一种采用消间隙齿轮的凸轮调焦机构制造技术

本发明专利技术采用消间隙齿轮的凸轮调焦机构属于光学调焦领域，该调焦机构包括直线槽套筒、齿轮-凸轮槽套筒、消间隙齿轮、调焦销钉、固定钉、弹簧以及法兰组件。光学组件套合于直线槽套筒内；齿轮-凸轮槽套筒套合于直线槽套筒外部，且两者之间安装有钢球；齿轮-凸轮槽套筒与消间隙齿轮、固定钉以及弹簧构成齿轮消间隙机构；相机通过法兰组件与直线槽套筒连接。通过电机驱动，齿轮消间隙机构传动，调焦销钉带动光学组件前后移动，从而实现光学调焦。本发明专利技术采用齿轮消间隙机构消除齿轮传动的回程误差，提高了调焦精度，并且通过法兰组件将凸轮调焦机构与相机连接，以方便调整光路的光轴与相机像面之间的垂直度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于光学调焦领域，具体涉及一种采用消间隙齿轮的凸轮调焦机构。
技术介绍
凸轮调焦机构具有结构简单、精度高、抗震能力强、运动过程中不易卡滞等特点， 是一种常用的相机调焦机构。凸轮调焦机构一般采用的是齿轮或涡轮蜗杆等传动方式。由于齿轮传动存在回程误差，这在一定程度上影响了调焦的精度。现有的调焦方法或者传动方式，虽然对提高调焦精度起到了一定的作用，但是结构较为复杂，加工成本较高。再者，大多数情况下，相机一般直接通过螺纹连接的方式与调焦机构固定在一起。 这种方式虽然结构简单，但因螺纹连接存在间隙，不适合应用于对光路的光轴与相机像面之间的垂直度要求较高的场合。
技术实现思路
为了解决现有技术所存在的齿轮传动中有回程误差，调焦精度低；同时无法调整光学组件的光轴与相机像面之间的垂直度问题，本专利技术提供一种采用消间隙齿轮的凸轮调焦机构。本专利技术解决技术问题所采取的技术方案如下一种采用消间隙齿轮的凸轮调焦机构，包括直线槽套筒、齿轮-凸轮槽套筒、消间隙齿轮、调焦销钉、挡圈、螺母、光学镜筒、电机齿轮、电机、固定钉以及弹簧；齿轮-凸轮槽套筒由齿轮盘、凸轮槽和套筒组成，套筒套在直线槽套筒的外部，齿轮盘外径上设有齿轮，齿轮盘端面上设有圆周方向的第一环形槽，消间隙齿轮的端面上设有第二环形槽，消间隙齿轮和齿轮盘同时与电机齿轮啮合；一个固定钉穿过第一环形槽将弹簧的一端固定在消间隙齿轮的端面上，另一个固定钉穿过第二环形槽将弹簧的另一端固定在齿轮盘的端面上；螺母固定在直线槽套筒的外部，并位于套筒的后面；挡圈套在直线槽套筒的外部，并位于套筒和螺母之间。本专利技术的有益效果是1)、采用齿轮-凸轮槽套筒与消间隙齿轮、固定钉以及弹簧构成的消间隙机构消除了齿轮传动中的回程误差，提高了调焦精度；2)、采用套筒法兰与直线槽套筒连接固定，相机法兰与相机连接固定，套筒法兰与相机法兰之间安装有法兰垫片， 装调时通过研磨法兰垫片、修整相机法兰即可方便的调整光学组件的光轴与相机像面之间的垂直度。附图说明图1是本专利技术采用消间隙齿轮的凸轮调焦机构的立体示意图。图2是本专利技术采用消间隙齿轮的凸轮调焦机构在使用时沿光轴方向上的剖视图。图3是本专利技术中消间隙齿轮的立体示意图。图中1、直线槽套筒，2、齿轮-凸轮槽套筒，2-1、齿轮盘，2-1-1、第一环形槽，2-2、凸轮槽，2-3、套筒，3、消间隙齿轮，3-1、第二环形槽，4、轴用弹性挡圈，5、调焦销钉，6、钢球， 7、挡圈，8、螺母，9、套筒法兰，10、法兰垫片，11、相机法兰，12、相机，13、光学镜筒，14、透镜组，15、透镜垫圈，16、电机齿轮，17、电机，18、固定钉，19、弹簧。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术做进一步详细说明。如图1至图3所示，本专利技术采用消间隙齿轮的凸轮调焦机构包括直线槽套筒1、 齿轮-凸轮槽套筒2、消间隙齿轮3、轴用弹性挡圈4、调焦销钉5、钢球6、挡圈7、螺母8、法兰组件、电机齿轮16、电机17、固定钉18以及弹簧19。其中，法兰组件由套筒法兰9、法兰垫片10和相机法兰11构成，齿轮-凸轮槽套筒2由齿轮盘2-1、凸轮槽2-2和套筒2-3构成。该调焦机构对相机12的光学组件进行调焦。如图2所示，本专利技术的齿轮-凸轮槽套筒2套合于直线槽套筒1外部，齿轮-凸轮槽套筒2与消间隙齿轮3构成双片齿轮错齿消间隙机构，利用轴用弹性挡圈4压紧消间隙齿轮3，以防止其径向移动。齿轮消间隙机构的原理是齿轮-凸轮槽套筒2的齿轮盘2-1与消间隙齿轮3是两个半径和齿数都相同的薄片齿轮，它们共同与另一宽的电机齿轮16啮合，两个薄片齿轮可相对回转，依靠弹簧的拉力使薄片齿轮错位，即两个薄片齿轮的左右齿面分别贴紧在宽齿轮齿槽的左右齿面上，从而消除齿侧间隙。直线槽套筒1上下对称布置了两个直线槽1-1，齿轮-凸轮槽套筒2上下对称布置了两个凸轮槽2-2。调焦销钉5穿过凸轮槽2-2和直线槽1-1固定在光学镜筒13上。当电机17带动电机齿轮16转动时，通过消间隙机构传动，凸轮槽2-2驱动调焦销钉5，在直线槽 1-1的导向作用下，调焦销钉5带动光学组件做直线移动，从而实现光学调焦。如图3所示，齿轮-凸轮槽套筒2的齿轮盘2-1的端面上开有三条圆周方向的第一环形槽2-1-1，消间隙齿轮3的端面上设有第二环形槽3-1，一个固定钉18穿过第一环形槽2-1-1将弹簧19的一端固定在消间隙齿轮3的端面上，另一个固定钉18穿过第二环形槽3-1将弹簧19的另一端固定在齿轮盘2-1的端面上。装调时使弹簧19处于拉伸状态， 确保其具有足够的张力以便让齿轮盘2-1与消间隙齿轮3的左右齿面分别与电机齿轮16 的左右齿面贴紧，以消除齿侧间隙。齿轮-凸轮槽套筒2与消间隙齿轮3、固定钉18以及弹簧19构成的消间隙机构消除了齿轮传动中的回程误差，提高了调焦精度。螺母8通过螺纹固定在直线槽套筒1的外部，并位于套筒2-3的后面；挡圈7套在直线槽套筒1的外部，并位于套筒2-3和螺母8之间。齿轮-凸轮槽套筒2的两端加工有倒角槽，直线槽套筒1上有一圆环凸台，在齿轮-凸轮槽套筒2其中一端的倒角槽与直线槽套筒1上的圆环凸台之间安装有钢球6，齿轮-凸轮槽套筒2的另一倒角槽与挡圈7之间也安装有钢球6，通过螺母8径向固定。钢球起到的作用有两点1、将齿轮-凸轮槽套筒2与直线槽套筒1之间的圆周滑动摩擦转化为它们分别与钢球6之间的滚动摩擦，可有效的减小磨损与发热；2、钢球6也可以较好的防止由于螺母8拧的过紧而导致齿轮-凸轮槽套筒 2的卡死。光学组件包括光学镜筒13、透镜组14、透镜垫圈15，光学组件套合于直线槽套筒1内。套筒法兰9与直线槽套筒1相连并用螺钉固定，相机法兰11与相机12采用螺纹联接并固定，套筒法兰9与相机法兰11之间安装有法兰垫片10。套筒法兰9、法兰垫片10与相机法兰11采用螺钉连接固定。当相机12的像面与光学组件光轴的垂直度达不到设计要求时，可通过研磨法兰垫片10的两端面及相机法兰11以方便的调整光路的光轴与相机像面之间的垂直度。权利要求1.一种采用消间隙齿轮的凸轮调焦机构，其特征在于该调焦机构包括直线槽套筒 (1)、齿轮-凸轮槽套筒O)、消间隙齿轮(3)、调焦销钉(5)、挡圈(7)、螺母(8)、光学镜筒 (13)、电机齿轮(16)、电机(17)、固定钉(18)以及弹簧(19)；齿轮-凸轮槽套筒O)由齿轮盘0-1)、凸轮槽(2- 和套筒(2- 组成，套筒(2- 套在直线槽套筒(1)的外部，齿轮盘外径上设有齿轮，齿轮盘端面上设有圆周方向的第一环形槽0-1-1)，消间隙齿轮(3)的端面上设有第二环形槽(3-1)，消间隙齿轮(3)和齿轮盘同时与电机齿轮(16)啮合；一个固定钉(18)穿过第一环形槽(2-1-1)将弹簧(19)的一端固定在消间隙齿轮(3)的端面上，另一个固定钉(18)穿过第二环形槽(3-1)将弹簧(19)的另一端固定在齿轮盘0-1)的端面上；螺母(8)固定在直线槽套筒(1)的外部，并位于套筒(2-3)的后面；挡圈(7)套在直线槽套筒(1)的外部，并位于套筒(2-3)和螺母(8)之间。2.如权利要求1所述的一种采用消间隙齿轮的凸轮调焦机构，其特征在于所述的直线槽套筒(1)上下对称设置了两个直线槽(1-1)；齿轮-凸轮槽套筒( 上下对称设置了两个凸轮槽0-2)；调焦销钉本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种采用消间隙齿轮的凸轮调焦机构，其特征在于：该调焦机构包括：直线槽套筒（１）、齿轮－凸轮槽套筒（２）、消间隙齿轮（３）、调焦销钉（５）、挡圈（７）、螺母（８）、光学镜筒（１３）、电机齿轮（１６）、电机（１７）、固定钉（１８）以及弹簧（１９）；齿轮－凸轮槽套筒（２）由齿轮盘（２－１）、凸轮槽（２－２）和套筒（２－３）组成，套筒（２－３）套在直线槽套筒（１）的外部，齿轮盘（２－１）外径上设有齿轮，齿轮盘（２－１）端面上设有圆周方向的第一环形槽（２－１－１），消间隙齿轮（３）的端面上设有第二环形槽（３－１），消间隙齿轮（３）和齿轮盘（２－１）同时与电机齿轮（１６）啮合；一个固定钉（１８）穿过第一环形槽（２－１－１）将弹簧（１９）的一端固定在消间隙齿轮（３）的端面上，另一个固定钉（１８）穿过第二环形槽（３－１）将弹簧（１９）的另一端固定在齿轮盘（２－１）的端面上；螺母（８）固定在直线槽套筒（１）的外部，并位于套筒（２－３）的后面；挡圈（７）套在直线槽套筒（１）的外部，并位于套筒（２－３）和螺母（８）之间。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李小虎，季兆钦，赵健，王鹤，张艳超，郭帮辉，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：82