一种抗冲击和震动的快门的制作方法

本技术涉及相机快门，特别是一种抗冲击和震动的快门。

背景技术：

1、在现代光学系统中，快门用于精确控制光路的通断，其可靠性至关重要。在航天、车载、工业检测等存在持续振动或偶然冲击的环境中，快门不仅需快速响应，更必须在动作完成后（通常处于断电状态）长期、稳定地维持其开启或闭合位置。任何意外的叶片偏移都可能导致光路错误，造成数据失效或设备故障。

2、为提高静态稳定性，业界普遍采用双稳态电磁驱动机构。这类机构在通电瞬间驱动，断电后依靠永磁体的磁力将驱动轴锁定在两个极限位置，具有节能、发热小的优点。然而，实践表明，仅确保驱动输出轴的稳定，并不足以保证终端叶片的位置绝对可靠。在剧烈的冲击或震动下，叶片组件因其自身惯性，仍可能相对于被锁定的驱动轴发生意外的寄生运动或摆动。其根本原因在于连接驱动轴与叶片的传动结构存在设计缺陷，如常见的连杆、滑槽等连接方式，在驱动轴锁定后，叶片与驱动轴之间往往仍存在运动自由度或间隙，在受到冲击或震动的情况下，冲击能量会导致叶片克服摩擦或利用间隙发生微摆动，长期累积或单次强冲击下甚至可能完全脱离预定位置，摆动滑向通光孔。

技术实现思路

1、本实用新型目的在于提供一种抗冲击和震动的快门，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。

2、为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案如下：

3、本实用新型提供一种抗冲击和震动的快门，包括：

4、壳体，中部设有通光孔；

5、电磁驱动机构，包括受控转动的永磁体，所述永磁体同轴设有摆臂，所述摆臂的远端设有摆动轴；

6、固定轴，位于所述通光孔的一侧且靠近角落处，所述摆动轴位于固定轴与永磁体之间；

7、大叶片和小叶片，两者的一端均设有轴孔，且通过轴孔套设在所述固定轴上，所述小叶片上设有直线槽，所述大叶片上设有扇形槽，所述摆动轴同时穿设于所述直线槽和所述扇形槽中；

8、在所述通光孔处于开启状态时，所述大叶片和小叶片层叠在通光孔的一侧，所述摆动轴抵靠于所述扇形槽的第一直侧壁上，所述扇形槽的第一直侧壁对所述摆动轴施加的作用力方向，与所述通光孔自开启状态向闭合状态切换时的摆动轴的摆动方向相同。

9、本技术方案的通光孔处于开启状态时，大叶片的扇形槽的第一直侧壁与摆动轴紧密接触，当冲击力试图推动大叶片向通光孔摆动时，第一直侧壁将向摆动轴施加作用力，试图推动摆动轴。然而，电磁驱动机构在断电后的摆动轴由于永磁体磁场在近端软磁材料中感生的磁吸引力作用，断电后保持稳定位置，冲击力或第一直侧壁施加的作用力无法驱动摆动轴位移，因此大叶片的运动被定位在当前位置，即维持在开启状态中，实现可靠自锁。本实用新型在断电、自由状态下，通过扇形槽与摆动轴的抵靠，可有效抵抗来自各个方向的震动与冲击，防止叶片意外关闭，提高了快门在恶劣环境下的静态保持可靠性。

10、作为本实用新型的进一步改进：在所述通光孔自开启状态向闭合状态切换时，所述摆动轴绕所述永磁体的轴心远离所述通光孔摆动，推动所述直线槽和所述扇形槽绕所述固定轴远离所述通光孔摆动，以使所述大叶片和小叶片展开并共同遮蔽所述通光孔。驱动组件的输出为有限角度的旋转运动，如45°-60°，摆动轴因此在一个小扇形区域内运动，其远离通光孔摆动的路径是一条以永磁体轴心为圆心的圆弧路径。

11、作为本实用新型的进一步改进：在所述通光孔自开启状态向闭合状态切换时，所述摆动轴的移动路径依次包括：

12、第一行程，在所述直线槽内移动并推动所述小叶片开始绕所述固定轴摆动，此时所述摆动轴与所述扇形槽的第一直侧壁分离；

13、第二行程，移动至与所述扇形槽远离所述第一直侧壁的另一侧第二直侧壁接触；

14、第三行程，推动所述扇形槽的第二直侧壁，带动所述大叶片绕所述固定轴摆动，直至所述闭合状态，此时大叶片和小叶片展开并共同遮蔽所述通光孔。

15、本改进方案处于开启状态时，电磁驱动机构处于断电状态，永磁体稳定在第一位置，即摆动轴稳定地处于紧密抵靠在第一直侧壁上。在向闭合状态切换时，电磁驱动机构通电，改变磁场以驱动永磁体及摆臂旋转，摆动轴开始绕永磁体的轴心运动，摆动轴在直线槽内滑动，驱动小叶片开始绕固定轴旋转，自通光孔的一侧向通光孔中部运动，此时摆动轴与扇形槽壁脱离接触，即与第一直侧壁开始分离并向另一侧的第二直侧壁方向运动，大叶片暂不动作。然后摆动轴接触并开始推动扇形槽的第二直侧壁，此时大叶片开始与小叶片绕固定轴摆动，两叶片均朝向通光孔摆动。摆动轴推动第二直侧壁，带动大叶片绕固定轴旋转，直至两叶片完全展开，遮蔽通光孔，此时处于闭合状态。由闭合状态向开启状态切换时，电磁驱动机构通入反向电流，驱动摆臂反向运动，摆动轴按相反路径推动大叶片和小叶片层叠收回至通光孔一侧，此时通光孔处于开启状态。

16、作为本实用新型的进一步改进：在所述开启状态和所述闭合状态，定义经过所述固定轴的中心与所述摆动轴的中心的连线为第一连线，经过所述永磁体的轴心与所述摆动轴的中心的连线为第二连线；所述第一连线与所述第二连线之间的夹角为钝角。第一连线和第二连线的钝角设计使得摆轴在固定轴和永磁体之间一个相对小的区域摆动，且使得摆动轴在状态切换开始时的摆动方向是朝区域内，即摆动轴为处于该区域的边缘朝区域内运动，因此，通过设置扇形槽的第一侧壁抵靠于摆动轴远离该区域中心的一侧面上，大叶片受冲击或震动时产生的就能够直接施加在摆动轴上，而由于摆动轴在断电情况下是保持固定的，能够直接抵消大叶片的作用力，使得大叶片保持稳定的位置和状态。

17、作为本实用新型的进一步改进：所述电磁驱动机构包括：

18、磁芯，具有一个u型臂，所述u型臂开口端的两个磁极分别位于所述永磁体的两侧，所述永磁体在磁力作用下保持稳定在第一位置或第二位置，对应通光孔的开启状态或闭合状态；

19、线圈，缠绕于所述磁芯上，在所述线圈通电时改变所述u型臂开口端的磁极，驱动所述永磁体及摆臂转动至第二位置或第一位置，在所述线圈断电时，所述永磁体在磁力作用下保持稳定在所述第一位置或所述第二位置。

20、本改进方案的磁芯和u型臂由高磁导率、低矫顽力软磁材料制成，确保通电强磁化、断电迅速退磁，电磁驱动机构为整个自锁方案提供稳定、节能、高可靠的动力基础，仅在切换瞬间耗电，特别适合需长期保持某一状态的场合。

21、作为本实用新型的进一步改进：所述第一直侧壁的中段至所述扇形槽的内弧侧壁之间设有凸出部。本改进方案缩短了复位时间，大叶片无需等待摆动轴走完空程即可开始动作，同时由于凸出部提前与摆动轴接触，相当于增加摆动轴作用在大叶片的复位路径，大叶片的摆动更加平顺。

22、作为本实用新型的进一步改进：所述扇形槽的扇形圆心与所述固定轴的轴线重合。扇形槽作为摆动轴推动的受力对象，扇形槽的扇形圆心与大叶片摆动的圆心重合，能够消除不必要的滑动摩擦，提高动作顺滑度。

23、作为本实用新型的进一步改进：所述直线槽的中心线的延伸线与所述固定轴的轴线相交，所述直线槽的宽度与所述摆动轴的直径采用间隙配。本改进方案提升传动效率，保证了响应速度。

24、作为本实用新型的进一步改进：所述通光孔为倒圆角的方形孔；所述固定轴位于该方形孔一个角落的外侧并靠近第一侧边，所述永磁体的轴心靠近与该第一侧边相邻的第二侧边；所述摆动轴位于该角落的外侧位置。所有运动部件集成于通光孔一隅，形成高效的空间利用，实现快门模块的小型化、轻量化，便于集成到紧凑光学系统中。

25、作为本实用新型的进一步改进：所述壳体包括：

26、第一限位块，位于所述壳体的边缘，且处于开启状态时所述大叶片和小叶片的外侧，用于限制二者向外摆动；

27、第二限位块，对应所述通光孔上与所述固定轴所在角落相对的另一角落设置，用于限制所述大叶片和小叶片摆动至所述闭合状态时的位置。

28、本改进方案的第一限位块和第二限位块提供了大叶片与小叶片处于开启状态与闭合状态的稳定性，提供了限位功能。同时限位块与摆动轴形成了对大叶片和小叶片的夹持限位，有效地提高大叶片与小叶片的抗冲击性和抗震性。