CN115524822B - 一种基于涡轮蜗杆的光学窗口电动防护装置及其工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及光学镜头保护部件技术领域，具体涉及一种基于涡轮蜗杆的光学窗口电动防护装置及其工作方法，装置包括机械模块和测量控制模块，所述机械模块包括驱动组件和镜头盖组件，所述测量控制模块包括控制组件和限位组件；所述驱动组件通过所述控制组件的控制，带动所述镜头盖组件在光学镜头箱体上打开或闭合；所述限位组件限制所述镜头盖组件的转动幅度；所述驱动组件包括涡轮蜗杆组件，所述涡轮蜗杆组件通过所述控制组件的控制，带动所述镜头盖组件转动。本发明能够实现在室外工作的光电组件在不工作状态时盖住光学箱体的镜头，通过涡轮蜗杆结构进行电动控制保护镜头箱，实现防雨防尘功能防风沙。
Description
技术领域
本发明涉及光学镜头保护部件技术领域，特别涉及一种基于涡轮蜗杆的光学窗口电动防护装置及其工作方法。
背景技术
近年来，随着电子科学、互联网等现代科学技术的迅速发展，光学镜头的应用范围已由最初的胶片相机、显微镜、望远镜、简单医疗器械等产品，不断向数码相机、笔记本电脑、移动电话、 安防监控摄像机、车载可视系统、智能家居和航拍无人机等与人类生活密切相关的众多光学成像领域渗透。同时随着光学镜头的快速发展而光学镜头的保护成为了一个新的问题，到了复杂环境下保护光学镜头又是一个难点，更多的人关注如何在室外环境下保护镜头，如何延长镜头的寿命，减少维护周期。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于涡轮蜗杆的光学窗口电动防护装置及其工作方法，用于解决上述至少一个技术问题，其能够实现在室外工作的光电组件在不工作状态时盖住光学箱体的镜头，通过涡轮蜗杆结构进行电动控制保护镜头箱，实现防雨防尘功能防风沙。
本发明的实施例是这样实现的：
一种基于涡轮蜗杆的光学窗口电动防护装置，其包括机械模块和测量控制模块，所述机械模块包括驱动组件3和镜头盖组件5，所述测量控制模块包括控制组件2和限位组件4。
所述驱动组件3通过所述控制组件2的控制，带动所述镜头盖组件5在光学镜头箱体1上打开或闭合。
所述限位组件4限制所述镜头盖组件5的转动幅度。
所述驱动组件3包括涡轮蜗杆组件10，所述涡轮蜗杆组件10通过所述控制组件2的控制，带动所述镜头盖组件5转动。
在本发明较佳的实施例中，上述基于涡轮蜗杆的光学窗口电动防护装置的所述驱动组件3还包括防护罩体13，所述防护罩体13安装有驱动单元9、涡轮蜗杆组件10、传动轴11和轴支撑组件12。
所述驱动单元9一端连接所述控制组件2，另一端连接蜗杆。
所述蜗杆与涡轮配合，所述涡轮通过所述传动轴11连接所述镜头盖组件5。
所述轴支撑组件12安装在所述防护罩体13上，供所述蜗杆穿过。
其技术效果在于：驱动组件3的设置既结合实际运行中可能出现的风载荷、运动过程中的摩擦载荷、抵抗离心力的吸附载荷，又充分考虑到了实际中的刚度、强度，以及应用的环境性要求。在满足旋转270°要求条件下，尽可能的做到简洁、有效。保证光学镜头箱体1在高速回转情况下和静止状态下，镜头盖能稳定在其指定工位。
在本发明较佳的实施例中，上述基于涡轮蜗杆的光学窗口电动防护装置的所述控制组件2包括控制组件壳体，所述控制组件壳体内安装有驱动电路14和接插件15。
所述驱动电路14安装在所述控制组件壳体内。
所述接插件15一端连接所述驱动电路14，另一端伸出所述控制组件壳体，连接所述驱动组件3。
其技术效果在于：所述控制组件2为所述驱动组件3的运行提供相应的指令，提供对所述镜头盖组件5的逻辑控制与供电分配，并肩负与上位机的通信和供电的功能。
在本发明较佳的实施例中，上述基于涡轮蜗杆的光学窗口电动防护装置的。
其技术效果在于：所述控制组件2为所述驱动组件3的运行提供相应的指令，提供对所述镜头盖组件5的逻辑控制与供电分配，并肩负与上位机的通信和供电的功能。
在本发明较佳的实施例中，上述基于涡轮蜗杆的光学窗口电动防护装置的所述限位组件4包括电限位单元和机械限位单元。
所述电限位单元包括电限位挡块和电限位开关，所述电限位挡块安装在所述光学镜头箱体1的一个侧面上，所述电限位开关16安装在所述驱动组件3上。
当所述驱动组件3转动到靠近该侧面的指定位置时，所述电限位开关16触碰所述电限位挡块，控制电磁铁吸附断电。
当所述驱动组件3需要转动时，所述电限位开关16控制所述电磁铁弹开，进行供电。
在本发明较佳的实施例中，上述基于涡轮蜗杆的光学窗口电动防护装置的所述机械限位单元包括机械限位挡块17。
所述机械限位挡块17安装在所述光学镜头箱体1的另一相邻侧面上。
当所述驱动组件3转动到靠近该侧面的指定位置时，所述电限位开关16触碰所述械限位挡块17，控制电磁铁吸附断电。
当所述驱动组件3需要转动时，所述电限位开关16控制所述电磁铁弹开，进行供电。
其技术效果在于：电限位单元和机械限位单元起到双重保护作用，用于保障所述镜头盖组件5在指定时间内进行270°旋转。
在本发明较佳的实施例中，上述基于涡轮蜗杆的光学窗口电动防护装置的所述镜头盖组件5包括镜头盖主体、镜头盖罩体6、密封圈7和线卡8。
所述镜头盖罩体6设在所述镜头盖主体上，所述密封圈7沿所述镜头盖罩体6的边沿布置。
所述线卡8安装在所述驱动组件3上，固定所述电限位开关16。
其技术效果在于：所述镜头盖组件5是光学镜头设备停止工作时，设备系统镜头的防护装置，具有防水、防尘功效。工作时通过镜头对密封圈7的挤压达到一定的变形量实现密封作用。由于镜头盖组件5在内部的光学镜头旋转运行中不工作，但需要设计中抵抗相应的离心力；工作过程中又需要贴合相应的箱体镜头，尽最大程度做到防雨防尘。
一种基于涡轮蜗杆的光学窗口电动防护装置的工作方法，其包括：
电动防护装置上电后，进行初始化及自检。
若自检失败，则进行手动维护。
若自检成功，则等待上位机发出打开镜头盖指令，检测所述镜头盖组件5当前是否处于打开状态，若处于打开状态，则继续等待指令，若未处于打开状态，则执行打开所述镜头盖组件5的操作。
检测步进电机是否出现丢步现象，若出现丢步现象，则调节步进电机。
当所述镜头盖组件5打开到位时，启动驱动单元的刹车功能，阻止电机继续运转，吸附所述镜头盖组件5，并上传到位信息。
在本发明较佳的实施例中，上述基于涡轮蜗杆的光学窗口电动防护装置的工作方法中，自检失败的原因包括：
打开或者关闭所述镜头盖组件5的过程没有完成，控制系统突然断电，导致所述镜头盖组件5没有到位。
所述镜头盖组件5设备损坏。
在本发明较佳的实施例中，上述基于涡轮蜗杆的光学窗口电动防护装置的工作方法中，当所述镜头盖组件5打开到位时，再次执行自检过程，若自检成功，则说明设备没有损坏，可以正常使用。
若两次自检中任一次失败，说明设备损坏，需要维修。
在本发明较佳的实施例中，上述基于涡轮蜗杆的光学窗口电动防护装置的工作方法中，判断所述镜头盖组件5是否打开到位的过程包括：
当打开所述镜头盖组件5的接近开关闭合、关闭所述镜头盖组件5的接近开关断开时，判断所述镜头盖组件5打开到位，打开镜头盖过程完成。
当关闭所述镜头盖组件5的接近开关闭合、打开所述镜头盖组件5的接近开关断开时，判断所述镜头盖组件5盖合到位，关闭镜头盖的过程完成。
本发明实施例的有益效果是：
基于涡轮蜗杆的光学窗口电动防护装置，采用枢轴结构的技术体制，可实现基于自身运动规律和已知轨迹的空间复杂几何运动。在处于开启状态位置时，步进电机和减速器驱动一对蜗轮蜗杆副，其中蜗轮蜗杆可以单向锁止，转动，带动镜头盖旋转270°，使其盖上镜头，达到密封作用。其能够实现在室外工作的光电组件在不工作状态时盖住光学箱体的镜头，通过涡轮蜗杆结构进行电动控制保护镜头箱，实现防雨防尘功能防风沙。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明基于涡轮蜗杆的光学窗口电动防护装置结构示意图；
图2为本发明基于涡轮蜗杆的光学窗口电动防护装置正面结构示意图；
图3为本发明基于涡轮蜗杆的光学窗口电动防护装置背面结构示意图；
图4为本发明基于涡轮蜗杆的光学窗口电动防护装置的驱动组件内部结构示意图；
图5为本发明基于涡轮蜗杆的光学窗口电动防护装置的控制组件内部结构示意图；
图6为本发明基于涡轮蜗杆的光学窗口电动防护装置的电限位开关结构示意图；
图7为本发明基于涡轮蜗杆的光学窗口电动防护装置的机械限位挡块结构示意图；
图8为本发明基于涡轮蜗杆的光学窗口电动防护装置驱动组件整体结构示意图。
图中：1-光学镜头箱体；2-控制组件；3-驱动组件；4-限位组件；5-镜头盖组件；6-镜头盖罩体；7-密封圈；8-线卡；9-驱动单元；10-涡轮蜗杆组件；11-传动轴；12-轴支撑组件；13-防护罩体；14-驱动电路；15-接插件；16-电限位开关；17-机械限位挡块。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件能够以各种不同的配置来布置和设计。
请参照图1至图8，本发明的第一个实施例提供一种基于涡轮蜗杆的光学窗口电动防护装置，其包括机械模块和测量控制模块，所述机械模块包括驱动组件3和镜头盖组件5，所述测量控制模块包括控制组件2和限位组件4。
所述驱动组件3通过所述控制组件2的控制，带动所述镜头盖组件5在光学镜头箱体1上打开或闭合。
所述限位组件4限制所述镜头盖组件5的转动幅度。
所述驱动组件3包括涡轮蜗杆组件10，所述涡轮蜗杆组件10通过所述控制组件2的控制，带动所述镜头盖组件5转动。
在本发明较佳的实施例中，上述基于涡轮蜗杆的光学窗口电动防护装置的所述驱动组件3还包括防护罩体13，所述防护罩体13安装有驱动单元9、涡轮蜗杆组件10、传动轴11和轴支撑组件12。
所述驱动单元9一端连接所述控制组件2，另一端连接蜗杆。
所述蜗杆与涡轮配合，所述涡轮通过所述传动轴11连接所述镜头盖组件5。
所述轴支撑组件12安装在所述防护罩体13上，供所述蜗杆穿过。
其技术效果在于：驱动组件3的设置既结合实际运行中可能出现的风载荷、运动过程中的摩擦载荷、抵抗离心力的吸附载荷，又充分考虑到了实际中的刚度、强度，以及应用的环境性要求。在满足旋转270°要求条件下，尽可能的做到简洁、有效。保证光学镜头箱体1在高速回转情况下和静止状态下，镜头盖能稳定在其指定工位。
在本发明较佳的实施例中，上述基于涡轮蜗杆的光学窗口电动防护装置的所述控制组件2包括控制组件壳体，所述控制组件壳体内安装有驱动电路14和接插件15。
所述驱动电路14安装在所述控制组件壳体内。
所述接插件15一端连接所述驱动电路14，另一端伸出所述控制组件壳体，连接所述驱动组件3。
其技术效果在于：所述控制组件2为所述驱动组件3的运行提供相应的指令，提供对所述镜头盖组件5的逻辑控制与供电分配，并肩负与上位机的通信和供电的功能。
在本发明较佳的实施例中，上述基于涡轮蜗杆的光学窗口电动防护装置的。
其技术效果在于：所述控制组件2为所述驱动组件3的运行提供相应的指令，提供对所述镜头盖组件5的逻辑控制与供电分配，并肩负与上位机的通信和供电的功能。
在本发明较佳的实施例中，上述基于涡轮蜗杆的光学窗口电动防护装置的所述限位组件4包括电限位单元和机械限位单元。
所述电限位单元包括电限位挡块和电限位开关，所述电限位挡块安装在所述光学镜头箱体1的一个侧面上，所述电限位开关16安装在所述驱动组件3上。
当所述驱动组件3转动到靠近该侧面的指定位置时，所述电限位开关16触碰所述电限位挡块，控制电磁铁吸附断电。
当所述驱动组件3需要转动时，所述电限位开关16控制所述电磁铁弹开，进行供电。
在本发明较佳的实施例中，上述基于涡轮蜗杆的光学窗口电动防护装置的所述机械限位单元包括机械限位挡块17。
所述机械限位挡块17安装在所述光学镜头箱体1的另一相邻侧面上。
当所述驱动组件3转动到靠近该侧面的指定位置时，所述电限位开关16触碰所述械限位挡块17，控制电磁铁吸附断电。
当所述驱动组件3需要转动时，所述电限位开关16控制所述电磁铁弹开，进行供电。
其技术效果在于：电限位单元和机械限位单元起到双重保护作用，用于保障所述镜头盖组件5在指定时间内进行270°旋转。
在本发明较佳的实施例中，上述基于涡轮蜗杆的光学窗口电动防护装置的所述镜头盖组件5包括镜头盖主体、镜头盖罩体6、密封圈7和线卡8。
所述镜头盖罩体6设在所述镜头盖主体上，所述密封圈7沿所述镜头盖罩体6的边沿布置。
所述线卡8安装在所述驱动组件3上，固定所述电限位开关16。
所述镜头盖罩体6的外形根据镜头窗口的位置和形状来设置。
所述密封圈7的材质主要采用尼龙、橡胶和铝合金。
其技术效果在于：所述镜头盖组件5是光学镜头设备停止工作时，设备系统镜头的防护装置，具有防水、防尘功效。工作时通过镜头对密封圈7的挤压达到一定的变形量实现密封作用。由于镜头盖组件5在内部的光学镜头旋转运行中不工作，但需要设计中抵抗相应的离心力；工作过程中又需要贴合相应的箱体镜头，尽最大程度做到防雨防尘。
请参照图1至图8，本发明的第二个实施例提供一种基于涡轮蜗杆的光学窗口电动防护装置的工作方法，其包括：
电动防护装置上电后，进行初始化及自检。
若自检失败，则进行手动维护。
若自检成功，则等待上位机发出打开镜头盖指令，检测所述镜头盖组件5当前是否处于打开状态，若处于打开状态，则继续等待指令，若未处于打开状态，则执行打开所述镜头盖组件5的操作。
检测步进电机是否出现丢步现象，若出现丢步现象，则调节步进电机。
当所述镜头盖组件5打开到位时，启动驱动单元的刹车功能，阻止电机继续运转，吸附所述镜头盖组件5，并上传到位信息。
在本发明较佳的实施例中，上述基于涡轮蜗杆的光学窗口电动防护装置的工作方法中，自检失败的原因包括：
打开或者关闭所述镜头盖组件5的过程没有完成，控制系统突然断电，导致所述镜头盖组件5没有到位。
所述镜头盖组件5设备损坏。
在本发明较佳的实施例中，上述基于涡轮蜗杆的光学窗口电动防护装置的工作方法中，当所述镜头盖组件5打开到位时，再次执行自检过程，若自检成功，则说明设备没有损坏，可以正常使用。
若两次自检中任一次失败，说明设备损坏，需要维修。
在本发明较佳的实施例中，上述基于涡轮蜗杆的光学窗口电动防护装置的工作方法中，判断所述镜头盖组件5是否打开到位的过程包括：
当打开所述镜头盖组件5的接近开关闭合、关闭所述镜头盖组件5的接近开关断开时，判断所述镜头盖组件5打开到位，打开镜头盖过程完成。
当关闭所述镜头盖组件5的接近开关闭合、打开所述镜头盖组件5的接近开关断开时，判断所述镜头盖组件5盖合到位，关闭镜头盖的过程完成。
本发明实施例旨在保护一种基于涡轮蜗杆的光学窗口电动防护装置及其工作方法，具备如下效果：
基于涡轮蜗杆的光学窗口电动防护装置，采用枢轴结构的技术体制，可实现基于自身运动规律和已知轨迹的空间复杂几何运动。在处于开启状态位置时，步进电机和减速器驱动一对蜗轮蜗杆副，其中蜗轮蜗杆可以单向锁止，转动，带动镜头盖旋转270°，使其盖上镜头，达到密封作用。其能够实现在室外工作的光电组件在不工作状态时盖住光学箱体的镜头，通过涡轮蜗杆结构进行电动控制保护镜头箱，实现防雨防尘功能防风沙。
应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。
Claims (7)
1.一种基于蜗轮蜗杆的光学窗口电动防护装置，其特征在于，包括机械模块和测量控制模块，所述机械模块包括驱动组件(3)和镜头盖组件(5)，所述测量控制模块包括控制组件(2)和限位组件(4)；
所述驱动组件(3)通过所述控制组件(2)的控制，带动所述镜头盖组件(5)在光学镜头箱体(1)上打开或闭合；
所述限位组件(4)限制所述镜头盖组件(5)的转动幅度；
所述驱动组件(3)包括蜗轮蜗杆组件(10)，所述蜗轮蜗杆组件(10)通过所述控制组件(2)的控制，带动所述镜头盖组件(5)转动；
所述限位组件(4)包括电限位单元和机械限位单元；
所述电限位单元包括电限位挡块和电限位开关，所述电限位挡块安装在所述光学镜头箱体(1)的一个侧面上，所述电限位开关(16)安装在所述驱动组件(3)上；
当所述驱动组件(3)转动到靠近该侧面的指定位置时，所述电限位开关(16)触碰所述电限位挡块，控制电磁铁吸附断电；
当所述驱动组件(3)需要转动时，所述电限位开关(16)控制所述电磁铁弹开，进行供电；
所述机械限位单元包括机械限位挡块(17)；
所述机械限位挡块(17)安装在所述光学镜头箱体(1)的另一相邻侧面上；
当所述驱动组件(3)转动到靠近该侧面的指定位置时，所述电限位开关(16)触碰所述机械限位挡块(17)，控制电磁铁吸附断电；
当所述驱动组件(3)需要转动时，所述电限位开关(16)控制所述电磁铁弹开，进行供电；
所述镜头盖组件(5)包括镜头盖主体、镜头盖罩体(6)、密封圈(7)和线卡(8)；
所述镜头盖罩体(6)设在所述镜头盖主体上，所述密封圈(7)沿所述镜头盖罩体(6)的边沿布置；
所述线卡(8)安装在所述驱动组件(3)上，固定所述电限位开关(16)。
2.根据权利要求1所述的基于蜗轮蜗杆的光学窗口电动防护装置，其特征在于，所述驱动组件(3)还包括防护罩体(13)，所述防护罩体(13)安装有驱动单元(9)、蜗轮蜗杆组件(10)、传动轴(11)和轴支撑组件(12)；
所述驱动单元(9)一端连接所述控制组件(2)，另一端连接蜗杆；
所述蜗杆与蜗轮配合，所述蜗轮通过所述传动轴(11)连接所述镜头盖组件(5)；
所述轴支撑组件(12)安装在所述防护罩体(13)上，供所述蜗杆穿过。
3.根据权利要求1所述的基于蜗轮蜗杆的光学窗口电动防护装置，其特征在于，
所述控制组件(2)包括控制组件壳体，所述控制组件壳体内安装有驱动电路(14)和接插件(15)；
所述驱动电路(14)安装在所述控制组件壳体内；
所述接插件(15)一端连接所述驱动电路(14)，另一端伸出所述控制组件壳体，连接所述驱动组件(3)。
4.一种如权利要求1所述的基于蜗轮蜗杆的光学窗口电动防护装置的工作方法，其特征在于，包括：
电动防护装置上电后，进行初始化及自检；
若自检失败，则进行手动维护；
若自检成功，则等待上位机发出打开镜头盖指令，检测所述镜头盖组件(5)当前是否处于打开状态，若处于打开状态，则继续等待指令，若未处于打开状态，则执行打开所述镜头盖组件(5)的操作；
检测步进电机是否出现丢步现象，若出现丢步现象，则调节步进电机；
当所述镜头盖组件(5)打开到位时，启动驱动单元的刹车功能，阻止电机继续运转，吸附所述镜头盖组件(5)，并上传到位信息。
5.根据权利要求4所述的基于蜗轮蜗杆的光学窗口电动防护装置的工作方法，其特征在于，自检失败的原因包括：
打开或者关闭所述镜头盖组件(5)的过程没有完成，控制系统突然断电，导致所述镜头盖组件(5)没有到位；
所述镜头盖组件(5)设备损坏。
6.根据权利要求4所述的基于蜗轮蜗杆的光学窗口电动防护装置的工作方法，其特征在于，
当所述镜头盖组件(5)打开到位时，再次执行自检过程，若自检成功，则说明设备没有损坏，可以正常使用；
若两次自检中任一次失败，说明设备损坏，需要维修。
7.根据权利要求4所述的基于蜗轮蜗杆的光学窗口电动防护装置的工作方法，其特征在于，判断所述镜头盖组件(5)是否打开到位的过程包括：
当打开所述镜头盖组件(5)的接近开关闭合、关闭所述镜头盖组件(5)的接近开关断开时，判断所述镜头盖组件(5)打开到位，打开镜头盖过程完成；
当关闭所述镜头盖组件(5)的接近开关闭合、打开所述镜头盖组件(5)的接近开关断开时，判断所述镜头盖组件(5)盖合到位，关闭镜头盖的过程完成。
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