一种智能眼镜的变焦驱动机构的制作方法

1.本发明涉及一种智能变焦眼镜技术，尤其涉及一种智能眼镜的变焦驱动机构。


背景技术：

2.智能变焦眼镜是指会根据需要而自动调整镜片的焦距，让佩戴者在任何情况下都能够获得清晰的图像，像相机镜头一样能够自动调焦的眼镜。现有的智能变焦眼镜在眼镜内设置电机、变焦驱动机构、镜片、电池、电路板等部件，重量都比较重、产品尺寸大，导致用户长时间佩戴舒适度极差。
3.如专利cn112130345a、cn112684571a的变焦驱动装置，该变焦驱动装置采用螺杆驱动前后两组镜片的重叠度，实现眼镜的变焦；变焦驱动装置还设有两组传感器组件，每组组件包括光栅和两个光耦传感器，用于通过检测驱动丝杆转动的电机转动角度以检测两组镜片的行程，反馈变焦过程。该传感器组件包含的光栅、光耦传感器体积极小，组装结构复杂；检测精度要求电器元件的安装要求要更高，在原来有限的眼镜结构空间内，两组传感器组件的组装难度大、组装工艺要求高，容易产生不良品，良品率低。
4.此外，目前市面应用的智能变焦眼镜使用行星齿轮箱传动，由于智能变焦眼镜结构空间小，而行星齿轮体积小，组装难度大、组装工艺要求高，同样影响良品率。


技术实现要素：

5.为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供智能眼镜的变焦驱动机构。
6.本发明的目的采用如下技术方案实现：一种智能眼镜的变焦驱动机构，包括镜片安装块、传动模组、条形传动架、行程切换开关；所述传动模组和镜片安装块传动连接，并一同安装于条形传动架内；所述传动模组驱动两块镜片安装块沿着条形传动架的长度方向移动，从而改变安装在镜片安装块上的前后两组镜片的重叠度，实现眼镜的变焦；
7.所述行程切换开关包括柔性电路板、电刷片和金属片；所述柔性电路板安装在条形传动架上，所述电刷片固定在柔性电路板上；所述金属片安装在镜片安装块上；当镜片安装块移动时，镜片安装块上的金属片移动至行程切换开关位置，并与电刷片触碰，触发柔性电路板控制传动模组反向转动，实现镜片安装块的单向行程切换。
8.进一步地，所述电刷片包括连接片和由连接片一端向外弯折延伸而成的游离片；所述连接片上设有通孔，所述条形传动架上凸设有与所述通孔配合安装的限位柱，所述电刷片固定在条形传动架的限位柱上；所述条形传动架上还设有一缺口，所述游离片伸入该缺口内，与移动至缺口处的镜片安装块上的金属片触碰。
9.进一步地，所述游离片上与金属片接触的一面为光滑曲面。
10.进一步地，所述连接片表面设有焊接位；柔性电路板的一端与连接片的焊接位连接，另一端通过引线端子与马达电性连接。
11.进一步地，所述传动模组包括两根丝杆、马达、齿轮组、两根导杆；两根所述丝杆通过轴承安装在条形传动架内，所述马达通过齿轮组之间的啮合配合带动两根丝杆反向转
动；两块所述镜片安装块分别安装在两个丝杆上，通过螺纹传动沿丝杆方向做相互靠近或者远离的运动；两根所述导杆分别平行于丝杆，并分别贯穿于镜片安装块内，其两端分别固定在条形传动架内侧。
12.进一步地，所述齿轮组包括第一齿轮、第二齿轮和马达齿轮；所述第一齿轮为塔式齿轮，该塔式齿轮为一体的两轮基圆大小不一的齿轮；第一齿轮的大基圆齿轮套设在其中一根丝杆的末端，所述第二齿轮套设在另一丝杆的末端，第二齿轮的齿数与第一齿轮的大基圆齿轮相互啮合，且齿数相同；所述马达齿轮安装在马达的输出轴上，并与第一齿轮的小基圆齿轮齿相互啮合。
13.进一步地，所述第一齿轮与马达齿轮之间还设有至少一个联动塔式齿轮。
14.进一步地，所述条形传动架由丝杆安装架和马达安装架组成，所述马达安装架可拆卸安装在丝杆安装架的一侧；所述丝杆安装架包括面板、设置在面板同一侧的两个丝杆安装台；所述丝杆安装台上设有用于安装轴承的轴承安装孔，所述丝杆通过轴承与轴承安装孔的配合安装在两个丝杆安装台之间；所述马达安装架上设有用于安装马达的马达安装腔室，所述马达安装在马达安装架上的马达安装腔室内。
15.进一步地，所述丝杆安装台上设有用于穿设固定导杆的导杆通孔；所述马达安装架上设有用于穿设固定导杆的导杆通孔；所述导杆贯穿两个丝杆安装架和马达安装架，横跨在整个条形传动架内，以加固丝杆安装架与马达安装架之间的连接。
16.进一步地，所述丝杆安装架的面板向外延伸一用于与马达安装架连接的安装片以及横向凹设有限位孔；所述马达安装架上设有与安装片形状相适配的安装槽位以及与所述限位孔配合插装的限位凸起；安装槽位背面凹设有螺帽容置槽。
17.相比现有技术，本发明的有益效果在于：
18.(1)本技术通过设置机械式行程切换开关代替传感器组件的使用，极大减少了组装配件的数量，尤其是体积极小的光电敏感元件数量，而本技术的机械式行程切换开关的体积合适，组装简便，在有限的眼镜结构空间内能够很好地提高组装效率，满足现有组装工艺所需，良品率高。另外，本行程切换开关的检测点设计在镜片安装块移动行程范围内，其安装完全贴合在条形传动架上，无需额外延长变焦驱动机构长度，能够节省变焦驱动机构的整体空间。
19.(2)针对市面应用的智能变焦眼镜的变焦驱动机构常使用行星齿轮箱传动，由于智能变焦眼镜结构空间小，而行星齿轮体积小，组装难度大、组装工艺要求高的问题，本发明的齿轮组选用体积较大的塔式齿轮代替行星齿轮箱，方便安装，且大小两头同时传动，更为节省齿轮组的空间。
20.(3)本技术齿轮组中增设联动塔式齿轮，设计联动塔式齿轮的数量与排列方式，调整齿轮组的空间位置以及丝杆与马达之间的安装位置，使行程切换开关的安装与整体结构能够更为融合、和谐。
21.(4)现有的传动架多为框型结构，丝杆组件均安装在框内，可操作性空间小，安装难度大，本发明的传动架为半敞开式的传动架，且由丝杆安装架和马达安装架以可拆卸方式组装，为配件的组装过程增加了不少的可操作性空间。
22.(5)本发明的两根导杆贯穿丝杆安装架和马达安装架，横跨在整个条形传动架内，以加固丝杆安装架与马达安装架之间的连接，保证整个条形传动架的刚性，保证镜片变焦
平稳、不抖动运作。
23.(6)本技术马达安装架与丝杆安装架的可拆卸安装结构通过限位凸起与限位孔的配合插装定位以及安装片、安装槽位槽位、螺帽容置槽之间空间配合，使马达安装架与丝杆安装架的连接能加牢固，同时将紧固件螺丝能够隐藏在条形传动架内，保持了条形传动架的外立面整体平顺。
附图说明
24.图1为本发明较佳实施例智能眼镜的变焦驱动机构的结构示意图；
25.图2为图1中a区域的放大示意图；
26.图3为本发明较佳实施例智能眼镜的变焦驱动机构的拆解示意图；
27.图4为图3中b区域的放大示意图；
28.图5为本发明较佳实施例智能眼镜的变焦驱动机构的纵截面示意图；
29.图6为本发明较佳实施例智能眼镜的变焦驱动机构的另一纵截面示意图；
30.图7为本发明较佳实施例马达与齿轮组的结构示意图；
31.图8为本发明较佳实施例丝杆安装架的结构示意图；
32.图9为本发明较佳实施例马达安装架的结构示意图；
33.图10为本发明较佳实施例电刷片的结构示意图。
34.图中：1、镜片安装块；2、传动模组；21、丝杆；22、马达；23、齿轮组；231、第一齿轮；2311、小基圆齿轮；2312、大基圆齿轮；232第二齿轮；233、马达齿轮；234、联动塔式齿轮；24、导杆；25、轴承；3、条形传动架；31、丝杆安装架；311、面板；312、丝杆安装台；3121、轴承安装孔；3122、导杆通孔；313、安装片；314、限位孔；315、限位柱；316、缺口；32、马达安装架；321、马达安装腔室；322、齿轮安装座；323、导杆通孔；324、安装槽位；325、限位凸起；326、螺帽容置槽；4、行程切换开关；41、柔性电路板；42、电刷片；421、连接片；4211、通孔；4212、焊接位；422、游离片；4221、光滑曲面；43、金属片；44、引线端子。
具体实施方式
35.下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
36.如图1
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10所示，一种智能眼镜的变焦驱动机构，包括镜片安装块1、传动模组2、条形传动架3、行程切换开关4；所述传动模组和镜片安装块传动连接，并一同安装于条形传动架内；所述传动模组驱动两块镜片安装块沿着条形传动架的长度方向移动，从而改变安装在镜片安装块上的前后两组镜片的重叠度，实现眼镜的变焦；
37.所述行程切换开关包括柔性电路板41、电刷片42和金属片43，如图1
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3所示；所述柔性电路板安装在条形传动架上，所述电刷片固定在柔性电路板上；所述金属片安装在镜片安装块上；当镜片安装块移动时，镜片安装块上的金属片移动至行程切换开关位置，并与电刷片触碰，触发柔性电路板控制传动模组反向转动，实现镜片安装块的单向行程切换。
38.本技术通过设置机械式行程切换开关代替传感器组件的使用，极大减少了组装配件的数量，尤其是体积极小的光电敏感元件数量，而本技术的机械式行程切换开关的体积
合适，组装简便，在有限的眼镜结构空间内能够很好地提高组装效率，满足现有组装工艺所需，良品率高。另外，本行程切换开关的检测点设计在镜片安装块移动行程范围内，其安装完全贴合在条形传动架上，无需额外延长变焦驱动机构长度，能够节省变焦驱动机构的整体空间。
39.如图5
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7所示，在本发明较佳实施例中，所述传动模组2包括两根丝杆21、马达22、齿轮组23、两根导杆24；在本实施例中，马达优选采用步进马达。两根所述丝杆通过轴承25安装在条形传动架内，所述马达通过齿轮组之间的啮合配合带动两根丝杆反向转动；两块所述镜片安装块分别安装在两个丝杆上，通过螺纹传动沿丝杆方向做相互靠近或者远离的运动；两根所述导杆分别平行于丝杆，并分别贯穿于镜片安装块内，其两端分别固定在条形传动架内侧。
40.目前市面应用的智能变焦眼镜的变焦驱动机构常使用行星齿轮箱传动，由于智能变焦眼镜结构空间小，而行星齿轮体积小，组装难度大、组装工艺要求高，容易产生变焦驱动机构产品的不良品，良品率低。在本实施例中齿轮组选用体积较大的齿轮，方便安装。具体地，如图7所示，所述齿轮组23包括第一齿轮231、第二齿轮232和马达齿轮233；所述第一齿轮为塔式齿轮，该塔式齿轮为一体的两轮基圆大小不一的齿轮，分别标记为小基圆齿轮2311和大基圆齿轮2312；第一齿轮的大基圆齿轮套设在其中一根丝杆的末端，所述第二齿轮套设在另一丝杆的末端，第二齿轮的齿数与第一齿轮的大基圆齿轮相互啮合，且齿数相同；所述马达齿轮安装在马达的输出轴上，并与第一齿轮的小基圆齿轮齿相互啮合。
41.所述第一齿轮与马达齿轮之间还设有至少一个联动塔式齿轮234；联动塔式齿轮的数量与排列方式主要影响齿轮组之间的空间位置，用于调整丝杆与马达之间的安装位置，使行程切换开关的安装与整体结构能够更为融合、和谐。本较佳实施例以两个联动塔式齿轮为例，阐述整个齿轮组的安装结构，如图5
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7所示。两个塔式齿轮组之间的交错啮合方式为塔式齿轮的大基圆齿轮啮合于相邻另一塔式齿轮的小基圆齿轮。联动后的塔式齿轮组的小基圆齿轮与第一齿轮的小基圆齿轮啮合，联动后的塔式齿轮组的大基圆齿轮与马达齿轮啮合。
42.另外，现有技术中的传动架多为框型结构，丝杆组件均安装在框内，可操作性空间小，安装难度大。在本发明较佳实施例中，如图3、图8
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9所示，条形传动架3由丝杆安装架31和马达安装架32组成，所述马达安装架可拆卸安装在丝杆安装架的一侧；该条形传动架3为半敞开式的传动架，为安装过程增加了不少的可操作性空间。具体地，所述丝杆安装架31包括面板311、设置在面板同一侧的两个丝杆安装台312；所述丝杆安装台上设有用于安装轴承的轴承安装孔3121，所述丝杆通过轴承与轴承安装孔的配合安装在两个丝杆安装台之间；所述马达安装架32上设有用于安装马达的马达安装腔室321、用于安装齿轮的齿轮安装座322；所述马达安装在马达安装架上的马达安装腔室内。
43.另外，所述丝杆安装台312上设有用于穿设固定导杆的导杆通孔3122；所述马达安装架32上设有用于穿设固定导杆的导杆通孔323；两根导杆贯穿两个丝杆安装架和马达安装架，横跨在整个条形传动架内，以加固丝杆安装架与马达安装架之间的连接，保证整个条形传动架的刚性，保证镜片变焦平稳、不抖动运作。
44.如图3
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4所示，本发明的马达安装架与丝杆安装架的可拆卸安装结构如下：所述丝杆安装架31的面板311向外延伸一用于与马达安装架连接的安装片313以及横向凹设有限
位孔314；所述马达安装架32上设有与安装片形状相适配的安装槽位324以及与所述限位孔配合插装的限位凸起325；安装槽位背面凹设有螺帽容置槽326。本技术马达安装架与丝杆安装架的可拆卸安装结构通过限位凸起与限位孔的配合插装定位以及安装片、安装槽位槽位、螺帽容置槽之间空间配合，使马达安装架与丝杆安装架的连接能加牢固，同时将紧固件螺丝能够隐藏在条形传动架内，保持了条形传动架的外立面整体平顺。
45.如图10所示，所述电刷片42包括连接片421和由连接片一端向外弯折延伸而成的游离片422；所述连接片上设有通孔4211，所述丝杆安装架上凸设有与所述通孔配合安装的限位柱315，所述电刷片的连接片固定在丝杆安装架的限位柱上；所述丝杆安装架上还设有一缺口316，所述游离片伸入该缺口内，与移动至缺口处的镜片安装块上的金属片触碰。
46.作为进一步优选方案，所述游离片422上与金属片接触的一面为光滑曲面4221。镜片安装块的一侧设有用于安装固定镜片的安装孔，金属片安装在远离镜片安装位置的一侧，金属片随着镜片安装块沿着丝杆长度方向往返移动，使用次数多，配件磨损大，影响切换开关的灵敏度。游离片与金属片接触的一面设计成光滑曲面为了减少金属片与游离片之间的磨损，更有利于保证切换开关的灵敏度。
47.作为进一步优选方案，所述连接片表面设有焊接位4212；柔性电路板的一端与连接片的焊接位连接，另一端通过引线端子44与马达电性连接。
48.本发明的变焦驱动装置运作原理如下：
49.步进马达22接受脉冲信号，转子带动马达齿轮233转动，经过两个联动塔式齿轮234传动，最终带动第一齿轮231转动，与第一齿轮直接传动连接的丝杆21同步同向转动，从而使该丝杆上的镜片安装块1往一边移动。同理，第一齿轮231的大基圆齿轮与第二齿轮相互啮合以及齿数相同，故第二齿轮232与第一齿轮同步转动，但与第一齿轮的转动方向相反，带动与第二齿轮直接传动连接的丝杆21同步反向转动，因此，该丝杆21上的镜片安装块1往另一边移动；从而实现两块镜片安装块1相向移动。
50.两块镜片安装块中的其中一块镜片安装块上固定有金属片，当固定有金属片的镜片安装块移动到丝杆的接近尽头位置，该金属片与行程切换开关的电刷片相互触碰，说明镜片安装块已经到达极限位置，不能继续前进，此时，与柔性电路板电性连接的电刷片触发柔性电路板控制传动模组反向转动，实现镜片安装块的单向行程切换。电机控制转向方式如下：电机优选采用步进电机，利用步进电机传动,利用齿轮比计算有效行程，控制步进电机的步数来实现正反转行程。
51.上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。