CN112596191A - 适用高精密光学镜片的高精度镜头调焦机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用高精密光学镜片的高精度镜头调焦机器人，包括支撑机构、调焦机构、感光板和平衡调节机构；平衡调节机构包括气浮环座、平衡支架环、电磁调节单元及自定心固定单元；气浮环座与调焦机构之间形成有气室腔；气浮环座设有第一球面；第一球面上设有吹起孔；平衡支架环套于气浮环座内；平衡支架环设有第二球面；电磁调节单元设于平衡支架环；自定心固定单元设于平衡支架环；自定心固定单元包括支撑轮架、两个橡胶接触轮和一个复位弹片；本发明实现光学镜片自动定心，适应不同直径的光学镜片装夹，适用于大批量不同直径的光学镜片的检测工作；使得光学镜片与外界环境中的振动隔离，减少调整平衡支架环时受到的摩擦，调焦精度高。

Description

适用高精密光学镜片的高精度镜头调焦机器人

技术领域

本发明涉及一种适用高精密光学镜片的高精度镜头调焦机器人。

背景技术

高精密光学镜片是保障高精密电子产品光学成像的重要部件，在生产过程中需要对其进行检测成像是否有问题。

现有镜头检测设备对光学镜片的固定方式是采用手动旋拧螺杆来进行对顶固定，然后通过滑台和旋转台带动光学镜片平移以及旋转进行调焦。

这种方式使得光学镜片的定心精度低，对于不同直径的光学镜片无法做到快速装夹定位，无法适应大批量不同直径的光学镜片的检测工作，且在调焦过程中容易受到环境振动影响。

发明内容

本发明的目的在于克服以上所述的缺点，提供一种适用高精密光学镜片的高精度镜头调焦机器人。

为实现上述目的，本发明的具体方案如下：

一种适用高精密光学镜片的高精度镜头调焦机器人，包括支撑机构、调焦机构、感光板和平衡调节机构；

所述感光板设于所述调焦机构上；所述调焦机构设于所述支撑机构上，并用于带动所述感光板移动；所述平衡调节机构同轴设置于所述调焦机构的上方；所述平衡调节机构包括气浮环座、平衡支架环、四个电磁调节单元以及三个自定心固定单元；所述气浮环座设于所述调焦机构上；所述气浮环座的底面设有气室槽；所述气室槽与所述调焦机构之间形成有气室腔；所述气浮环座的内壁设有向内的第一球面；所述第一球面上均布有多个与所述气室腔连通的吹起孔；所述吹起孔倾斜设置；所述平衡支架环套于所述气浮环座内；所述平衡支架环的外壁设有与所述第一球面相适配的第二球面；所述平衡支架环的外壁向外延伸有四个呈十字形分布的调节横条；所述平衡支架环的内壁等间隔设有三个自定心安装槽；所述四个电磁调节单元一一对应设于所述四个调节横条上，并用于调节所述平衡支架环的平衡状态；所述三个自定心固定单元一一对应设于所述三个自定心安装槽内；每个所述自定心固定单元均包括呈L形的支撑轮架、两个橡胶接触轮和一个复位弹片；所述支撑轮架的横臂端与其纵臂端的连接处铰接在所述自定心安装槽上；所述两个橡胶接触轮轴接在所述支撑轮架的横臂端和纵臂端上；所述复位弹片设于所述自定心安装槽内；所述复位弹片的自由端与所述支撑轮架的横臂端抵靠。

本发明进一步地，每个所述电磁调节单元均包括电磁铁、复位弹簧和滑动配重块；所述电磁铁固定在所述调节横条上；所述滑动配重块滑动连接在所述调节横条上；所述复位弹簧的两端连接在所述电磁铁和滑动配重块上。

本发明进一步地，所述自定心安装槽的内侧壁设有台阶结构。

本发明进一步地，所述支撑机构包括底座和多根间隔设置的支撑柱；所述支撑柱的一端固定在所述底座上；所述调焦机构与所述多根支撑柱均连接。

本发明进一步地，所述调焦机构包括调焦组件和动力组件；所述调焦组件包括同轴设置的螺纹筒、调焦齿圈和滑筒；所述螺纹筒与所述多根支撑柱均连接；所述调焦齿圈的内壁螺纹连接在所述螺纹筒的外圆周壁上；所述滑筒套活动设于所述螺纹筒的外圆周壁上，且所述滑筒的一端与所述调节齿圈固定连接；所述感光板固定在所述滑筒的另一端；所述气浮环座同轴固定在所述螺纹筒的顶面；所述气室槽与所述螺纹筒的顶面形成气室腔；所述动力组件设于所述底座上，并用于驱动所述调焦齿圈旋转。

本发明进一步地，所述动力组件包括驱动电机、同步带轮组和驱动齿轴；所述驱动电机固定在所述底座上；所述驱动齿轴活动套设于其中一根所述支撑柱上；所述驱动齿轴的一端具有齿牙部；所述齿牙部与所述调焦齿圈的外壁啮合；所述驱动齿轴的另一端通过所述同步带轮组与所述驱动电机的输出端传动连接。

本发明进一步地，所述齿牙部的长度小于所述感光板与所述底座的间距。

本发明进一步地，每个所述吹起孔相对水平面倾斜的角度相等。

本发明的有益效果为：本发明利用三个自定心固定单元的偏摆使得光学镜片实现快速装夹光学镜片，并实现光学镜片自动定心，可适应不同直径不同类型的镜片装夹，上下料方便快捷，效率高，适用于大批量不同直径的光学镜片的检测工作；同时通过气浮环座、平衡支架环、四个电磁调节单元相互配合，使得平衡支架环悬浮于气浮环座上方，使得光学镜片与外界环境中的振动隔离，以及减少调整平衡支架环时受到的摩擦，从而可以获得高精度调焦结果。

附图说明

图1是本发明的立体图；

图2是本发明在放置光学镜片后的立体图；

图3是本发明的一剖视图；

图4是本发明的平衡调节机构的分解示意图；

图5是本发明的气浮环座的剖视图；

图6是本发明的自定心固定单元的立体图；

图7是本发明的调焦组件的分解示意图；

附图标记说明：1、支撑机构；11、底座；12、支撑柱；2、调焦机构；21、调焦组件；211、螺纹筒；212、调焦齿圈；213、滑筒；22、动力组件；221、驱动电机；222、同步带轮组；223、驱动齿轴；2231、齿牙部；3、感光板；4、平衡调节机构；41、气浮环座；411、气室槽；412、第一球面；413、吹起孔；414、台阶结构；42、平衡支架环；421、第二球面；422、调节横条；43、电磁调节单元；431、电磁铁；432、复位弹簧；433、滑动配重块；44、自定心固定单元；441、支撑轮架；442、橡胶接触轮；443、复位弹片；5、气室腔。

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详细的说明，并不是把本发明的实施范围局限于此。

如图1至图7所示，本实施例所述的一种适用高精密光学镜片的高精度镜头调焦机器人，包括支撑机构1、调焦机构2、感光板3和平衡调节机构4；

所述感光板3设于所述调焦机构2上；所述调焦机构2设于所述支撑机构1上，并用于带动所述感光板3移动；所述平衡调节机构4同轴设置于所述调焦机构2的上方；所述平衡调节机构4包括气浮环座41、平衡支架环42、四个电磁调节单元43以及三个自定心固定单元44；所述气浮环座41设于所述调焦机构2上；所述气浮环座41的底面设有气室槽411；所述气室槽411与所述调焦机构2之间形成有气室腔5；所述气浮环座41的内壁设有向内的第一球面412；所述第一球面412上均布有多个与所述气室腔5连通的吹起孔413；所述吹起孔413倾斜设置；所述平衡支架环42套于所述气浮环座41内；所述平衡支架环42的外壁设有与所述第一球面412相适配的第二球面421；所述平衡支架环42的外壁向外延伸有四个呈十字形分布的调节横条422；所述平衡支架环42的内壁等间隔设有三个自定心安装槽；所述四个电磁调节单元43一一对应设于所述四个调节横条422上，并用于调节所述平衡支架环42的平衡状态；所述三个自定心固定单元44一一对应设于所述三个自定心安装槽内；每个所述自定心固定单元44均包括呈L形的支撑轮架441、两个橡胶接触轮442和一个复位弹片443；所述支撑轮架441的横臂端与其纵臂端的连接处铰接在所述自定心安装槽上；所述两个橡胶接触轮442轴接在所述支撑轮架441的横臂端和纵臂端上；所述复位弹片443设于所述自定心安装槽内；所述复位弹片443的自由端与所述支撑轮架441的横臂端抵靠。

本实施例的工作方式是：工作时，感光板3安装在调焦机构2上，每个自定心固定单元44的复位弹片443各自对应使得支撑轮架441的横臂端保持水平状态，然后将待测的光学镜片放置在三个支撑轮架441的横臂端上，此时三个支撑轮架441的横臂端上的橡胶接触轮442分别与光学镜片接触，接着在光学镜片的自重下，光学镜片同时下压三个支撑轮架441，使得支撑轮架441的横臂臂克服复位弹片443的弹力向下摆动，同时支撑轮架441的纵臂端朝向光学镜片摆动，直至支撑轮架441的纵臂端上的橡胶接触轮442与光学镜片接触，此时每个自定心固定单元44上的两个橡胶接触轮442将光学镜片夹持住，从而将光学镜片固定，同时在三个自定心固定单元44的导向作用下，光学镜片快速完成自动定心；然后向气室腔5内注气，气体经由各个吹起孔413朝向光学镜片方向斜向上吹出，并将平衡支架环42吹起，使得平衡支架环42带动着光学镜片悬浮于第一球面412上方，同时四个电磁调节单元43根据平衡支架环42的悬浮状态，共同作用调节平衡支架环42的平衡状态，如使得平衡支架环42获得与水平面呈一定夹角的状态，以使得光学镜片获得水平状态，从而达到光学镜片与感光板3的轴线重合；然后调焦机构2带动感光板3移动，从而调节感光板3与光学镜片之间的间距，从而达到调整焦距的目的，如此对光学镜片进行检测；检测完成后，将检测后的光学镜片取出，然后将下一个待测的光学镜片放置在三个自定心固定单元44上，进行固定和自定心，接着重复上述动作，进行下一个光学镜片的检测工作。

本实施例利用三个自定心固定单元44的偏摆使得光学镜片实现快速装夹光学镜片，并实现光学镜片自动定心，可适应不同直径不同类型的镜片装夹，上下料方便快捷，效率高，适用于大批量不同直径的光学镜片的检测工作；同时通过气浮环座41、平衡支架环42、四个电磁调节单元43相互配合，使得平衡支架环42悬浮于气浮环座41上方，使得光学镜片与外界环境中的振动隔离，以及减少调整平衡支架环42时受到的摩擦，从而可以获得高精度调焦结果。

基于上述实施例的基础上，进一步地，每个所述电磁调节单元43均包括电磁铁431、复位弹簧432和滑动配重块433；所述电磁铁431固定在所述调节横条422上；所述滑动配重块433滑动连接在所述调节横条422上；所述复位弹簧432的两端连接在所述电磁铁431和滑动配重块433上。实际使用时，通过对电磁铁431通电，使得电磁铁431磁性吸附滑动配重块433，在磁性吸附力作用下，滑动配重块433相对调节横条422朝向电磁铁431滑动，并压缩复位弹簧432，从而使得平衡支架环42偏摆，达到调节平衡支架环42平衡状态的目的。

基于上述实施例的基础上，进一步地，所述自定心安装槽的内侧壁设有台阶结构414。如此设置，使得平衡支架环42在气浮过程中更平稳。

基于上述实施例的基础上，进一步地，每个所述吹起孔413相对水平面倾斜的角度相等。如此设置，进一步使得平衡支架环42在气浮过程中更平稳。

基于上述实施例的基础上，进一步地，所述支撑机构1包括底座11和多根间隔设置的支撑柱12；所述支撑柱12的一端固定在所述底座11上；所述调焦机构2与所述多根支撑柱12均连接。基于上述实施例的基础上，进一步地，所述调焦机构2包括调焦组件21和动力组件22；所述调焦组件21包括同轴设置的螺纹筒211、调焦齿圈212和滑筒213；所述螺纹筒211与所述多根支撑柱12均连接；所述调焦齿圈212的内壁螺纹连接在所述螺纹筒211的外圆周壁上；所述滑筒213套活动设于所述螺纹筒211的外圆周壁上，且所述滑筒213的一端与所述调节齿圈固定连接；所述感光板3固定在所述滑筒213的另一端；所述气浮环座41同轴固定在所述螺纹筒211的顶面；所述气室槽411与所述螺纹筒211的顶面形成气室腔5；所述动力组件22设于所述底座11上，并用于驱动所述调焦齿圈212旋转。基于上述实施例的基础上，进一步地，所述动力组件22包括驱动电机221、同步带轮组222和驱动齿轴223；所述驱动电机221固定在所述底座11上；所述驱动齿轴223活动套设于其中一根所述支撑柱12上；所述驱动齿轴223的一端具有齿牙部2231；所述齿牙部2231与所述调焦齿圈212的外壁啮合；所述驱动齿轴223的另一端通过所述同步带轮组222与所述驱动电机221的输出端传动连接。基于上述实施例的基础上，进一步地，所述齿牙部2231的长度小于所述感光板3与所述底座11的间距；如此设置，避免感光板3与底座11触碰而导致感光板3损坏，结构更可靠。

实际使用时，当光学镜片达到水平状态且与感光板3同轴后，驱动电机221通过同步带轮组222带动驱动齿轴223旋转，驱动齿轴223带动调焦齿圈212旋转，调节齿圈带动滑筒213旋转，同时由于调节齿圈与螺纹筒211的配合，使得滑筒213相对螺纹筒211轴向移动，从而带动感光板3相对光学镜片轴向移动，从而达到精确调节焦距的目的。

以上所述仅是本发明的一个较佳实施例，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，包含在本发明专利申请的保护范围内。

Claims (9)

1.一种适用高精密光学镜片的高精度镜头调焦机器人，其特征在于，其特征在于，包括支撑机构(1)、调焦机构(2)、感光板(3)和平衡调节机构(4)；

所述感光板(3)设于所述调焦机构(2)上；所述调焦机构(2)设于所述支撑机构(1)上，并用于带动所述感光板(3)移动；所述平衡调节机构(4)同轴设置于所述调焦机构(2)的上方；所述平衡调节机构(4)包括气浮环座(41)、平衡支架环(42)、四个电磁调节单元(43)以及三个自定心固定单元(44)；所述气浮环座(41)设于所述调焦机构(2)上；所述气浮环座(41)的底面设有气室槽(411)；所述气室槽(411)与所述调焦机构(2)之间形成有气室腔(5)；所述气浮环座(41)的内壁设有向内的第一球面(412)；所述第一球面(412)上均布有多个与所述气室腔(5)连通的吹起孔(413)；所述吹起孔(413)倾斜设置；所述平衡支架环(42)套于所述气浮环座(41)内；所述平衡支架环(42)的外壁设有与所述第一球面(412)相适配的第二球面(421)；所述平衡支架环(42)的外壁向外延伸有四个呈十字形分布的调节横条(422)；所述平衡支架环(42)的内壁等间隔设有三个自定心安装槽；所述四个电磁调节单元(43)一一对应设于所述四个调节横条(422)上，并用于调节所述平衡支架环(42)的平衡状态；所述三个自定心固定单元(44)一一对应设于所述三个自定心安装槽内；每个所述自定心固定单元(44)均包括呈L形的支撑轮架(441)、两个橡胶接触轮(442)和一个复位弹片(443)；所述支撑轮架(441)的横臂端与其纵臂端的连接处铰接在所述自定心安装槽上；所述两个橡胶接触轮(442)轴接在所述支撑轮架(441)的横臂端和纵臂端上；所述复位弹片(443)设于所述自定心安装槽内；所述复位弹片(443)的自由端与所述支撑轮架(441)的横臂端抵靠。

2.根据权利要求1所述的适用高精密光学镜片的高精度镜头调焦机器人，其特征在于，每个所述电磁调节单元(43)均包括电磁铁(431)、复位弹簧(432)和滑动配重块(433)；所述电磁铁(431)固定在所述调节横条(422)上；所述滑动配重块(433)滑动连接在所述调节横条(422)上；所述复位弹簧(432)的两端连接在所述电磁铁(431)和滑动配重块(433)上。

3.根据权利要求1所述的适用高精密光学镜片的高精度镜头调焦机器人，其特征在于，所述自定心安装槽的内侧壁设有台阶结构(414)。

4.根据权利要求1所述的适用高精密光学镜片的高精度镜头调焦机器人，其特征在于，所述支撑机构(1)包括底座(11)和多根间隔设置的支撑柱(12)；所述支撑柱(12)的一端固定在所述底座(11)上；所述调焦机构(2)与所述多根支撑柱(12)均连接。

5.根据权利要求4所述的适用高精密光学镜片的高精度镜头调焦机器人，其特征在于，所述调焦机构(2)包括调焦组件(21)和动力组件(22)；所述调焦组件(21)包括同轴设置的螺纹筒(211)、调焦齿圈(212)和滑筒(213)；所述螺纹筒(211)与所述多根支撑柱(12)均连接；所述调焦齿圈(212)的内壁螺纹连接在所述螺纹筒(211)的外圆周壁上；所述滑筒(213)套活动设于所述螺纹筒(211)的外圆周壁上，且所述滑筒(213)的一端与所述调节齿圈固定连接；所述感光板(3)固定在所述滑筒(213)的另一端；所述气浮环座(41)同轴固定在所述螺纹筒(211)的顶面；所述气室槽(411)与所述螺纹筒(211)的顶面形成气室腔(5)；

所述动力组件(22)设于所述底座(11)上，并用于驱动所述调焦齿圈(212)旋转。

6.根据权利要求5所述的适用高精密光学镜片的高精度镜头调焦机器人，其特征在于，所述动力组件(22)包括驱动电机(221)、同步带轮组(222)和驱动齿轴(223)；所述驱动电机(221)固定在所述底座(11)上；所述驱动齿轴(223)活动套设于其中一根所述支撑柱(12)上；所述驱动齿轴(223)的一端具有齿牙部(2231)；所述齿牙部(2231)与所述调焦齿圈(212)的外壁啮合；所述驱动齿轴(223)的另一端通过所述同步带轮组(222)与所述驱动电机(221)的输出端传动连接。

7.根据权利要求6所述的适用高精密光学镜片的高精度镜头调焦机器人，其特征在于，所述齿牙部(2231)的长度小于所述感光板(3)与所述底座(11)的间距。

8.根据权利要求1所述的适用高精密光学镜片的高精度镜头调焦机器人，其特征在于，每个所述吹起孔(413)相对水平面倾斜的角度相等。

9.根据权利要求1所述的适用高精密光学镜片的高精度镜头调焦机器人，其特征在于，每个所述吹起孔(413)相对水平面倾斜的角度相等。

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