CN206411307U - 驱动装置及双滤光片切换器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及摄像机技术领域，具体而言，涉及一种驱动装置及双滤光片切换器。所述驱动装置，包括导轨和设置有第一永磁体的支架，以及根据电流方向的改变而改变磁极的电磁线圈。支架设置于所述导轨，电磁线圈位于导轨的端部，根据电磁线圈磁极的改变，支架在导轨上朝不同的方向运动。所述双滤光片切换器包括前盖、两个支架固定盖和所述驱动装置。导轨设置于前盖，且位于支架和前盖之间，电磁线圈设置于前盖，支架固定盖固定于前盖，且与前盖存在间隙，两个支架固定盖分别位于导轨的两侧，支架卡接于前盖和支架固定盖之间。本实施例提供的驱动装置及双滤光片切换器，支架在磁力的作用下在导轨上朝不同的方向运动，避免了卡死情况的发生。
Description
技术领域
本实用新型涉及摄像机技术领域，具体而言，涉及一种驱动装置及双滤光片切换器。
背景技术
双滤光片切换器是监控摄像机上的重要部件，其主要作用是过滤红外线让其截止或通过，以改善色彩偏色问题，并且增加清晰度提升夜晚细腻度和亮度，大幅度减低噪点。双滤光片切换器是由滤光片(一片红外截止或吸收滤光片和一片全透光谱滤光片)和动力部分构成。现有卡口相机的双滤光片切换器都是使用笔形电机驱动的，分别有导轨和滑轨两种方式。其中，导轨方式是将双滤光片切换器安装在两根平行的金属杆上，在步进电机的驱动下双滤光片切换器在导轨上来回滑动。滑轨方式是采用两个滑轨的结构，让双滤光片切换器在电机的驱动下在滑轨上来回滑动。两种方式都有一个共同点，就是电机在双滤光片切换器的某一侧边驱动双滤光片切换器，如此则会导致双滤光片切换器在移动过程中偏斜导致阻力增大而后卡死，在实际应用中存在较大风险。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型实施例的目的在于，提供一种驱动装置及双滤光片切换器以解决上述问题。
本实用新型实施例提供了一种驱动装置，所述驱动装置包括导轨和设置有第一永磁体的支架，以及根据电流方向的改变而改变磁极的电磁线圈；
所述支架设置于所述导轨，所述电磁线圈位于所述导轨的端部，根据所述电磁线圈磁极的改变，所述支架在所述导轨上朝不同的方向运动。
进一步地，所述电磁线圈为至少两个，分别设置于所述导轨的两端，位于所述导轨两端的电磁线圈的同名磁极朝向相反的方向。
进一步地，至少两个所述电磁线圈关于所述导轨的轴线对称。
进一步地，所述第一永磁体为至少两个，分别设置于所述支架朝向所述电磁线圈的两端，且至少两个所述第一永磁体的同名磁极朝向所述导轨的一端。
进一步地，所述第一永磁体包括至少两个，分别设置于所述支架与所述导轨同向的两侧，所述支架两侧的所述第一永磁体关于所述导轨的轴线对称，且至少两个所述第一永磁体的同名磁极朝向相同的方向。
进一步地，所述驱动装置还包括第二永磁体，所述第二永磁体设置于所述电磁线圈的内部，所述第一永磁体和第二永磁体的同名磁极朝向相同的方向。
本实用新型实施例还提供了一种双滤光片切换器，所述双滤光片切换器包括前盖、两个支架固定盖，以及上述驱动装置；
所述导轨设置于所述前盖，且位于所述支架和前盖之间，所述电磁线圈设置于所述前盖，所述支架固定盖固定于所述前盖，且与所述前盖存在间隙，所述两个支架固定盖分别位于所述导轨的两侧，所述支架卡接于所述前盖和支架固定盖之间。
进一步地，所述支架设置有两个第一限位柱，所述两个第一限位柱分别设置于所述支架与所述导轨同向的两侧，所述支架通过所述两个第一限位柱卡接于所述前盖和支架固定盖之间；
所述前盖设置有四个第二限位柱，其中两个所述第二限位柱设置于一所述第一限位柱的两侧，另两个所述第二限位柱设置于另一所述第一限位柱的两侧。
进一步地，所述第一限位柱靠近所述第二限位柱的两侧设置有缓冲层，或所述第二限位柱靠近所述第一限位柱的一侧设置有缓冲层。
进一步地，所述支架与所述导轨和支架固定盖之间通过多个凸台接触，所述多个凸台设置于所述支架，或所述多个凸台设置于所述导轨和支架固定盖。
本实用新型实施例提供的驱动装置及双滤光片切换器，通过在导轨的两端设置根据电流方向的改变而改变磁极的电磁线圈，使得设置有第一永磁体的支架根据电磁线圈磁极的改变，在导轨上朝不同的方向运动，与现有技术中采用电机从单侧提供动力相比，磁力更为均匀，因而支架在磁力作用下运动时不会出现卡死的情况，有效规避了传统驱动方式所带来的应用风险。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，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实用新型的某些实施例，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为本实用新型实施例提供的一种驱动装置的驱动原理示意图。
图2为本实用新型实施例提供的驱动装置的另一种驱动原理示意图。
图3为本实用新型实施例提供的一种驱动装置的模拟模型示意图。
图4为本实用新型实施例提供的一种驱动装置的模拟模型的模拟示意图。
图5为本实用新型实施例提供的一种驱动装置的模拟模型的模拟数据示意图。
图6为本实用新型实施例提供的驱动装置的另一种驱动原理示意图。
图7为本实用新型实施例提供的驱动装置的另一种驱动原理示意图。
图8为本实用新型实施例提供的一种双滤光片切换器的结构示意图。
图9为图8的A-A向剖面示意图。
图10为图9的B部位的局部放大图。
图标：10-双滤光片切换器；100-驱动装置；110-导轨；120-支架；121-第一永磁体；122-第一限位柱；130-电磁线圈；140-第三永磁体；200-模拟模型；210-磁石；220-线圈；230-导磁片；300-前盖；310-第二限位柱；400-支架固定盖；500-凸台。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
请参阅图1和图2，本实用新型实施例提供了一种驱动装置100，所述驱动装置100包括导轨110和设置有第一永磁体121的支架120，以及根据电流方向的改变而改变磁极的电磁线圈130。所述支架120设置于所述导轨110，所述电磁线圈130位于所述导轨110的端部，根据所述电磁线圈130磁极的改变，所述支架120在所述导轨110上朝不同的方向运动。
需要说明的是，所述导轨110可以为单轨道导轨，也可以为双轨道导轨。本实施例中，为了保障所述驱动装置100的稳定性，所述导轨110为双轨道导轨。为了减小所述导轨110和所述支架120之间的摩擦力，可选地，所述导轨110的轨道为光滑的金属杆。为了使得所述支架120的受力能够更加平衡，本实施例中，所述电磁线圈130关于所述导轨110的轴线对称。其中，所述导轨110的轴线即为所述导轨110两条轨道之间的中心线。
可选地，所述电磁线圈130为至少两个，分别设置于所述导轨110的两端，通电后，位于所述导轨110两端的电磁线圈130的同名磁极朝向相反的方向。如此，根据磁性件“同极相斥，异极相吸”的原理，当位所述导轨110一端的电磁线圈130对所述支架120产生吸力时，位于所述导轨110另一端的所述电磁线圈130对所述支架120产生作用方向与所述吸力同向的斥力，进而使得所述支架120运动。
需要说明的是，本实施例中，除对所述电磁线圈130的数量不做具体限制外，对于至少两个所述电磁线圈130的绕线方向，以及至少两个所述电磁线圈130之间的连接关系同样不做具体限制。可以理解，至少两个所述电磁线圈130的绕线方向可以相同(如图1所示)，也可以不同(如图2所示)。至少两个所述电磁线圈130之间可以是串联(如图1所示)，也可以为并联(如图2所示)。在具体实施的过程中，所述至少两个所述电磁线圈130的设置还可以有多种，只需满足通电后，位于所述导轨110两端的电磁线圈130的同名磁极朝向相反的方向即可，此处不再赘述。
可选地，所述第一永磁体121为至少两个，分别设置于所述支架120朝向所述电磁线圈130的两端。本实施例中，至少两个所述第一永磁体121的同名磁极朝向所述导轨110的一端，以避免位所述导轨110一端的电磁线圈130对至少两个所述第一永磁体121的作用力不同而影响驱动效果。
本实施例中，所述驱动装置100还包括第二永磁体(图中未示出)，所述第二永磁体设置于所述电磁线圈130的内部，所述第一永磁体121和第二永磁体的同名磁极朝向相同的方向。需要说明的是，所述第二永磁体的设置位置由所述第一永磁体121的设置位置决定。如图1和图2所示，例如，当所述第一永磁体121的N极靠近上方的所述电磁线圈130，S极靠近下方的所述电磁线圈130时，设置于上方的所述电磁线圈130内部的所述第二永磁体的N极远离所述第一永磁体121，S极靠近所述第一永磁体121，设置于下方的所述电磁线圈130内部的所述第二永磁体的N极靠近所述第一永磁体121，S极远离所述第一永磁体121。如此，当所述支架120在所述导轨110上运动到目标位置，所述电磁线圈130断电后，所述第二永磁铁便为所述支架120提供锁定力，起到固定所述支架120的作用。
可选地，所述驱动装置还包括多个第三永磁体140。本实施例中，所述驱动装置包括四个所述第三永磁体140，且分别设置于所述导轨110的两条轨道的端部。所述第三永磁体140和第一永磁体121的同名磁极朝向相同的方向。本实施例中，所述第三永磁体140的设置目的与上述第二永磁体的设置目的相同，用于当所述支架120在所述导轨110上运动到目标位置，所述电磁线圈130断电后，为所述支架120提供锁定力。
通过上述设置，如图1和图2所示，当所述电磁线圈130通电之后，所述支架120受到作用力F，在所述导轨110上往设置于下方的所述电磁线圈130的方向运动。
F＝F1+F2-f，
其中，F1为设置于上方的所述电磁线圈130对所述支架120产生的向下的斥力，F2为设置于下方的所述电磁线圈130对所述支架120产生的向下的吸力，f为所述支架120与所述导轨110之间的摩擦力。当所述电磁线圈130的电流方向改变之后，所述作用力F的方向改变，所述支架120受到作用力F，在所述导轨110上往设置于上方的所述电磁线圈130的方向运动。
为验证本实施例所述的驱动装置100的可行性，设置如图3和图4所示的模拟模型200进行驱动力模拟计算。所述模拟模型200所用元件包括磁石210、线圈220和导磁片230。其中，所述磁石210为N42SH钕铁硼磁材，所述磁石的剩余磁化强度为1.31T，磁感矫顽力为-12K0e，尺寸为9mm*1mm*1mm，所述线圈220的通电条件为Umax＝12V，电阻为48Ω，磁感应强度为860T，尺寸为10mm*3.3mm*8mm。所述导磁片230为冷轧材质磁铁，尺寸为7.5mm*0.8mm*8.3mm。所述磁石210的初始位置与目标位置之间的距离为17.12mm。
所述模拟模型200中各元件的类型和相关参数如表1所示，模拟结果数据如表2和图5所示。图5中，横坐标表征所述磁石210与初始位置之间的距离，纵坐标表征所述磁石210所受的静态保持力和克服所述静态保持力后所受的作用力大小，曲线d1表征所述磁石210的静态保持力，曲线d2表征所述磁石210克服静态保持力后所受的作用力。
表1
表2
由表2和图5所示的模拟结果数据可知，所述磁石210在初始位置的静态保持力为7.81gf，所述线圈220接通电压为12V的电源后，所述线圈220的通电电流为0.25A，在初始位置所述磁石210受到所述线圈220的动态作用力为12.89gf，在克服静态保持力后作用力为5.08gf，磁石210可启动。
需要说明的是，本实施例所述的第一永磁体121的设置位置还可以有多种变化。例如，请参阅图6，至少两个所述第一永磁体121还可以分别设置于所述支架120与所述导轨110同向的两侧，所述支架120两侧的所述第一永磁体121关于所述导轨110的轴线对称。同样，为了避免位所述导轨110一端的电磁线圈130对至少两个所述第一永磁体121的作用力不同而影响驱动效果，至少两个所述第一永磁体121的同名磁极朝向相同的方向。
请参阅图7，所述第一永磁体121和电磁线圈130的设置数量还可以为一个，以使所述驱动装置100的结构更为简单。当所述第一永磁体121和电磁线圈130的设置数量为一个时，所述第一永磁体121设置于所述支架120的一端，所述电磁线圈130设置于所述导轨110靠近所述第一永磁体121的一端，并且关于所述导轨110的轴线对称。需要说明的是，当所述第一永磁体121和电磁线圈130的设置数量为一个时，可以通过改变所述电磁线圈130的线圈220匝数或通电电流等相关参数，以保障所述支架120在所述导轨110上保持适宜的运动速度。
请参阅图8，本实用新型实施例还提供了一种双滤光片切换器10，所述双滤光片切换器10包括前盖300、两个支架固定盖400，以及上述驱动装置100。所述导轨110设置于所述前盖300，且位于所述支架120和前盖300之间，所述电磁线圈130设置于所述前盖300，所述支架固定盖400固定于所述前盖300，且与所述前盖300存在间隙，所述两个支架固定盖400分别位于所述导轨110的两侧，所述支架120卡接于所述前盖300和支架固定盖400之间。通过上述设置，不仅使得所述支架120在所述导轨110上运动时不会出现卡死的情况，有效规避了传统驱动方式所带来的应用风险。
本实施例中，所述支架120设置有两个第一限位柱122，所述两个第一限位柱122分别设置于所述支架120与所述导轨110同向的两侧，所述支架120通过所述两个第一限位柱122卡接于所述前盖300和支架固定盖400之间。为避免所述支架120的运动超出目标位置，所述前盖300设置有四个第二限位柱310，其中两个所述第二限位柱310设置于一所述第一限位柱122的两侧，另两个所述第二限位柱310设置于另一所述第一限位柱122的两侧。
通过上述设置，当所述支架120在所述导轨110上运动以进行位置切换时，所述第一限位柱122会与设置于该第一限位柱122两侧的所述第二限位柱310接触，为防止所述第一限位柱122与设置于该第一限位柱122两侧的所述第二限位柱310在接触时产生较大的冲击力，本实施例中还设置有缓冲层(图中未示出)。所述缓冲层可以设置于所述第一限位柱122靠近所述第二限位柱310的两侧，所述缓冲层也可以设置于所述第二限位柱310靠近所述第一限位柱122的一侧，所述缓冲层还可以同时设置于所述第一限位柱122靠近所述第二限位柱310的两侧，以及所述第二限位柱310靠近所述第一限位柱122的一侧。
请参阅图9和图10，为了有效地减小所述支架120与所述导轨110和支架固定盖400之间的摩擦力，可选地，所述支架120与所述导轨110和支架固定盖400之间通过多个凸台500接触。所述凸台500可以为“U”形、“V”形，也可以为半球形或其他适合的形状。所述多个凸台500可以设置于所述支架120，所述多个凸台500也可以设置于所述导轨110和支架固定盖400，所述多个凸台500还可以设置于所述支架120、导轨110和支架固定盖400。本实施例中，所述凸台500设置于所述支架120(如图8和图9所示)，并且与所述支架120一体成型。
综上所述，本实用新型实施例提供的驱动装置100及双滤光片切换器10，通过在导轨110的两端设置根据电流方向的改变而改变磁极的电磁线圈130，使得设置有第一永磁体121的支架120根据电磁线圈130磁极的改变，在导轨110上朝不同的方向运动，与现有技术中采用电机从单侧提供动力相比，磁力更为均匀，因而支架120在磁力作用下运动时不会出现卡死的情况，有效规避了传统驱动方式所带来的应用风险。
在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。可以是机械连接，也可以是电连接。可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种驱动装置，其特征在于，包括导轨和设置有第一永磁体的支架，以及根据电流方向的改变而改变磁极的电磁线圈；
所述支架设置于所述导轨，所述电磁线圈位于所述导轨的端部，根据所述电磁线圈磁极的改变，所述支架在所述导轨上朝不同的方向运动。
2.根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，所述电磁线圈为至少两个，分别设置于所述导轨的两端，位于所述导轨两端的电磁线圈的同名磁极朝向相反的方向。
3.根据权利要求2所述的驱动装置，其特征在于，至少两个所述电磁线圈关于所述导轨的轴线对称。
4.根据权利要求2所述的驱动装置，其特征在于，所述第一永磁体为至少两个，分别设置于所述支架朝向所述电磁线圈的两端，且至少两个所述第一永磁体的同名磁极朝向所述导轨的一端。
5.根据权利要求2所述的驱动装置，其特征在于，所述第一永磁体包括至少两个，分别设置于所述支架与所述导轨同向的两侧，所述支架两侧的所述第一永磁体关于所述导轨的轴线对称，且至少两个所述第一永磁体的同名磁极朝向相同的方向。
6.根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，所述驱动装置还包括第二永磁体，所述第二永磁体设置于所述电磁线圈的内部，所述第一永磁体和第二永磁体的同名磁极朝向相同的方向。
7.一种双滤光片切换器，其特征在于，包括前盖、两个支架固定盖，以及权利要求1～6任意一项所述的驱动装置；
所述导轨设置于所述前盖，且位于所述支架和前盖之间，所述电磁线圈设置于所述前盖，所述支架固定盖固定于所述前盖，且与所述前盖存在间隙，所述两个支架固定盖分别位于所述导轨的两侧，所述支架卡接于所述前盖和支架固定盖之间。
8.根据权利要求7所述的双滤光片切换器，其特征在于，所述支架设置有两个第一限位柱，所述两个第一限位柱分别设置于所述支架与所述导轨同向的两侧，所述支架通过所述两个第一限位柱卡接于所述前盖和支架固定盖之间；
所述前盖设置有四个第二限位柱，其中两个所述第二限位柱设置于一所述第一限位柱的两侧，另两个所述第二限位柱设置于另一所述第一限位柱的两侧。
9.根据权利要求8所述的双滤光片切换器，其特征在于，所述第一限位柱靠近所述第二限位柱的两侧设置有缓冲层，或所述第二限位柱靠近所述第一限位柱的一侧设置有缓冲层。
10.根据权利要求7所述的双滤光片切换器，其特征在于，所述支架与所述导轨和支架固定盖之间通过多个凸台接触，所述多个凸台设置于所述支架，或所述多个凸台设置于所述导轨和支架固定盖。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109262602A (zh) * | 2018-09-29 | 2019-01-25 | 中国矿业大学 | 一种磁流体机械手臂 |
| WO2020186745A1 (zh) * | 2019-03-19 | 2020-09-24 | 深圳光启高端装备技术研发有限公司 | 一种双滤光片切换装置 |
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2017
- 2017-01-06 CN CN201720017287.8U patent/CN206411307U/zh active Active
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|---|---|---|---|---|
| CN109262602A (zh) * | 2018-09-29 | 2019-01-25 | 中国矿业大学 | 一种磁流体机械手臂 |
| WO2020186745A1 (zh) * | 2019-03-19 | 2020-09-24 | 深圳光启高端装备技术研发有限公司 | 一种双滤光片切换装置 |
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|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
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