轮通过轴杆同轴连接第一圆柱直齿轮403，第二圆柱直齿轮404的中心轴通过轴承安装在电机安装板406上，且第二圆柱直齿轮404与第一圆柱直齿轮403相啮合，驱动链轮401同轴固定在第二圆柱直齿轮404上，电机402通过锥齿轮对驱动第一圆柱直齿轮403转动，第一圆柱直齿轮403驱动第二圆柱直齿轮404转动，第二圆柱直齿轮404带动驱动链轮401转动，驱动链轮401外圈相邻齿之间的齿槽拨动传动销309移动，则相邻两个防护镜组件的间隔距离需满足以下条件：在前一个防护镜组件的传动销即将离开驱动链轮的其中一个齿槽时，后一个防护镜组件的传动销进入驱动链轮的另一个齿槽，可实现防护镜组件在U型导轨上移动的连续性。

本实施例电机402水平放置，电机通过锥齿轮、圆柱直齿轮进行传动，可有效缩小动力系统所占用的空间同时增大传动扭矩。

本实施例将U型导轨安装在光学镜头1上，而防护镜组件3利用万向球螺钉在U型导轨内进行运动，同时通过动力输出组件4中的驱动链轮401作用在传动销309上，并由连接带将多个防护镜组件3连接在一起。驱动链轮401驱动其中一个防护镜组件3运动，则其他防护镜组件3由连接带拉动或者推动一起在U型导轨上移动。本实施例动力系统采用双动力输出，为了避免双动力并联驱动所具有不同步性，从而导致总驱动力较低，甚至总驱动力只能达到一个电机402的输出力，为了消除其不同步性，本发明采用杠杆原理，使用杠杆圈310将两侧动力连接起来，当两侧输出动力不同步时，可通过杠杆圈310进行微调，利用杠杆原理极大的提高了双动力输入率，避免双动力输出不同步时，对防护镜组件造成的损坏。

以上仅是对本发明的优选实施方式进行了描述，并不将本发明的技术方案限制于此，本领域技术人员在本发明主要技术构思的基础上所作的任何公知变形都属于本发明所要保护的技术范畴。

Claims (8)

1.一种基于杠杆原理的双动力并联驱动保护镜更换装置，其特征在于：包括2个U型导轨（201）、多个防护镜组件（3）和2个动力输出组件（4）；

所述2个U型导轨（201）上下并排设置；

每个防护镜组件（3）包括2个防护镜悬挂座（301）、防护镜座（302）、杠杆圈（310）和防护镜（306）；所述2个防护镜悬挂座（301）通过万向球螺钉（303）分别安装在2个U型导轨（201）上，每个防护镜悬挂座（301）与U型导轨（201）配合的一端中部设有缺口，所述防护镜座（302）安装在2个防护镜悬挂座（301）上，所述杠杆圈（310）套合在防护镜座（302）上并可绕防护镜座（302）转动，杠杆圈（310）的上端和下端均设有伸入所述缺口的防护镜悬挂臂（311），防护镜悬挂臂（311）的宽度小于所述缺口的宽度，防护镜悬挂臂（311）上设有传动销（309）；所述防护镜座（302）上安装有限制杠杆圈（310）轴向移动的杠杆挡圈（308）；防护镜（306）安装在防护镜座（302）上；

多个防护镜组件（3）间隔设置，相邻两个防护镜组件（3）的上端防护镜悬挂座（301）之间和下端防护镜悬挂座（301）之间均通过连接带（202）相连；

所述2个动力输出组件（4）对应设置在2个U型导轨（201）上，2个动力输出组件（4）用于分别拨动防护镜组件（3）上的2个传动销（309）移动，实现防护镜组件（3）在U型导轨（201）上的移动。

2.根据权利要求1所述基于杠杆原理的双动力并联驱动保护镜更换装置，其特征在于：每个动力输出组件（4）包括电机（402）、第一圆柱直齿轮（403）、第二圆柱直齿轮（404）和驱动链轮（401）；

所述电机（402）水平固定在U型导轨（201）上，电机（402）的输出端通过锥齿轮对（405）与第一圆柱直齿轮（403）连接；

所述第二圆柱直齿轮（404）设置在U型导轨（201）上，且与第一圆柱直齿轮（403）啮合；

所述驱动链轮（401）同轴固定在第二圆柱直齿轮（404）上，用于拨动传动销（309）移动；

相邻两个防护镜组件（3）的间隔距离满足以下条件：

在前一个防护镜组件（3）的传动销（309）离开驱动链轮（401）的其中一个齿槽时，后一个防护镜组件（3）的传动销（309）进入驱动链轮（401）的另一个齿槽。

3.根据权利要求1或2所述基于杠杆原理的双动力并联驱动保护镜更换装置，其特征在于：所述防护镜悬挂臂（311）位于缺口的一端两侧与防护镜悬挂座（301）之间均设有复位弹簧（304）。

4.根据权利要求3所述基于杠杆原理的双动力并联驱动保护镜更换装置，其特征在于：每个U型导轨（201）包括平行设置的2个直线导轨和连接2个直线导轨的半圆形导轨；所述动力输出组件（4）靠近半圆形导轨设置。

5.根据权利要求4所述基于杠杆原理的双动力并联驱动保护镜更换装置，其特征在于：多个防护镜组件（3）等间隔分布。

6.根据权利要求5所述基于杠杆原理的双动力并联驱动保护镜更换装置，其特征在于：每个防护镜悬挂座（301）通过2个万向球螺钉（303）安装在U型导轨（201）上；

每个防护镜悬挂座（301）上，传动销（309）位于2个万向球螺钉（303）之间。

7.根据权利要求1所述基于杠杆原理的双动力并联驱动保护镜更换装置，其特征在于：所述防护镜（306）通过防护镜安装架（307）安装在防护镜座（302）上，防护镜安装架（307）上设有用于压紧防护镜（306）的防护镜压圈（305）。

8.根据权利要求1所述基于杠杆原理的双动力并联驱动保护镜更换装置，其特征在于：所述U型导轨（201）的截面为V型槽结构。

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