专利名称：用于三档变焦镜头的倍率切换装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于三档变焦镜头的倍率切换装置，属于光学仪器技术领域，适用于有三档变焦功能的红外镜头，尤其适用于要求在I秒内，且三档之间快速切换的红外 变焦镜头。
背景技术：
目前，对有三档变焦功能的红外镜头的需求越来越多，以用于对目标的观察、跟踪、捕捉等。这种镜头的变焦方法就是依靠切换装置在三档之间切换。在现有技术中已有用于三档变焦的切换装置，但这些切换装置复杂繁琐，导致红外镜头笨重庞大，而且切换速度慢，导致不能跟踪目标，还使得目标丢失。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术存在的不足，提供一种用于三档变焦镜头中的倍率切换装置，不仅结构简单紧凑，而且切换迅速，定位精确。本发明的技术方案为
一种用于三档变焦镜头的倍率切换装置，包括前端能与镜头的前部而后端能与镜头的尾部连接的支撑壳体和安装在支撑壳体内部的切换机构；该切换机构上部和下部分别通过支撑壳体的上壳壁和下壳壁上的轴孔与外部的传动链连接，该两个传动链分别是上传动链和下传动链；所述的切换机构包括角轴承组和连接在角轴承组上的旋转切换组；所述的旋转切换组包括两个旋转框和两个转轴，分别是短旋转框和中焦旋转框及短焦转轴和中焦转轴；两个转轴的驱动输入端通过传动链分别相应与两个驱动电机相连，该两个驱动电机是短焦驱动电机和中焦驱动电机；短焦转轴与短焦驱动电机相连，中焦转轴与中焦驱动电机相连。上述技术方案中，所述短焦旋转框套装在中焦旋转框的内部，并能独立转动；所述的短焦转轴轴线与中焦转轴轴线相重合为公共轴线，该公共轴线与光轴垂直相交；短焦转轴与两个旋转框的上部相连，中焦转轴与两个旋转框的下部相连。上述技术方案中，所述短焦转轴与两个旋转框的上部相连是短焦转轴与短焦旋转框固定连接，而与中焦旋转框转动连接；中焦转轴与两个旋转框的下部相连是中焦转轴与中焦旋转框固定连接，而与短焦旋转框转动连接。上述技术方案中，所述上传动链和下传动链均为齿轮减速传动链；在上传动链中设置有上限位拨杆，在下传动链中设置有下限位拨杆。上述技术方案中，所述上传动链有一个第三齿轮，该第三齿轮的一侧上安装有第一短焦机械限位块和第一短焦限位开关，而另一侧上安装有第二短焦机械限位块和第二短焦限位开关；下传动链有一个第一齿轮，该第一齿轮的一侧上安装有第一中焦机械限位块和第一中焦限位开关，而另一侧上安装有第二中焦机械限位块和第二短焦限位开关。上述技术方案中，所述短焦驱动电机与位于下壳壁外面上的第二齿轮连接，用于CN 102937737 A
书
明
说
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驱动第一齿轮；中焦驱动电机与位于上壳壁外面上的第四齿轮连接，用于驱动第三齿轮。上述技术方案中，所述短焦驱动电机和中焦驱动电机上都设置有过载保护机构。上述技术方案中，所述短焦旋转框上安装有短焦变倍透镜，中焦旋转框上安装有中焦变倍透镜；每个角轴承组包括轴承座和两个角轴承；每个转轴通过压紧螺母与角轴承 相连。本发明的工作过程为开机和关机后，镜头自检使两个旋转框自动定位在光轴的两侧，每个旋转框与光轴的夹角均小于90°，这样镜头就处于长焦档，而中焦旋转框转入光轴时镜头就处于中焦档，短焦旋转框转入光轴时镜头就处于短焦档。当镜头需要从长焦档换为中焦档或短焦档时，对应的一个驱动电机转动，使对应的旋转框转动小于90°的角度转入光轴位置，机械限位块精确限定转动角度的数值，同时限位拨杆碰触限位开关，限位开关传递信号使驱动电机停止转动从而完成长焦档到中焦档或短焦档的切换，此时电路控制使本次运转过的驱动电机下次只能反转。当镜头需要从中焦档换为短焦档时，两个驱动电机同时转动，其中中焦旋转框离开光轴，而短焦旋转框转入光轴，两个旋转框各转动小于90°的角度，两个旋转框各自对应的机械限位块精确限定各旋转框转动角度的数值，同时各对应的限位拨杆碰触限位开关，限位开关传递信号使驱动电机停止转动从而完成从中焦档到短焦档的切换，此时电路控制使两个驱动电机下次只能反转。从短焦档换为中焦档与从中焦档换为短焦档同理。当需要从中焦档换为长焦档时，中焦档对应的驱动电机转动，使中焦旋转框转动小于90°的角度离开光轴位置，机械限位块精确限定转动角度的数值，同时限位拨杆碰触限位开关，限位开关传递信号使驱动电机停止转动从而完成从中焦档到长焦档的切换，此时电路控制使本次已运转过的驱动电机下次只能反转。从短焦档换为长焦档与从中焦档换为长焦档同理。由于两个旋转框的旋转行程均小于90°，并且传动链的传动速度快，所以在I秒内可以完成三档之间的快速切换。本发明的有益效果是1、旋转切换组中的两个旋转框共轴线、相套装，且置于支撑壳体内部，所以简洁紧凑，直接减小切换装置的体积重量从而有效减小红外镜头的体积重量；2、两个旋转框独立驱动、独立定位、且定位精确、切换角度小于90°，所以能在I秒内完成三档之间的快速切换从而满足镜头对目标的跟踪和捕捉。
图I是应用本发明一个实施例的红外镜头剖视图。图2是本发明一个实施例的立体图。图3是本发明一个实施例中的切换机构和传动链的立体图。图4是本发明一个实施例的正剖视图。图5是图4的仰视图。图6是图4的俯视图。图中各构件附图标记为1 一前部，01-切换机构，2 —光轴，3 —公共轴线，4 一尾部，5 —支撑壳体，5. I-上壳壁,5. 2-下壳壁,5. 3-上传动链,5. 4-下传动链,6 一第一短焦机械限位块，7 —第一短焦限位开关，8 —第三齿轮，9 一第四齿轮，10 —上限位拨杆，10’ -下限位拨杆，11 一第二短焦限位开关，12 一第二短焦机械限位块，13 一中焦驱动电机，14 —中焦旋转框，15 —中焦变倍透镜，16 —短焦旋转框，17 —短焦变倍透镜，18 —短焦驱动电
4机，19 一第二齿轮，20 一第一齿轮,21 —轴承座，22 一角轴承，23 一压紧螺母，24 一短焦转轴，25—中焦转轴，26—第一中焦机械限位块，27 —第一中焦限位开关，28 —第二中焦限位开关,29 —第二中焦机械限位块,30 —过载保护机构。
具体实施例方式结合附图和实施例对本发明作进一步说明如下
如图1-6所示，一种用于三档变焦镜头的倍率切换装置，包括前端能与镜头的前部I而后端能与镜头的尾部4连接的支撑壳体5和安装在支撑壳体5内部的切换机构01 ;该切换机构01上部和下部分别通过支撑壳体5的上壳壁5. I和下壳壁5. 2上的轴孔与外部的传动链连接，该两个传动链分别是上传动链5. 3和下传动链5. 4 ;所述的切换机构01包括角轴承组和连接在角轴承组上的旋转切换组；所述的旋转切换组包括两个旋转框和两个转轴，分别是短旋转框16和中焦旋转框14及短焦转轴24和中焦转轴25 ;两个转轴的驱动输入端通过传动链分别相应与两个驱动电机相连，该两个驱动电机是短焦驱动电机18和中焦驱动电机13 ;短焦转轴24与短焦驱动电机18相连，中焦转轴25与中焦驱动电机13相连驱动电机转动带动旋转框的切换从而实现镜头的倍率切换。所述的短焦旋转框16套装在中焦旋转框14的内部，并能独立转动；所述的短焦转轴24轴线与中焦转轴25轴线相重合为公共轴线3，该公共轴线3与光轴2垂直相交；短焦转轴24与两个旋转框的上部相连，中焦转轴25与两个旋转框的下部相连。所述的短焦转轴24与两个旋转框的上部相连是短焦转轴24与短焦旋转框16固定连接，而与中焦旋转框14转动连接；中焦转轴25与两个旋转框的下部相连是中焦转轴25与中焦旋转框14固定连接，而与短焦旋转框16转动连接；该连接方式用于使每个旋转框有一个定位转轴，而在另一个转轴的驱动下正反转动。所述的上传动链5. 3和下传动链5. 4均为齿轮减速传动链；在上传动链5. 3中设置有上限位拨杆10，在下传动链5. 4中设置有下限位拨杆10’，倍率切换到位时限位拨杆碰触限位开关，限位开关传递信号使驱动电机停止转动从而完成倍率的切换，此时电路控制使本次运转的驱动电机下次只能反转。所述的上传动链5. 3有一个第三齿轮8，该第三齿轮8的一侧上安装有第一短焦机械限位块6和第一短焦限位开关7，而另一侧上安装有第二短焦机械限位块12和第二短焦限位开关11 ;下传动链5. 4有一个第一齿轮20，该第一齿轮20的一侧上安装有第一中焦机械限位块26和第一中焦限位开关27，而另一侧上安装有第二中焦机械限位块29和第二短焦限位开关28。使得每个旋转框在转轴的驱动下只能正反向转动到变焦所需的角度，并通过机械限位块精确限定转动角度的数值。所述的短焦驱动电机18与位于下壳壁5. 2外面上的第二齿轮19连接，用于驱动第一齿轮20 ;中焦驱动电机13与位于上壳壁5. I外面上的第四齿轮9连接，用于驱动第三齿轮8。所述的短焦驱动电机18和中焦驱动电机13上都设置有过载保护机构30，该过载保护机构由摩擦垫片、压簧和螺母组成，负载过大时，过载机构发生作用，使电机空转达到过载保护目的。所述的短焦旋转框16上安装有短焦变倍透镜17，中焦旋转框14上安装有中焦变倍透镜15 ;每个角轴承组包括轴承座21和两个角轴承22 ;每个转轴通过压紧螺母23与角轴承22相连。将支撑壳体的前端与镜头的前部I对接，后端与镜头的尾部4对接即可使镜头具有三档变焦功能。本发明的权利要求保护范围不限于上述实施例。
权利要求
1.一种用于三档变焦镜头的倍率切换装置，其特征在于，包括前端能与镜头的前部(I)而后端能与镜头的尾部(4)连接的支撑壳体(5)和安装在支撑壳体(5)内部的切换机构(01);该切换机构(01)上部和下部分别通过支撑壳体(5)的上壳壁(5. I)和下壳壁(5. 2)上的轴孔与外部的传动链连接，该两个传动链分别是上传动链(5. 3)和下传动链(5. 4);所述的切换机构(01)包括角轴承组和连接在角轴承组上的旋转切换组；所述的旋转切换组包括两个旋转框和两个转轴，分别是短旋转框(16)和中焦旋转框(14)及短焦转轴(24)和中焦转轴(25);两个转轴的驱动输入端通过传动链分别相应与两个驱动电机相连，该两个驱动电机是短焦驱动电机(18)和中焦驱动电机(13);短焦转轴(24)与短焦驱动电机(18)相连，中焦转轴(25)与中焦驱动电机(13)相连。
2.根据权利要求I所述的用于三档变焦镜头的倍率切换装置，其特征在于，所述的短焦旋转框(16 )套装在中焦旋转框(14)的内部，并能独立转动；所述的短焦转轴(24)轴线与中焦转轴(25 )轴线相重合为公共轴线(3 )，该公共轴线(3 )与光轴(2 )垂直相交；短焦转轴(24)与两个旋转框的上部相连，中焦转轴(25)与两个旋转框的下部相连。
3.根据权利要求2所述的用于三档变焦镜头的倍率切换装置，其特征在于，所述的短焦转轴(24)与两个旋转框的上部相连是短焦转轴(24)与短焦旋转框(16)固定连接，而与中焦旋转框(14)转动连接；中焦转轴(25)与两个旋转框的下部相连是中焦转轴(25)与中焦旋转框(14)固定连接，而与短焦旋转框(16)转动连接。
4.根据权利要求I所述的用于三档变焦镜头的倍率切换装置，其特征在于，所述的上传动链(5. 3)和下传动链(5. 4)均为齿轮减速传动链；在上传动链(5. 3)中设置有上限位拨杆(10)，在下传动链(5. 4)中设置有下限位拨杆(10’)。
5.根据权利要求I所述的用于三档变焦镜头的倍率切换装置，其特征在于，上传动链(5. 3)有一个第三齿轮(8)，该第三齿轮(8)的一侧上安装有第一短焦机械限位块(6)和第一短焦限位开关(7)，而另一侧上安装有第二短焦机械限位块(12)和第二短焦限位开关(II);下传动链(5.4)有一个第一齿轮(20)，该第一齿轮(20)的一侧上安装有第一中焦机械限位块(26)和第一中焦限位开关(27)，而另一侧上安装有第二中焦机械限位块(29)和第二短焦限位开关(28)。
6.根据权利要求I所述的用于三档变焦镜头的倍率切换装置，其特征在于，所述的短焦驱动电机(18)与位于下壳壁(5. 2)外面上的第二齿轮(19)连接，用于驱动第一齿轮(20);中焦驱动电机(13)与位于上壳壁(5. I)外面上的第四齿轮(9)连接，用于驱动第三齿轮(8)。
7.根据权利要求I所述的用于三档变焦镜头的倍率切换装置，其特征在于，所述的短焦驱动电机(18 )和中焦驱动电机(13 )上都设置有过载保护机构(30 )。
8.根据权利要求I所述的用于三档变焦镜头的倍率切换装置，其特征在于，所述的短焦旋转框(16)上安装有短焦变倍透镜(17)，中焦旋转框(14)上安装有中焦变倍透镜(15);每个角轴承组包括轴承座(21)和两个角轴承(22);每个转轴通过压紧螺母(23)与角轴承(22)相连。
全文摘要
本发明涉及一种用于三档变焦镜头的倍率切换装置，包括支撑壳体和安装在支撑壳体内部的切换机构；该切换机构上部和下部分别通过支撑壳体的上壳壁和下壳壁上的轴孔与外部的传动链连接；所述的旋转切换组包括短旋转框和中焦旋转框及短焦转轴和中焦转轴；两个转轴的驱动输入端通过传动链分别相应与短焦驱动电机和中焦驱动电机相连；短焦转轴与短焦驱动电机相连，中焦转轴与中焦驱动电机相连。本发明的有益效果是1、简洁紧凑，减小切换装置的体积重量；2、两个旋转框独立驱动、独立定位、且定位精确、切换角度小于90°，能快速切换从而满足镜头对目标的跟踪和捕捉。
文档编号G03B13/32GK102937737SQ20121044869
公开日2013年2月20日 申请日期2012年11月12日 优先权日2012年11月12日
发明者周运义, 杨长城, 李勇, 熊涛 申请人:中国船舶重工集团公司第七一七研究所