CN209252821U - 一种二维追踪结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及验光设备领域，特别涉及一种二维追踪结构，解决了由于丝杆占据的空间较大，因而导致二维追踪机构整体占用空间较大，无法适用于小型电脑验光仪，因而使用不便的问题。其技术方案要点是本二维追踪结构通过横向摆动臂与纵向摆动臂的摆动，实现了平动模块在二维平面上的自由移动。相对于现有技术中的丝杆传动，横向摆动臂与纵向摆动臂占用空间小，结构简单、紧凑，能够适用于小型电脑验光仪。

Description

一种二维追踪结构

技术领域

本实用新型涉及验光设备领域，特别涉及一种二维追踪结构。

背景技术

二维追踪结构是应用于电脑验光仪上自动捕捉眼球中心的结构。具有反应速度快、对位准，能提高电脑验光仪测量精度，减少了人为操作误差的优点。当验光仪测量头初步对中眼球后，再进入自动对准模式，二维追踪结构开始工作，作微量的纵向和横向自动移动追踪，直到测量头对准眼球定位并测量。

现有技术中，利用丝杆传动的方式带动二维追踪结构进行纵向与横向的移动，虽然丝杆传动具有传动精度高的优点，但是，由于丝杆占据的空间较大，因而导致二维追踪机构整体占用空间较大，无法适用于小型电脑验光仪，因而使用不便。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种二维追踪结构，其优势在于，通过步进电机带动曲柄摆动，实现滑块在导轨上作纵向和横向移动，相对现有技术中的丝杆传动，占用空间小，便于应用在小型电脑验光仪上。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种二维追踪结构，包括平动模块与驱动模块，所述平动模块包括上平动座、设置于所述上平动座下方的中间平动座、设置于中间平动座下方的下平动座、与上平动座固定连接的横向移动板和与下平动座固定连接的纵向移动板，所述驱动模块包括与中间平动座固定连接的驱动电机支架、用于带动所述上平动座沿横向移动的横向驱动电机、带动所述中间平动座沿纵向移动的纵向驱动电机、由所述横向驱动电机带动摆动的横向摆动臂和由所述纵向驱动电机带动摆动的纵向摆动臂，所述横向驱动电机与所述纵向驱动电机均安装于所述驱动电机支架上，所述横向移动板上开设有供所述横向摆动臂安装的第一定位槽，所述纵向移动板上开设有供所述纵向摆动臂安装的第二定位槽。

通过采用上述技术方案，横向摆动臂安装在第一定位槽内，纵向摆动臂安装在第二定位槽内，横向驱动电机驱动横向摆臂进行摆动，纵向驱动电机驱动纵向摆臂进行摆动。

横向摆动臂在摆动时，与第一定位槽的侧壁相抵接，从而带动横向移动板进行移动，由于横向移动板与上平动座固定连接，因而带动上平动座进行横向移动。

纵向摆动臂在摆动时，与第二定位槽的侧壁相抵接，从而带动纵向移动板进行移动，由于纵向移动板与下平动座固定连接，因而具有带动下平动座进行纵向移动的趋势，但由于下平动座固定安装于机体上。因而，反向带动纵向驱动电机进行纵向移动，而由于纵向驱动电机安装于驱动电机支架上，驱动电机支架与中间平动座固定连接，因而带动中间平动座进行纵向移动。

通过横向摆动臂与纵向摆动臂的摆动，实现了平动模块在二维平面上的自由移动。相对于现有技术中的丝杆传动，横向摆动臂与纵向摆动臂占用空间小，结构简单、紧凑，能够适用于小型电脑验光仪。

作为优选，所述横向摆动臂包括由所述横向驱动电机带动转动的第一驱动轴、与所述第一驱动轴同步转动的第一驱动块和设置于所述第一驱动块上的第一定位块，所述第一定位块与所述第一驱动轴偏心设置；所述纵向摆动臂与所述横向摆动臂结构一致。

通过采用上述技术方案，通过第一定位块与第一驱动轴的偏心设置，因而当第一驱动轴转动时，带动第一定位块偏心摆动，从而实现了横向摆动臂的摆动。

作为优选，所述第一定位块的周面为圆形。

通过采用上述技术方案，通过第一定位块圆形的设置，使得第一定位块与第一定位槽的侧壁相接触抵接时，减少了第一定位块与第一定位槽侧壁就间的摩擦力及磨损，从而延长了第一定位块与第一定位槽的使用寿命，提高了二维追踪结构整体的可靠性。

作为优选，所述第一定位块的直径与所述第一定位槽的宽度一致。

通过采用上述技术方案，第一定位块的直径与第一定位槽的宽度一致，第一定位块与第一定位槽的侧壁相贴合，从而第一定位块在摆动时能够稳定的带动平动模块移动，保证了二维追踪结构移动的精度良好。

作为优选，所述中间平动座的四周设置有导向环，导向环上开设有导向孔，所述下平动座的两侧设置有穿设于所述导向孔内且与所述导向环在水平方向上滑动连接的纵向导轨，所述上平动座的两侧设置有穿设于所述导向孔内且与所述导向环在水平方向上滑动连接的横向导轨。

通过采用上述技术方案，通过导向环及纵向导轨、横向导轨的设置，纵向导轨与横向导轨起到导向作用，使得中间平动座沿纵向导轨作纵向移动，上平动座沿横向导轨作横向移动，从而提高了平动模块移动的稳定性。

作为优选，所述导向孔内安装有直线轴承。

通过采用上述技术方案，通过直线轴承的设置，直线轴承具有良好的耐磨性能，防止了导向孔与导轨的直接接触，从而提高了中间平动座与导轨的使用寿命，提高了二维追踪结构的可靠性。

作为优选，所述导向环的一侧设置有轴承挡板，所述直线轴承的周面上开设有供所述轴承挡板嵌设的限位槽。

通过采用上述技术方案，通过轴承挡板及限位槽的设置，轴承挡板与中间平动座固定连接，轴承挡板嵌入限位槽内，并与限位槽的侧壁相抵接，因而保证了直线轴承与中间平动座的相对静止，提高了直线轴承安装的稳定性。

作为优选，所述驱动模块还包括由所述横向驱动电机驱动的第一变速箱和由所述纵向驱动电机驱动的第二变速箱。

通过采用上述技术方案，通过第一变速箱及第二变速箱的设置，减少了横向驱动电机及纵向驱动的输出转速，并提高了横向驱动电机及纵向驱动的输出转矩，从而方便二维追踪结构位置的微调。

作为优选，所述中间平动座上开设有安装槽，所述驱动电机支架的两侧设置有安装于所述安装槽内的支撑片。

通过采用上述技术方案，通过安装槽及支撑片的设置，支撑片嵌设于安装槽内，一方面，使得平动模块于驱动模块的结构更加紧凑，另一方面，支撑片的侧壁于安装槽的侧壁相抵接，提高了平动模块于驱动模块连接的稳定性。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

本二维追踪结构通过横向摆动臂与纵向摆动臂的摆动，实现了平动模块在二维平面上的自由移动。相对于现有技术中的丝杆传动，横向摆动臂与纵向摆动臂占用空间小，结构简单、紧凑，能够适用于小型电脑验光仪。

附图说明

图1为一种二维追踪结构的结构示意图；

图2为驱动模块的结构示意图；

图3为第一变速箱、第二变速箱的安装示意图；

图4为驱动电机支架与中间平动座的安装示意图；

图5为图4中A处的放大图。

图中：1、平动模块；11、上平动座；111、横向导轨；12、中间平动座；121、横向导向环；122、导向孔；123、直线轴承；124、轴承挡板；125、限位槽；126、安装槽；13、下平动座；131、纵向导轨；14、横向移动板；141、第一定位槽；15、纵向移动板；151、第二定位槽；2、驱动模块；21、驱动电机支架；211、支撑片；22、横向驱动电机；23、纵向驱动电机；24、第一变速箱；25、第二变速箱；26、横向摆动臂；261、第一驱动轴；262、第一驱动块；263、第一定位块；27、纵向摆动臂。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

参考附图1，一种二维追踪结构，包括平动模块1与驱动模块2。

平动模块1包括上平动座11、设置于上平动座11下方的中间平动座12、设置于中间平动座12下方的下平动座13、与上平动座11固定连接的横向移动板14和与下平动座13固定连接的纵向移动板15。

参考附图2至附图4，驱动模块2包括与中间平动座12固定连接的驱动电机支架21、安装于驱动电机支架21上的横向驱动电机22、安装于驱动电机支架21上的纵向驱动电机23。

中间平动座12的上表面开设有安装槽126，驱动电机支架21的两侧设置有L形的支撑片211，且支撑片211嵌设于安装槽126内，并通过螺栓固定连接，从而实现了平动模块1与驱动模块2的固定连接。

横向驱动电机22的一侧设置有与之相连接传动的第一变速箱24；纵向驱动电机23的一侧设置有与之相连接传动的第二变速箱25。第一变速箱24与第二变速箱25的种类可根据实际情况进行灵活的选择，本实施例中，第一变速箱24与第二变速箱25均采用蜗轮蜗杆减速机。

第一变速箱24的上方设置有由其带动摆动的横向摆动臂26，第二变速箱25的上方设置有由其带动摆动的纵向摆动臂27。横向摆动臂26包括由横向驱动电机22带动转动的第一驱动轴261、套设于第一驱动轴261上的第一驱动块262和设置于第一驱动块262上的第一定位块263。第一驱动块262与第一驱动轴261固定连接且同步转动，第一定位块263与第一驱动轴261偏心设置。

第二变速箱25的上方设置有由其带动的纵向摆动臂27，纵向摆动臂27与横向摆动臂26的结构一致，具有与第一驱动轴261相对应的第二驱动轴，与第一驱动块262相对应的第二驱动块，与第一定位块263相对应的第二定位块。

第一定位块263与第二定位块的周面均为圆形，本实施例中，第一定位块263与第二定位块采用圆柱形设置。

横向移动板14上开设有供横向摆动臂26安装的第一定位槽141（参考附图1），纵向移动板15上开设有供纵向摆动臂27安装的第二定位槽151（参考附图1）。第一定位槽141与第二定位槽151均呈腰形设置，第一定位块263的直径与第一定位槽141的宽度一致，第二定位块的直径与第二定位槽151的宽度一致。

参考附图4与附图5，中间平动座12的四周设置有导向环121，导向环121的具体数量可根据实际而定，导向环121的中心处开设有导向孔122。下平动座13的两侧设置有穿设于导向孔122内的纵向导轨131，上平动座11的两侧设置有穿设于导向孔122内的横向导轨111（参考附图1），导向环121与导向孔122滑动连接。平面模块在移动时，导向环121沿横向导轨111作横向移动，导向环121沿纵向导轨131作纵向移动。

导向孔122内安装有直线轴承123，直线轴承123由耐磨材料制成。导向环121的一侧固定连接有轴承挡板124，直线轴承123相应的一侧周面上开设有限位槽125，轴承挡板124嵌入限位槽125内。轴承挡板124的侧壁与限位槽125的侧壁相抵接，因而保证了直线轴承123与导向环121相对静止，提高了直线轴承123安装的稳定性。

工作原理：横向摆动臂26安装在第一定位槽141内，纵横摆动臂安装在第二定位槽151内，横向驱动电机22驱动横向摆臂进行摆动，纵向驱动电机23驱动纵向摆臂进行摆动。

横向摆动臂26在摆动时，与第一定位槽141的侧壁相抵接，从而带动横向移动板14进行移动，由于横向移动板14与上平动座11固定连接，因而带动上平动座11进行横向移动。

当第一驱动轴261转动的角度为θ1时，第一驱动轴261与第一定位块263的轴心距离为L1，则横向移动的距离为S1= L1*SINθ1，当θ1为45°时，S1达到最大值，横向驱动电机22的扭力损失增量最少，因而横向驱动电机22的驱动角度范围为-45°≤θ≤45°之间，移动距离S取决于摆臂长度L1大小，因验光仪设计性能要求，只作微量距离追踪，取值L1≤10mm。

纵向摆动臂27在摆动时，与第二定位槽151的侧壁相抵接，从而带动纵向移动板15进行移动，由于纵向移动板15与下平动座13固定连接，因而具有带动下平动座13进行纵向移动的趋势，但由于下平动座13固定安装于机体上。因而，反向带动纵向驱动电机23进行纵向移动，而由于纵向驱动电机23安装于驱动电机支架21上，驱动电机支架21与中间平动座12固定连接，因而带动中间平动座12进行纵向移动。

同理，为实现平动模块1的横向与纵向移动，纵向驱动电机23的转动角度范围与横向驱动电机22的转动角度范围值相差90°，纵向驱动电机23的驱动角度范围为45°≤θ≤135°之间，第二驱动轴与第二定位块的轴心距离为L2，L2≤10mm。

从而实现了平动模块1在驱动模块2驱动下，在二维平面上的自由移动。相对于现有技术中的丝杆传动，横向摆动臂26与纵向摆动臂27占用空间小，结构简单、紧凑，能够适用于小型电脑验光仪。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (9)

1.一种二维追踪结构，包括平动模块（1）与驱动模块（2），其特征在于，所述平动模块（1）包括上平动座（11）、设置于所述上平动座（11）下方的中间平动座（12）、设置于中间平动座（12）下方的下平动座（13）、与上平动座（11）固定连接的横向移动板（14）和与下平动座（13）固定连接的纵向移动板（15）；所述驱动模块（2）包括与中间平动座（12）固定连接的驱动电机支架（21）、用于带动所述上平动座（11）沿横向移动的横向驱动电机（22）、带动所述中间平动座（12）沿纵向移动的纵向驱动电机（23）、由所述横向驱动电机（22）带动摆动的横向摆动臂（26）和由所述纵向驱动电机（23）带动摆动的纵向摆动臂（27），所述横向驱动电机（22）与所述纵向驱动电机（23）均安装于所述驱动电机支架（21）上，所述横向移动板（14）上开设有供所述横向摆动臂（26）安装的第一定位槽（141），所述纵向移动板（15）上开设有供所述纵向摆动臂（27）安装的第二定位槽（151）。

2.根据权利要求1所述的一种二维追踪结构，其特征在于，所述横向摆动臂（26）包括由所述横向驱动电机（22）带动转动的第一驱动轴（261）、与所述第一驱动轴（261）同步转动的第一驱动块（262）和设置于所述第一驱动块（262）上的第一定位块（263），所述第一定位块（263）与所述第一驱动轴（261）偏心设置；所述纵向摆动臂（27）与所述横向摆动臂（26）结构一致。

3.根据权利要求2所述的一种二维追踪结构，其特征在于，所述第一定位块（263）的周面为圆形。

4.根据权利要求3所述的一种二维追踪结构，其特征在于，所述第一定位块（263）的直径与所述第一定位槽（141）的宽度一致。

5.根据权利要求1所述的一种二维追踪结构，其特征在于，所述中间平动座（12）的四周设置有导向环（121），导向环（121）上开设有导向孔（122），所述下平动座（13）的两侧设置有穿设于所述导向孔（122）内且与所述导向环（121）在水平方向上滑动连接的纵向导轨（131），所述上平动座（11）的两侧设置有穿设于所述导向孔（122）内且与所述导向环（121）在水平方向上滑动连接的横向导轨（111）。

6.根据权利要求5所述的一种二维追踪结构，其特征在于，所述导向孔（122）内安装有直线轴承（123）。

7.根据权利要求6所述的一种二维追踪结构，其特征在于，所述导向环（121）的一侧设置有轴承挡板（124），所述直线轴承（123）的周面上开设有供所述轴承挡板（124）嵌设的限位槽（125）。

8.根据权利要求5所述的一种二维追踪结构，其特征在于，所述驱动模块（2）还包括由所述横向驱动电机（22）驱动的第一变速箱（24）和由所述纵向驱动电机（23）驱动的第二变速箱（25）。

9.根据权利要求1所述的一种二维追踪结构，其特征在于，所述中间平动座（12）上开设有安装槽（126），所述驱动电机支架（21）的两侧设置有安装于所述安装槽（126）内的支撑片（211）。