一种高精度消空回防堵转光路切换驱动装置的制作方法

本发明涉及精密光学机构设计领域，尤其涉及一种高精度消空回防堵转光路切换驱动装置。

背景技术：

1、当前光学镜头的自动调焦及变焦大量采用直流微电机来驱动，传动结构形式多为传统的齿轮啮合传动，啮合空回间隙较大，在高精度调焦及通过编码器码值进行光学焦位定位时会产生较大误差。同时驱动齿轮和电机驱动轴多采用键连接或者过盈配合的结构形式，当驱动阻力较大时电机会产生堵转甚至造成结构失效，最终造成整个驱动装置的失效。

2、本发明以实现高精度调焦及通过编码器码值进行光学焦位定位的需求为目的，并确保驱动装置具备极高的结构可靠性，设计了一种基于消空回齿轮和波形弹垫压紧的高精度消空回防堵转光路切换驱动装置，该驱动装置调整配对齿轮的角度从而消除与被驱动组件齿轮啮合的间隙空回，配合电机自带的编码器使整个光路切换过程具备极高的传动及控制精度。消空回齿轮组通过螺母和波形弹垫被压紧在传动轴连接座上，传动轴连接座通过传动轴连接座压板与电机传动轴的端面压紧固定，当电机驱动过程中遇到极大阻力无法驱动负载时，消空回齿轮组与电机轴产生相对转动打滑从而避免堵转对电机造成损伤，从而使整个驱动装置具备极高的结构可靠性。

技术实现思路

1、本发明主要目的针对现有光学系统中焦距调整传动机构精度不高的问题，提供一种高精度消空回防堵转光路切换驱动装置，实现光学镜头的高精度调焦及变焦。

2、本发明所采用的技术方案是：

3、提供一种高精度消空回防堵转光路切换驱动装置，包括直流驱动机构、消空回齿轮组、传动轴连接机构和波形弹垫，所述直流驱动机构与消空回齿轮组通过传动轴连接机构实现同轴连接，所述消空回齿轮组通过波形弹垫同轴压紧在传动轴连接机构上，压紧力大小根据被驱动组件的阻力调节，保证在阻力过大时所述消空回齿轮组与传动轴连接机构相对转动；

4、消空回齿轮组，包括齿数、模数及中心孔完全一致的齿轮a和齿轮b，齿轮a的盘面上沿圆周方向均布有螺纹孔，齿轮b在相同位置设置有腰型孔，实现齿轮a与齿轮b沿圆周方向的错齿配合；

5、传动轴连接机构，包括轴毂连接器和连接压板，所述轴毂连接器一端为连接轴的孔结构，一端为连接毂的轴结构，二者之间有过度凸台，所述轴毂连接器的孔的端部设置有连接压板面，所述连接压板面上对称设置有螺纹孔，所述连接毂的轴的端部设置有螺纹。

6、接上述技术方案，所述直流驱动机构包括同轴设置的直流电机、电机座和编码器，所述编码器反馈直流电机的转动位置信息，所述直流电机输出轴端设置有压紧端面。

7、接上述技术方案，所述消空回齿轮组的齿轮a与齿轮b沿圆周方向的错齿配合是指，将所述齿轮a和齿轮b同轴设置，并且齿轮a盘面上的螺纹孔与齿轮b端面的腰型孔分别同心，利用紧固螺栓通过齿轮b端面的腰型孔将齿轮b压紧到齿轮a上，并通过齿轮b上的腰型孔调节二者圆周方向的位置，实现消空回齿轮组与被驱动组件齿轮的无侧隙啮合。

8、接上述技术方案，所述消空回齿轮组通过波形弹垫同轴压紧在传动轴连接机构上是指，先将消空回齿轮组同轴装配于所述轴毂连接器的轴端，再依次设置标准垫片和波形弹垫，然后通过螺母压紧。

9、接上述技术方案，所述直流驱动机构与所述传动轴连接机构同轴连接方式为，将直流驱动机构的直流电机轴同轴安装于轴毂连接器的孔内，并将直流电机输出轴的压紧端面与所述轴毂连接器的孔端的连接压板面平行，再将所述连接压板通过螺栓固定在轴毂连接器上，实现所述直流驱动机构与所述传动轴连接机构的紧固连接。

10、接上述技术方案，所述连接压板为带有倒圆角的矩形件，材料为的40crni2si2mova材料，其上对称设置两个通孔。

11、接上述技术方案，所述消空回齿轮组的齿轮a和齿轮b通过紧固螺栓同轴紧固时，在紧固螺栓上涂抹超高强度螺纹胶防松。

12、接上述技术方案，所述消空回齿轮组通过波形弹垫同轴装配在轴毂连接器上并用螺母压紧，可根据需要设置多个波形弹垫，压紧后通过止螺防止螺母松动。

13、本发明产生的有益效果是： 本发明提供了一种高精度消空回防堵转光路切换驱动装置，通过两个完全一致的齿轮通过圆周错位装配形成消空回齿轮组实现与被传动组件齿轮之间的无侧隙配合；利用一端设置孔一端设置轴的轴毂连接器实现直流驱动装置和消空回齿轮组的同轴安装；通过旋紧螺母并借助波形弹垫将消空回齿轮组同轴压紧在传动轴连接机构上，压紧力大小根据被驱动组件的阻力调节，保证在阻力过大时所述消空回齿轮组与传动轴连接机构相对转动。本发明的光路切换装置，实现了光路中光学镜头的精密调焦及变焦，并防止调节阻力过大时电机堵转烧毁电机，提高了光路系统的可靠性，整体结构简单、可靠、成本低。

技术特征：

1.一种高精度消空回防堵转光路切换驱动装置，其特征在于，包括直流驱动机构、消空回齿轮组、传动轴连接机构和波形弹垫，所述直流驱动机构与消空回齿轮组通过传动轴连接机构实现同轴连接，所述消空回齿轮组通过波形弹垫同轴压紧在传动轴连接机构上，压紧力大小根据被驱动组件的阻力调节，保证在阻力过大时所述消空回齿轮组与传动轴连接机构相对转动；

2.根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，所述直流驱动机构包括同轴设置的直流电机、电机座和编码器，所述编码器反馈直流电机的转动位置信息，所述直流电机输出轴端设置有压紧端面。

3.根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，所述消空回齿轮组的齿轮a与齿轮b沿圆周方向的错齿配合是指，将所述齿轮a和齿轮b同轴设置，并且齿轮a盘面上的螺纹孔与齿轮b端面的腰型孔分别同心，利用紧固螺栓通过齿轮b端面的腰型孔将齿轮b压紧到齿轮a上，并通过齿轮b上的腰型孔调节二者圆周方向的位置，实现消空回齿轮组与被驱动组件齿轮的无侧隙啮合。

4.根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，所述消空回齿轮组通过波形弹垫同轴压紧在传动轴连接机构上是指，先将消空回齿轮组同轴装配于所述轴毂连接器的轴端，再依次设置标准垫片和波形弹垫，然后通过螺母压紧。

5.根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，所述直流驱动机构与所述传动轴连接机构同轴连接方式为，将直流驱动机构的直流电机轴同轴安装于轴毂连接器的孔内，并将直流电机输出轴的压紧端面与所述轴毂连接器的孔端的连接压板面平行，再将所述连接压板通过螺栓固定在轴毂连接器上，实现所述直流驱动机构与所述传动轴连接机构的紧固连接。

6.根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，所述连接压板为带有倒圆角的矩形件，材料为的40crni2si2mova材料，其上对称设置两个通孔。

7.根据权利要求3所述的驱动装置，其特征在于，所述消空回齿轮组的齿轮a和齿轮b通过紧固螺栓同轴紧固时，在紧固螺栓上涂抹超高强度螺纹胶防松。

8.根据权利要求4所述的驱动装置，其特征在于，所述消空回齿轮组通过波形弹垫同轴装配在轴毂连接器上并用螺母压紧，可根据需要设置多个波形弹垫，压紧后通过止螺防止螺母松动。

技术总结
本发明公开了一种高精度消空回防堵转光路切换驱动装置，通过两个完全一致的齿轮通过圆周错位装配形成消空回齿轮组实现与被传动组件齿轮之间的无侧隙配合；利用一端设置孔一端设置轴的轴毂连接器实现直流驱动装置和消空回齿轮组的同轴安装；通过旋紧螺母并借助波形弹垫将消空回齿轮组同轴压紧在传动轴连接机构上，压紧力大小根据被驱动组件的阻力调节，保证在阻力过大时所述消空回齿轮组与传动轴连接机构相对转动。本发明的光路切换装置，实现了光路中光学镜头的精密调焦及变焦，并防止调节阻力过大时电机堵转烧毁电机，提高了光路系统的可靠性，整体结构简单、可靠、成本低。

技术研发人员：左腾,李彪,胡栋,黄龙凯,莫时骏
受保护的技术使用者：湖北久之洋红外系统股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/12