CN218494673U - 一种直线运动转换角度扭转的导向轴及其导向机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种直线运动转换角度扭转的导向轴及其导向机构，包括中心轴体及设置在中心轴体表面的多个相互平行的牵引筋条，所述牵引筋条沿中心轴体的轴向分布，所述轴向筋条上设有至少一个直线段和至少一个旋转段。本实用新型所述的一种直线运动转换角度扭转的导向轴及其导向机构，中心轴体作为支撑骨架，中心轴体的外围表面设置牵引筋条，牵引筋条可牵引与其配合物体的移动轨迹，该物体沿导向轴的轴向移动，并随着牵引筋条的变化而做对应的移动轨迹，实现在不增加动力源的基础上对设备进行直线运动与特定角度的旋转运动，对不同旋转段的长短、数量及位置的设计，满足多种移动路径的需求。

Description

一种直线运动转换角度扭转的导向轴及其导向机构

技术领域

本实用新型涉及机械传动技术领域，具体涉及一种直线运动转换角度扭转的导向轴及其导向机构。

背景技术

随着科学技术的迅速发展，电子产品层出不穷，并且影响还在不断扩大，光污染造成大量儿童和青少年成为近视、斜视群体，在这过程中依然过度使用电子产品，使得眼睛负荷加重，容易疲劳干涩，还要佩戴眼镜，而此时眼睛还处于成长期，如不进行及时矫正，也不能杜绝电子产品，使得孩子的眼睛度数迅速增长，这日益成为父母的一块心病。

目前，青少年的近视防控是父母们密切关注的问题，由于现有眼体数据采集过程中，系统内部的可视屏幕需要实现视距调整，但在旋转移除屏幕的操作中需要附加的驱动源或控制模块进行控制，从而造成负重基台的增加、结构复杂、成本高、可靠性差等问题。

发明内容

为此，本实用新型提供一种直线运动转换角度扭转的导向轴及其导向机构，能够简单可靠地将运动部件的直线轨迹转化为角度扭转的状态。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种直线运动转换角度扭转的导向轴，包括中心轴体及设置在中心轴体表面的多个相互平行的牵引筋条，所述牵引筋条沿中心轴体的轴向分布，所述轴向筋条上设有至少一个直线段和至少一个旋转段。

进一步的，所述牵引筋条的数量为大于0的任意整数。

进一步的，所述旋转段与直线段之间的夹角不小于90°。

进一步的，所述旋转段与直线段连接处设有过渡圆弧段。

进一步的，所述轴向筋条上设有多个旋转段，各旋转段的旋转方向相同或者相反或者以上两者的组合。

一种使用直线运动转换角度扭转的导向轴的导向机构，包括直线牵引装置、导向轴及旋转基台，所述直线牵引装置带动旋转基台沿导向轴轴向运动，所述旋转基台上设有与牵引筋条配合的牵引孔，导向轴贯穿于牵引孔。

进一步的，所述牵引孔与牵引筋条的接触处设有滚珠或滚轮。

进一步的，所述直线牵引装置包括驱动源、传动装置及直线运动基台，所述驱动源的输出端与传动装置连接，所述直线运动基台的一端连接传动装置，传动装置带动直线运动基台的另一端推动旋转基台沿导向轴轴向做同步直线运动。

进一步的，所述导向机构还包括支撑座，用于支撑导向轴；导向轴的端部突出于支撑座的外端面，用于调整旋转段的位置。

进一步的，所述导向轴的端部设有螺纹杆，所述支撑座上设有可旋转的旋钮，所述旋钮内设有与螺纹杆相配合的螺纹孔。

本实用新型具有如下优点：

1)本实用新型所述的一种直线运动转换角度扭转的导向轴，中心轴体作为支撑骨架，中心轴体的外围表面设置牵引筋条，牵引筋条可牵引与其配合物体的移动轨迹，该物体沿导向轴的轴向移动，并随着牵引筋条的变化而做对应的移动轨迹，对不同旋转段的长短、数量及位置的设计，满足多种移动路径的需求，简单可靠且可广泛适用于各种领域的设备中。

2)本实用新型所述的导向机构包括直线牵引装置与所述直线运动转换角度扭转的导向轴，所述直线牵引装置用于带动旋转基台沿导向轴轴向运动，所述旋转基台的牵引孔配合套装在导向轴上，旋转基台随着导向轴的延伸方向移动，且导向轴引导旋转基台的旋转运动，实现在不增加动力源的基础上对设备进行直线运动与特定角度的旋转运动。

3)本实用新型所述的导向机构根据旋转角度的周期变化性与直线动力源形成的函数关系，可精准反复周期性的旋转指定角度。

4)本实用新型应用在眼体数据采集系统中，可以实现内部可视屏幕的视距调整及将屏幕移除视线的操作，提高数据采集效率，降低操作人员对设备的错失性干扰。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，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，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1a、1b、1c、1d为本实用新型实施例1提供的一种直线运动转换角度扭转的导向轴的放大结构图；

图2为本实用新型实施例2提供的一种直线运动转换角度扭转机构的产品结构图；

图3为本实用新型实施例2提供的一种直线运动转换角度扭转机构中直线牵引装置与导向轴的之间连接的局部结构图；

图4为图2中A向内部结构图；

图5为图2中另一种实施方式的A向内部结构图；

图6为本实用新型实施例3提供的一种直线运动转换角度扭转机构的产品结构图。

图中：

1、基台；2、直线牵引装置；3、导向轴；4、直线运动基台；5、旋转基台；6、中心轴体；7、牵引筋条；8、滚轮；9、伺服电机；10、丝杆；11、丝杆孔；12、支撑座；13、螺纹杆；14、旋钮；15、镜片；16、显示屏；17、直线段；18、旋转段。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。

实施例1

如图1a所示，一种直线运动转换角度扭转的导向轴，包括中心轴体6及设置在中心轴体6表面的多根平行设置的牵引筋条7，所述牵引筋条7沿中心轴体6的轴向分布，所述轴向筋条上形成至少一个旋转段18，所述旋转段18的两端均连接直线段17，所述旋转段18的数量可为多个，可用于不同的旋转路径及总体旋转角度。所述旋转段18与牵引筋条7的夹角不限，优选不小于90°，更进一步的不小于100°，所述旋转段18与牵引筋条7之间设有过渡圆弧段，即直线段17与旋转段18的连接处为圆弧。

本实施例中所述牵引筋条7的数量可为大于0的任意整数，旋转段18的长短、数量及位置可根据直线位移功能需求角度规律曲线变化定义，如图1a所示，本实施例中牵引筋条7的数量优选为3个，3个牵引筋条7均匀分布于中心轴体6的四周；如图1b所示，牵引筋条7的数量为4个，呈十字型分布于中心轴体6的四周；又如图1c所示，所述旋转段18的数量为2个，且2个旋转段18的旋转方向相反；又如图1d所示，所述旋转段18的数量为3个，且三个旋转段18的旋转方向相同；此外也可以设置旋转方向相同和相反组合的多个旋转段18。

实施例2

如图2所示，一种使用实施例1中直线运动转换角度扭转的导向轴的导向机构，包括直线牵引装置2、导向轴3及旋转基台5，所述直线牵引装置2与导向轴3均固定在基台1上。

所述直线牵引装置2包括驱动源、传动装置及直线运动基台4，所述驱动源的输出端与传动装置连接，所述直线运动基台4的一端连接传动装置，传动装置带动直线运动基台的另一端推动旋转基台5沿导向轴3轴向做同步直线运动。本实施例中驱动源为伺服电机，还可为电动、气动、液压驱动等其他驱动源，传动装置为丝杆传动装置，即包括丝杆与丝杆套，传动装置的传动方式不限于丝杆，也可以是齿条、链条、皮带、同步带、螺杆等多种形式。所述直线牵引装置2用于通过驱动源控制传动装置10的启闭及传动方向，从而控制直线运动基台4沿导向轴轴向做直线往复运动。

下面以伺服电机与丝杆传动为例，进一步阐述本技术的实现原理及有益效果。如图3所示，所述伺服电机9的输出端固定连接丝杆10，所述丝杆10平行于导向轴3，所述直线运动基台4的一端与丝杆10传动连接，另一端套设在导向轴3外，直线运动基台4受丝杆10的牵引进行直线运动。具体的，所述直线运动基台4与丝杆10之间设有丝杆套11。

图2中的A部分以及图3中可见，直线运动基台4套设在导向轴3外的结构设置为U型槽，旋转基台5的牵引孔嵌设在U型槽内，丝杆10带动直线运动基台4的U型结构推动旋转基台沿导向轴轴向做同步直线运动。此外，直线运动基台4也可以不套设在导向轴3外，只要具备能够推动旋转基台运动的结构即可，并且，直线运动基台的形状也可以根据需要调整，仅设置在旋转基台的前/后某一侧，以推动其单向运动，而设置类似U型或其他限位形状能够实现其双向运动。

导向轴3贯穿直线运动基台4与旋转基台5，如图3-4所示，所述直线运动基台4设有一个贯穿孔，以套设在导向轴3外，贯穿孔为圆孔，所述圆孔的半径略大于导向轴3的最大半径，因此直线运动基台4不会受牵引筋条7的影响，只进行直线运动，贯穿孔也可以为其他形状，如矩形、六边形等多边形，也可以是开口多边形。而所述旋转基台5所设置的贯穿孔为与牵引筋条7配合的牵引孔，因此，当旋转基台5随直线运动基台4做直线运动，且位于所述旋转段18处，牵引筋条7可引导旋转基台5将直线运动转化为旋转运动。

直线牵引装置2的直线运动基台4与旋转基台5之间还可以设置旋转结构进行旋转连接，所述旋转结构如旋转法兰、弧形槽与槽栓组合等连接方式。所述旋转基台5上还可设置需要旋转的设备或装置，如青少年眼体数据采集过程中，需要到达指定距离后自动旋转显示屏16，将显示屏16移除视线范围，因此将显示屏16设置在旋转基台5上。

牵引孔与牵引筋条的接触处设有滚珠或滚轮，具体的，如图5所示，所述旋转基台上位于牵引孔处且与牵引筋条的接触端设有滚珠或滚轮8，以实现旋转基台5与导向轴3之间为滚动连接，消除二者之间的摩擦力，抵销了旋转基台5刚接触到牵引筋条7的旋转段18的冲击力，保护设备，而且能够兼容更大的牵引筋条7的旋转段18与直线段17之间夹角，满足旋转基台5更大旋转角度的功能要求。

所述直线牵引装置2包括伺服电机9与丝杆10，所述丝杆10的两端均旋转连接基台1，所述直线运动基台4上设有与丝杆10配合的丝杆套11，丝杆10的两端通过轴承旋转连接基台1，伺服电机9控制丝杆10旋转，带动直线运动基台4沿丝杆10做直线运动。

具体使用时，结合前例，定义显示屏16距镜片15的距离为L0，0<L0<120mm时，旋转基台5和显示屏16处于水平角度0度，此时直线牵引装置2控制直线运动基台4做直线运动，直线运动基台4带动旋转基台5做直线运动，旋转基台5沿导向轴3的直线段17做非旋转运动，随着移动，显示屏16距镜片15的距离依次满足数据采集调节视线轴上的观察距离需求，即4D＝13mm、3.5D＝18mm、3D＝25mm、2.5D＝36mm、2D＝50mm、1.5D＝72mm、1D＝120mm，观察显示屏16上信息，以采集眼体相关数据。当L0>120mm时，需移除视线观察轴上的显示屏16，以便观察其后方设置的其他显示设备所显示的图像，此时旋转基台5运动到导向轴3的旋转段18，直线运动基台4做直线运动，旋转基台5和显示屏16同步旋转90度。反之，直线运动基台4反向移动，可实现旋转基台5和显示屏16复位，实现两种状态下的数据采集机构的自动切换。如图1a所示，将旋转角度定义为X，旋转角度和向前位移L0的函数关系为L0＝120+tanX*π，本实施例在120mm之前为直线段，旋转段的范围为120～143.87mm。旋转基台5可以旋转的角度范围为0-360度，本实施例中优选实现0-90度之间任意角度的旋转和悬停。

实施例3

如图6所示，所述基台1上设有用于固定导向轴3的支撑座12，所述导向轴3的一端设有螺纹杆13，所述支撑座12与螺纹杆13之间设有旋钮14，所述旋钮14的连接端的外沿与支撑座12之间旋转连接，使旋钮14可在支撑座12上做自转运动，所述旋钮14内设有与螺纹杆13相配合的螺纹孔。旋转旋钮14，旋钮14做自转运动，旋钮14内侧与螺纹杆13之间做丝杆传动运动，从而带动螺纹杆13做轴向直线运动，实现调节牵引筋条的旋转段18的位置。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种直线运动转换角度扭转的导向轴，其特征在于，包括中心轴体及设置在中心轴体表面的多个相互平行的牵引筋条，所述牵引筋条沿中心轴体的轴向分布，所述牵引筋条上设有至少一个直线段和至少一个旋转段。

2.根据权利要求1所述的直线运动转换角度扭转的导向轴，其特征在于：所述牵引筋条的数量为大于0的任意整数。

3.根据权利要求1所述的直线运动转换角度扭转的导向轴，其特征在于：所述旋转段与直线段之间的夹角不小于90°。

4.根据权利要求1所述的直线运动转换角度扭转的导向轴，其特征在于：所述旋转段与直线段连接处设有过渡圆弧段。

5.根据权利要求1所述的直线运动转换角度扭转的导向轴，其特征在于：所述牵引筋条上设有多个旋转段，各旋转段的旋转方向相同或者相反或者以上两者的组合。

6.一种使用权利要求1-5中任意一项所述直线运动转换角度扭转的导向轴的导向机构，其特征在于：包括直线牵引装置、导向轴及旋转基台，所述直线牵引装置带动旋转基台沿导向轴轴向运动，所述旋转基台上设有与牵引筋条配合的牵引孔，导向轴贯穿于牵引孔。

7.根据权利要求6所述的导向机构，其特征在于：所述旋转基台上位于牵引孔处且与牵引筋条的接触端设有滚珠或滚轮。

8.根据权利要求6所述的导向机构，其特征在于：所述直线牵引装置包括驱动源、传动装置及直线运动基台，所述驱动源的输出端与传动装置连接，所述直线运动基台的一端连接传动装置，传动装置带动直线运动基台的另一端推动旋转基台沿导向轴轴向做同步直线运动。

9.根据权利要求6所述的导向机构，其特征在于：所述导向机构还包括支撑座，用于支撑导向轴；导向轴的端部突出于支撑座的外端面，用于调整旋转段的位置。

10.根据权利要求9所述的导向机构，其特征在于：所述导向轴的端部设有螺纹杆，所述支撑座上设有可旋转的旋钮，所述旋钮内设有与螺纹杆相配合的螺纹孔。

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