CN201054033Y - 一种变焦距镜头的带有全通导向槽和密珠轴系的变焦机构 - Google Patents

Abstract

一种变焦距镜头的带有全通导向槽和密珠轴系的变焦机构，属于光学仪器技术领域中涉及的光学变焦镜头的变焦机构。要解决的技术问题：提供一种变焦距镜头的带有全通导向槽和密珠轴系的变焦机构，技术方案包括：主体轴、凸轮、带动钉、变倍组滑架、变倍组导向槽、补偿组导向槽、补偿组滑架、保持架组件等部件。主体轴是一个圆筒空心轴，上面带有三条变倍组导向槽和三条补偿组导向槽，圆周均布的两种导向槽均平行于主体轴的轴线，相邻两种导向槽的轴线夹角为60°；主体轴的外侧是凸轮，大齿轮装在凸轮上，变倍组滑架和补偿组滑架安装在主体轴的内径，保持架组件装在补偿组滑架上，当大齿轮带动凸轮转动时，通过带动钉带动两种滑架及其镜框沿各自的导向槽作直线往复运动，从而达到调焦的目的。

Description

一种变焦距镜头的带有全通导向槽和密珠轴系的变焦机构

一、技术领域

本实用新型属于光学仪器技术领域中涉及的一种光学变焦距镜头的变焦机构。

二、背景技术

光学变焦距镜头，是利用镜头的焦距连续变化，完成对目标的由近至远或由远至近的连续捕获跟踪。在实际工作中，为了始终能抓住移动的目标，需要对镜头的焦距进行连续的调整，变焦机构对调整焦距是至关重要的，它涉及到变焦距镜头伸缩的灵活性和变焦精度。

与本实用新型最为接近的已有技术，是中国科学院长春光学精密机械与物理研究所研究设计的一种变焦距镜头的变焦机构，如图1所示：包括主体轴1、钢球2、左轴承外环3、凸轮4、滚动轴承5、固定钉6、变倍曲线槽7、滚动轴承套8、变倍组带动钉9、变倍镜框压圈10、变倍镜框11、变倍组滑架12、变倍组偏心轴13、大头螺钉14、轴承15、压钉16、轴承套17、补偿组滑架18、变倍组半通导向槽19、补偿组带动钉20、补偿曲线槽21、补偿组半通导向槽22、大齿轮23、右轴承外环24、止推轴承环25、大螺母26、补偿镜框27、补偿镜框压圈28、补偿组偏心轴29。

在主体轴1的左右两端的台肩上，各置有一圈钢球2，在左边的台肩上的钢球2和与它接触的左轴承外环3组成滑动轴套，在右边的台肩上的另一圈钢球2和与它接触的右轴承外环24组成滑动轴套，左轴承外环3和右轴承外环24之间是凸轮4，左轴承外环3和右轴承外环24分别用螺钉与凸轮4固连，主体轴1右边的一圈钢球2靠止推轴承环25和大螺母26备紧，装在凸轮4偏右边的台肩上的大齿轮23与凸轮4固连。

主体轴1是一个圆筒空心轴，内表面有三条变倍组半通导向槽19，位于主体轴1的偏左部位，平行于主体轴1的轴线，在主体轴的内表面圆周上均匀分布，相邻两个半通导向槽相对于主体轴轴线的夹角为120°；在主体轴1上的内表面还有三条补偿组半通导向槽22，位于主体轴1的偏右部位，平行于主体轴1的轴线，在主体轴的内表面圆周上均匀分布，相邻两个半通导向槽相对于主体轴轴线的夹角为120°，相邻的变倍组半通导向槽19和补偿组半通导向槽22之间相对于主体轴轴线的夹角为60°。这里提到的半通导向槽是指槽的深度没有穿透主体轴1的壁厚，是在圆筒主体轴内表面壁上开的槽沟。

在圆筒主体轴1的外侧安装的凸轮4上，偏左部位带有变倍曲线槽7，偏右部位带有补偿曲线槽21，当凸轮4转动时，变倍组带动钉9沿变倍曲线槽7运动，补偿组带动钉20沿补偿曲线槽21运动。

变倍组滑架12安装在主体轴1的左边部位，通过变倍组带动钉9与主体轴1、凸轮4连接，当大齿轮23带动凸轮4转动时，变倍组带动钉9带动变倍组滑架12，通过安装在变倍组滑架12上的三个变倍组偏心轴13上的轴承套17，沿主体轴1上的变倍组半通导向槽19做直线往复运动；补偿组滑架18安装在主体轴1的右边部位，通过补偿组带动钉20与主体轴1、凸轮4连接，当大齿轮23带动凸轮4转动时，补偿组带动钉20带动补偿组滑架18，通过安装在补偿组滑架18上的三个补偿组偏心轴29上的轴承套，沿主体轴1上的补偿组半通导向槽22做直线往复运动，补偿组偏心轴29上的轴承套与变倍组偏心轴13上的轴承套一致。

变倍镜框11由变倍镜框压圈10固定在变倍组滑架12上，随变倍组滑架12沿变倍组半通导向槽19做直线往复运动；补偿镜框27由补偿镜框压圈28固定在补偿组滑架18上，随补偿组滑架18沿补偿组半通导向槽22做直线往复运动。

该变焦机构存在的主要问题是：由于变倍组半通导向槽19和补偿组半通导向槽22均为圆筒主体轴1上的内表面半槽，使得加工工艺复杂，不易保证加工精度，同时给整个变焦机构的装调带来难度，影响工作计划周期和产品质量。在实际应用过程中，有些补偿组光学透镜的尺寸比变倍组光学透镜的尺寸大，重量加大。在工作过程中，使光轴倾斜，与主光轴不同轴，最终导致工作精度下降。同时，也将造成运动不平稳，甚至有可能出现卡死的状态。

三、发明内容

为了克服已有技术存在的缺点，本实用新型的目的在于简化对主体轴的加工工艺，提高对变倍组导向槽和补偿组导向槽的加工精度，缩短对变焦机构的装调时间，提高运动精度，防止卡滞现象的发生，从而提高镜头的产品质量。特设计一种带有全通导向槽和密珠轴系的变焦机构。

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种变焦距镜头的带有全通导向槽和密珠轴系的变焦机构，解决技术问题的技术方案如图2所示，包括：主体轴30，钢球3 1，左轴承外环32，凸轮33，滚动轴承套34，滚动轴承35，固定钉36，变倍曲线槽37，变倍组带动钉38，变倍镜框螺钉39，变倍镜框40，变倍组滑架41，变倍组偏心轴42，大头螺钉43，压钉44，轴承45，变倍组全通导向槽46，大齿轮47，补偿组全通导向槽48，补偿组偏心轴49，补偿组滑架50，补偿曲线槽51，补偿组带动钉52，补偿镜框53，右轴承外环54，止推轴承环55，大螺母56，补偿镜框螺钉57，保持架组件58，保持架用钢球59，保持架60，保持架用螺钉61。

主体轴30是一个圆筒空心轴，偏左部位带有三条变倍组全通导向槽46，偏右部位带有三条补偿组全通导向槽48，三条变倍组全通导向槽46平行于主体轴30的轴线，在主体轴30的圆周上均匀分布，相邻两个导向槽相对于主体轴的轴线夹角为120°，三条补偿组全通导向槽48平行于主体轴30的轴线，在主体轴30的圆周上均匀分布，相邻两个导向槽相对于主体轴的轴线夹角为120°，相邻的变倍组全通导向槽46和补偿组全通导向槽48相对于主体轴30的轴线夹角为60°。

在主轴体30的左右两端的台肩上，各置有一圈钢球31，在左端台肩上的一圈钢球31和与它们接触的左轴承外环32组成滑动轴套，在右端台肩上的一圈钢球31和与它们接触的右轴承外环54组成滑动轴套，一圈钢球31靠止推轴承环55和大螺母56备紧，大螺母56与主体轴30之间是螺纹配合；左轴承外环32和右轴承外环54之间是凸轮33，左轴承外环32和右轴承外环54分别用螺钉与凸轮33固连，凸轮33和主体轴30之间靠两端的滑动轴套接触；在凸轮33的偏右部位台肩处装有大齿轮47，两者用螺钉固连；在凸轮33上，偏左部位带有变倍曲线槽37，偏右部位带有补偿曲线槽51，当凸轮33转动时，变倍组带动钉38，通过其上的滚动轴承套34，沿变倍曲线槽37运动，补偿组带动钉52通过其上的轴承套(与变倍组带动钉38上的轴承套相同)沿补偿曲线槽51运动。

变倍组滑架41，安装在主体轴30内径的左边部位，通过变倍组带动钉38穿过主体轴30的壁伸向主体轴内径，下端与变倍组滑架41用螺纹固连，变倍组带动钉38的上端装有滚动轴承35，其外侧装有滚动轴承套34，并用固定钉36固定，变倍组带动钉38上端的滚动轴承套34，装在凸轮33上的变倍曲线槽37中；在变倍组滑架41上从左至右装有四根变倍组偏心轴42，第一、第三根偏心轴靠近变倍组全通导向槽46的一侧，第二、第四根偏心轴靠近变倍组全通导向槽46的另一侧，四根变倍组偏心轴42中的每一根，都用大头螺钉43在一旁固定，每一根变倍组偏心轴42的上端都装有轴承45，用压钉44固紧，每一根变倍组偏心轴42通过上端装有的轴承45与变倍组全通导向槽46的侧壁滚动接触；补偿组滑架50安装在主体轴30内径的右边部位，补偿组带动钉52穿过主体轴30的壁伸向主体轴内径，下端与补偿组滑架50用螺纹固连，补偿组带动钉52的上端安装的滚动轴承和滚动轴承套(与变倍组带动钉38上端安装的滚动轴承和滚动轴承套相同)置于凸轮33上的补偿曲线槽51中，在补偿组滑架50上，从右至左装有四根补偿组偏心轴49，第一、第三根偏心轴靠近补偿组全通导向槽48的一侧，第二、第四根偏心轴靠近补偿组全通导向槽48的另一侧，四根补偿组偏心轴49中的每一根，都用大头螺钉43在一旁固定，每一根补偿组偏心轴49的上端都装有轴承，用压钉固紧，每一根补偿组偏心轴49，通过上端装有的轴承与补偿组全导向槽48的侧壁滚动接触。补偿组偏心轴49中所用的大头螺钉、轴承、压钉都与变倍组偏心轴42中所用的大头螺钉43、轴承45、压钉44完全相同。上述偏心轴的概念是指轴线的位置偏离变倍组全通导向槽46的槽宽中线位置和偏离补偿组全通导向槽48的槽宽中线位置。

变倍镜框40用变倍镜框螺钉39固定在变倍组滑架41上，随变倍组滑架41沿变倍组全通导向槽46做直线往复运动；补偿镜框53用补偿镜框螺钉57固定在补偿组滑架50上，随补偿组滑架50沿补偿组全通导向槽48做直线往复运动。为防止出现卡滞现象，特在补偿组滑架50的外圆上，加装了三组(圆周均布)保持架组件58，每组保持架组件由保持架60和保持架钢球59组成，且由保持架用螺钉61固定在补偿组滑架上。其中，每组保持架采用三排、每排8个钢球，亦即每组保持架所用钢球为24个，用以保证提高运动精度。由图2中可以看到，保持架钢球59含在保持架60中，分别与主体轴30的内径和补偿组滑架50的外径相配合，形成滑道，这样在变焦过程中，可以使运动平稳，也避免了卡死的现象出现，保证了镜头的运动精度，提高了产品质量。

工作原理说明：当大齿轮47带动凸轮33旋转时，变倍组带动钉38沿凸轮33上的变倍曲线槽37运动，带动变倍组滑架41，通过变倍组偏心轴42，在变倍组全通导向槽46内作直线往复运动，与此同时，补偿组带动钉52也沿凸轮33上的补偿曲线槽51运动，带动补偿组滑架50通过补偿组偏心轴49在补偿组全通导向槽48内作直线往复运动，因为变倍镜框40安装在变倍组滑架41上，随滑架同步运动，补偿镜框53安装在补偿组滑架50上，随滑架同步运动，因此，在变倍组带动钉38带动变倍组滑架41运动、补偿组带动钉52带动补偿组滑架50运动的同时，变倍镜框40和补偿镜框53也做直线往复动动。从而达到变焦、变倍的目的。

本实用新型的积极效果：变倍组导向槽和补偿组导向槽由半槽改为全通导向槽，大大简化了对主体轴的加工工艺，提高了对导向槽的加工精度，降低了对变焦机构的装调难度，缩短了装调时间，提高了装调精度。补偿组滑架上加上密珠轴系后，使补偿组滑架运动平稳，消除卡滞现象，保证了运动调焦精度。2

四、附图说明

图1是已有技术的结构示意图；

图2是本实用新型的结构示意图。

五、具体实施方式

本实用新型按图2所示的结构实施，尺寸大小和焦距长短根据需要设计。其中主体轴30的材料采用2A12铝，上面的三条变倍组全通导向槽46，平行于主体轴30的轴线，相邻的导向槽相对于轴线的夹角为120°；三条补偿组全通导向槽48，平行于主体轴的轴线，相邻的导向槽相对于轴线的夹角为120°，相邻的变倍组全通导向槽46和补偿组全通导向槽48之间相对于主体轴轴线的夹角为60°，每个导向槽槽沟侧面平行度不大于0.006mm，钢球采用0级钢球，钢球的材料为GCr15，左轴承外环的材料也选用GCr15，与钢球31组成轴承付。凸轮33的材料是根据其加工性和稳定性的要求选择的，选用的是ZL24铸铝，凸轮33上的变倍曲线槽37和补偿曲线槽51要求加工的等宽性。变倍组带动钉38和补偿组带动钉52的材料选用45^#，两者要求的尺寸和结构相同，两个带动钉的上端安装滚动轴承35，滚动轴承套34的材料为聚铣亚胺，与滚动轴承35配合为过盈配合，过盈量为0.3mm～0.4mm，用固定钉36压紧。变倍组滑架41和补偿组滑架50的材料采用2Al2铝，两者上面安装的偏心轴42和49的材料采用45^#。两种偏心轴上安装的轴承45采用GCr15轴承，压钉44采用45^#，变倍镜框40和补偿镜框53的材料采用2Al2铝，右轴承外环54和止推轴承环55的材料采用GCr15，并与钢球31组成右轴承。保持架60的材料采用HPb59-1铜，保持架用钢球59采用0级标准，椭圆度和棱面度允差为0.00025mm，各钢球直径相互差不大于0.0005mm，同时，为保证运动光滑、平稳，要求主体轴30、补偿组滑架50与保持架用钢球59的接触面的尺寸必须配作，配合的间隙为0.005mm～0.008mm。

Claims (1)

1.一种变焦距镜头的带有全通导向槽和密珠轴系的变焦机构，包括主体轴、钢球、左轴承外环、凸轮、滚动轴承、固定钉、变倍曲线槽、滚动轴承套、变倍组带动钉、变倍镜框、变倍镜框螺钉、变倍组滑架、变倍组偏心轴、大头螺钉、轴承、压钉、补偿组滑架、变倍组导向槽、补偿组带动钉、补偿曲线槽、补偿组导向槽、大齿轮、右轴承外环、止推轴承环、大螺母、补偿镜框、补偿镜框螺钉、补偿组偏心轴；其特征在于还包括由保持架用钢球(59)和保持架(60)组成的保持架组件(58)，保持架用螺钉(61)；主体轴(30)是一个圆筒空心轴，偏左部位带有三条变倍组全通导向槽(46)，偏右部位带有三条补偿组全通导向槽(48)，两种导向槽均平行于主体轴(30)的轴线，在主体轴(30)的圆周上均匀分布，相邻两个相同导向槽相对于主体轴的轴线夹角为120°，而相邻的变倍组全通导向槽(46)和补偿组全通导向槽(48)相对于主体轴(30)的轴线夹角为60°；在主轴体(30)左右两端的台肩上，各置有一圈钢球(31)，左端的钢球(31)与左轴承外环(32)组成滑动轴套，右端的钢球(31)与右轴承外环(54)组成滑动轴套，右端的钢球(31)靠止推轴承环(55)和大螺母(56)备紧，大螺母(56)与主体轴(30)之间是螺纹配合；左右轴承外环之间是凸轮(33)，且均用螺钉固连，凸轮(33)和主体轴(30)之间靠两端的滑动轴承套接触；在凸轮(33)的偏右部位台肩处装有大齿轮(52)，用螺钉固连；装在凸轮(33)左侧的变倍曲线槽(37)中的变倍组带动钉(38)，穿过主体轴(30)的壁伸向主体轴内径，与变倍组滑架(41)用螺纹固连，其上端装有滚动轴承(35)，外侧装有滚动轴承套(34)，并用固定钉(36)固定；在变倍组滑架(41)上装有四根变倍组偏心轴(42)，第一、第三根变倍组偏心轴靠近变倍组全通导向槽(46)的一侧，第二、第四根偏心轴靠近变倍组全通导向槽(46)的另一侧，四根变倍组偏心轴(42)均用大头螺钉(43)在旁固定，其上端都装有轴承(45)，且用压钉(44)固紧，通过轴承(45)与变倍组全通导向槽(46)的侧壁滚动接触；装在凸轮(33)右侧的补偿曲线槽(51)中的补偿组带动钉(52)，穿过主体轴(30)的壁伸向主体轴内径，与补偿组滑架(50)用螺纹固连，其上端安装有滚动轴承(35)，外侧装有滚动轴承套(34)，并用固定钉(36)固定；在补偿组滑架(50)上，装有四根补偿组偏心轴(49)，第一、第三根偏心轴靠近补偿组全通导向槽(48)的一侧，第二、第四根偏心轴靠近补偿组全通导向槽(48)的另一侧，四根补偿组偏心轴(49)均用大头螺钉(43)在旁固定，其上端均装有轴承(45)，且用压钉(44)固紧，通过轴承(45)与补偿组全通导向槽(48)的侧壁滚动接触；变倍镜框(40)用变倍镜框螺钉(39)固定在变倍组滑架(41)上，补偿镜框(53)用补偿镜框螺钉(57)固定在补偿组滑架(50)上，在补偿组滑架(50)的外圆上，加装了三组(圆周均布)保持架组件(58)，每组保持架组件由保持架(60)和保持架钢球(59)组成，且由保持架用螺钉(61)固定在补偿组滑架上。其中，每组保持架采用三排、每排8个钢球，亦即每组保持架所用钢球为24个，保持架钢球(59)含在保持架(60)中，分别与主体轴(30)的内径和补偿组滑架(50)的外径相配合。

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