输出组件、光学驱动装置和安防设备的制作方法

1.本发明属于摄像马达技术领域，尤其涉及一种光学驱动装置的输出组件、光学驱动装置和安防设备。


背景技术：

2.现有的安防监控摄像头其镜头的变焦动作一般采用微型步进电机进行驱动。使用中，安防监控摄像头其镜头的变焦动作需要精准到位，必须依赖精准的驱动，而微型步进电机的输出轴输出组件的精准输出是精准变焦的关键之一。
3.中国专利cn2020217010035公开了一种新式短行程步进电机，其输出轴通过设置在固定安装支架上的导向柱和活动滑块实现对输出轴的输出，由于上述结构通过对输出轴定位的方式进行输出导致输出组件整体同心度不好，输出轴径向使用强度差，装机后轴向窜动大，无法做到精准输出，从而影响精准变焦。


技术实现要素：

4.本发明的目的是针对上述问题，提供一种可以解决上述技术问题的光学驱动装置的输出组件，本发明的光学驱动装置的输出组件采用支架与齿轮传动机构配合的结构进行输出，具有输出同心度高，输出轴径向强度高，装机后轴窜小的优点。
5.为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：光学驱动装置的输出组件，包括输出轴，所述输出组件还包括：
6.支架，固定在电机的定子一端面；
7.固定盖板，支架的支撑板支撑在固定盖板靠近支架的一表面；
8.输出齿轮，连接于输出轴靠近电机中轴的一端，输出齿轮的轴心线和输出轴的轴心线重合；
9.输出齿轮位于支架和固定盖板之间；
10.同心度约束结构，设于电机中轴的输出端和输出齿轮之间，使得电机中轴的轴心线和输出齿轮的轴心线重合；
11.轴向窜动限位机构，包括第一轴向限位机构和第二轴向限位机构，第一轴向限位机构设于输出齿轮靠近支架的一端和支架之间，第二轴向限位机构设于输出齿轮靠近固定盖板的一端和固定盖板之间，以防止输出齿轮轴向窜动；
12.齿轮传动机构，用于将电机中轴输出的动力传递至输出轴的输出齿轮从而带动输出轴旋转。
13.上述光学驱动装置的输出组件，所述支架中心设置有一避让通孔，用于避让穿设在避让通孔中的电机中轴。
14.上述光学驱动装置的输出组件，所述第一轴向限位机构包括：
15.第一轴向限位凸环，设于输出齿轮靠近支架的一端面和/或支架靠近输出齿轮的一端面。
16.上述光学驱动装置的输出组件，所述第二轴向限位机构包括：
17.滚珠轴承，滚珠轴承的内圈固定在输出轴上，滚珠轴承的外圈固定在固定盖板的轴承固定部；
18.第二轴向限位凸环，设于滚珠轴承靠近固定盖板的一端，并且第二轴向限位凸环抵住滚珠轴承内圈的下端面。
19.上述光学驱动装置的输出组件，所述第二轴向限位机构还包括：
20.波垫，设于滚珠轴承的外圈外端和轴承固定部之间。
21.上述光学驱动装置的输出组件，所述输出组件还包括：
22.固定板，固定在电机的定子一端面，所述支架固定在固定板远离电机的定子一端面。
23.上述光学驱动装置的输出组件，所述固定板和定子周向固定连接。
24.上述光学驱动装置的输出组件，所述支架下表面设置有至少两个固定柱，固定板上设置有对应的至少两个固定孔，支架通过固定柱固定在固定板上。
25.上述光学驱动装置的输出组件，所述固定盖板固定在电机的外壳敞口。
26.上述光学驱动装置的输出组件，所述齿轮传动机构包括：
27.主动齿轮，套在电机中轴输出端；
28.一级双联齿轮，有两个并且以输出轴的轴心线呈对称分布；
29.两个一级双联齿轮旋转安装在固定盖板和固定板之间，并且两个一级双联齿轮的其中一个一级齿轮与主动齿轮啮合；
30.二级双联齿轮，有两个并且以输出轴的轴心线呈对称分布；
31.两个二级双联齿轮旋转安装在固定盖板和支架之间，并且两个一级双联齿轮的另外一个一级齿轮与二级双联齿轮的其中一个二级齿轮啮合；
32.二级双联齿轮的另外一个二级齿轮和输出齿轮啮合。
33.上述光学驱动装置的输出组件，所述同心度约束结构包括：
34.设于输出齿轮靠近支架一端面中心的同心度约束孔，电机中轴的输出端伸入至同心度约束孔中，同心度约束孔和电机中轴的输出端间隙配合。
35.光学驱动装置，具有上述光学驱动装置的输出组件；
36.电机，电机为步进电机，并且所述电机与所述光学驱动装置的输出组件连接。
37.安防设备，具有上述光学驱动装置。
38.与现有的技术相比，本发明的优点在于：
39.本发明的光学驱动装置的输出组件，由于具有第一轴向限位机构和第二轴向限位机构，可有效防止输出轴在轴向窜动，输出动力更加稳定，从而大大增强了光学驱动装置的对焦精准度。
40.本发明的光学驱动装置的输出组件，由于在输出组件的齿轮传动机构中融入设置了一支架结构，该支架设置了避让位置，与齿轮传动机构中的齿轮配合。即通过两个一级双联齿轮夹持住主动齿轮进行动力的传输，使得主动齿轮所在的电机中轴在径向位置十分稳定，不容易发生轴窜。且输出后又通过两个二级双联齿轮夹持住输出齿轮，最终将动力输出，所以输出轴的结构也非常稳定，不易发生径向轴窜。进一步的，由于支架避让电机中轴，实现电机中轴直接与输出轴配合，所以电机中轴与输出轴的装配同心度也很好。
41.本发明的光学驱动装置的输出组件，由于在输出组件的齿轮传动机构中融入设置了一支架结构，该支架具有两侧支撑板结构，用于支撑左右，可以实现固定盖板限制支架轴向上的自由度。同时，支架上还设置有固定柱，固定柱固定在固定板上，实现对支架在x\y轴方向的自由度。这样的结构使得整个输出组件结构稳定，强度增强。
42.本发明的光学驱动装置的输出组件中的支架采用与齿轮材料一样的材料制成，使得齿轮转动时与支架之间的摩擦更小。且支架与输出齿轮之间设置有避让台阶，确保输出轴转动时不会干涉到支架。且整个支架去掉了一些无关的部分，同时在不必要的部分挖了减重槽，同时在支架内部设置加强筋，使得支架整体既轻巧又牢固。
附图说明
43.图1是本发明提供的光学驱动装置的输出组件与电机内部的结构示意图。
44.图2是图1的未设置固定盖板的结构示意图。
45.图3是各齿轮的连接关系结构图。
46.图4是图2的爆炸结构示意图。
47.图5是图1的正面结构示意图。
48.图6是图5的a-a剖视图。
49.图6a是图6的b处放大图。
50.图7是图1中的支架结构示意图。
51.图8是支架与输出齿轮、输出轴及固定板之间的装配关系图。
52.图9是图8中a处放大图。
53.图10是输出轴、电机中轴、主动齿轮与电子转子之间的装配关系图。
54.图11是图10的沿轴向的纵剖图。
55.图12是两对二级双联齿轮与支架的配合结构示意图。
56.图13是图1设置了线盒后的结构示意图。
57.图14是图13设置了壳体后的结构示意图。
58.图15是实施例6安防设备的结构示意图。
59.图中，输出组件1、固定盖板11、固定板12、输出轴13，支架14、永磁步进电机2、定子21、电机中轴22、转子23、出线盒3、主动齿轮15、输出齿轮16、一级双联齿轮17、二级双联齿轮18、滚珠轴承131、波垫19。
具体实施方式
60.以下是发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
61.实施例一
62.如图1-图2所示，本光学驱动装置的输出组件，其中所述的光学驱动装置，一般是指永磁步进电机，当然并不限定于永磁步进电机，也可以应用到其它形式电机中，其结构与永磁步进电机的结合方式相同，只需要将本输出组件的输出轴与电机中轴相连即可。本实施例中以永磁步进电机为例进行详细说明。具体的永磁式步进电机2包括定子21和转子23两部分，转子23上连接有电机中轴22。本发明的光学驱动装置的输出组件1与永磁步进电机
2的电机中轴22相连。具体的，本发明的光学驱动装置的输出组件1包括支架14、固定板12、固定盖板11、输出齿轮16、齿轮传动机构、同心度约束结构和轴向窜动限位机构。电机中轴22上连接有主动齿轮15，主动齿轮15与齿轮传动机构相连。固定板12，固定在电机的定子21一端面，所述支架14固定在固定板12远离电机的定子21一端面。如图14所示，所述固定盖板11固定在电机的外壳20敞口。
63.如图2、图3和图4所示，所述齿轮传动机构包括主动齿轮15、输出齿轮16、两对一级双联齿轮17和两对二级双联齿轮18。一级双联齿轮17，有两个并且以输出轴的轴心线呈对称分布；二级双联齿轮18，有两个并且以输出轴的轴心线呈对称分布。输出齿轮16设置在输出轴13上，本实施例中输出齿轮16螺接在输出轴13上，输出齿轮16的两侧还分别连接着一个二级双联齿轮18。每个二级双联齿轮18又分别连接一个一级双联齿轮17。每个一级双联齿轮17又与主动齿轮15相连。两个一级双联齿轮17分别位于主动齿轮15的两侧，主动齿轮15又与电机中轴相连，所以主动齿轮15的动力源来自电机中轴。随着电机中轴的转动，带动主动齿轮15转动，主动齿轮15又带动两个一级双联齿轮17转动，两个一级双联齿轮17又带动与之相连的两个二级双联齿轮18转动，最后带动与两个二级双联齿轮18相连的输出齿轮16转动，进而带动与输出齿轮16连接的输出轴13转动，实现电机动力的减速输出。由于上述结构中，主动齿轮15被两侧的两个一级双联齿轮17夹持着转动，所以连接在主动齿轮16上的电机中轴22在径向上十分稳定，不易发生径向上的轴窜。进一步的，电机中轴22为合金材料，可以在径向受力时保证更优的强度。
64.如图7所示，所述支架14包括支架底板142和位于支架底板142两侧边垂直延伸的两个支撑板141。如图1所示，上述两个支撑板141的上端顶住固定盖板11下底面，下端顶住固定板12的上地面，于是两个支撑板141相当于固定盖板11和固定板12之间的一个支撑柱，这样的支撑设置，增强了整个输出组件在轴向的强度。这样的支撑结构设置，既可以起到支撑作用，又可以通过固定盖板11限制支架14在z方向(即电机轴轴向)上的自由度。
65.如图5、图6和图8所示，支架底板141的底面上还设置有两个固定柱145，所述两个固定柱145分别与固定板12上的两个对应的固定孔121配合。这样的结构可以有效限制支架14在x方向，y方向(即电机轴径向方向)的自由度，使得整个输出组件更加稳定。
66.如图7和图12所示，支架14的支架底板141的避让位置处还设置有两个支架台阶144，上述两个支架台阶144分别与二级双联齿轮18配合，用来支撑二级双联齿轮18，从而保证二级双联齿轮18与输出齿轮16啮合的更加全面。
67.如图5、图6和图7所示，支架底板142的中心位置设置有一避让通孔143，用于避让电机中轴22。如图5和图6所示，由于避让通孔143的避让，让电机中轴22直接与输出轴13配合，当然两者的配合方式仅仅是对中对齐，并非直接连接。但这样的配合也大大提高了电机中轴22和输出轴13两轴的同心度。因为现有技术中，像这样的多级齿轮输出一般都是偏心输出，例如中国专利授权公告号为cn213521623u公开的名称为具有高功率密度的步进电机。
68.如图4所示，支架14的支架底板142厚薄不均，且支架底板142上还具有多个避让位置，用于避让齿轮传动机构中的齿轮。同时在支架14结构上挖掉一些不必要部分，设置减重槽，使得支架14整体更加轻巧。为了增强支架的整体强度，还配上加强筋结构，使得支架既轻巧又具有足够的结构强度。支架整体采用与齿轮材料一样的材料，确保齿轮在转动时与
支架之间的摩擦力更小。
69.如图5、图6和图6a所示，同心度约束结构，设于电机中轴22的输出端和输出齿轮16之间。具体的，同心度约束结构包括设于输出齿轮16靠近支架14一端面中心的同心度约束孔163，电机中轴22的输出端伸入至同心度约束孔163中，同心度约束孔163和电机中轴22的输出端间隙配合。由于同心度约束孔163和电机中轴22的输出端两者间隙配合，所以电机中轴22和同心度约束孔163所在的输出齿轮16仍然各自旋转。由于输出齿轮16与输出轴13连接，且输出齿轮16的轴心线和输出轴13的轴心线重合；而当电机中轴22的输出端伸入至同心度约束孔163中时，使得电机中轴22的轴心线和输出齿轮16的轴心线重合；于是电机中轴22与输出轴13为同心设置，如图10和图11所示。整个机构的同心度得到了保证，从而保证了整个装置最终的精准对焦。
70.如图5、图6和图6a所示，轴向窜动限位机构，包括第一轴向限位机构和第二轴向限位机构，第一轴向限位机构设于输出齿轮16靠近支架14的一端和支架14之间，第二轴向限位机构设于输出齿轮16靠近固定盖板11的一端和固定盖板11之间，以防止输出齿轮16轴向窜动。
71.如图5、图6和图6a所示，第一轴向限位机构包括：第一轴向限位凸环，设于输出齿轮16靠近支架14的一端面和支架14靠近输出齿轮16的一端面。做3个实施例具体的，如图6、图6a、图7、图8和图9所示，在支架14靠近输出齿轮16的一端面上的避让通孔143外口沿周向上设置有一圈凸起的避让孔台阶146，对应的，在输出齿轮16靠近支架14的同心度约束孔163口沿处也设置有输出齿轮台阶162，上述避让孔台阶146与输出齿轮台阶162相互对接后通过面与面配合，即形成第一轴向限位凸环。第一轴向限位凸环通过避让孔台阶146与输出齿轮台阶162面与面接触确保第一轴向限位机构的稳定性。这个第一轴向限位凸环不仅仅与第二轴向限位机构配合以防止输出齿轮16轴向窜动。还可以确保输出轴13的转动不会干涉到支架14，确保支架14在整个输出组件中的稳定不动。且避让通孔143在设置避让孔台阶146处还可设置一扩孔1431，减少接触摩擦力。且输出齿轮台阶162所在的同心度约束孔163口沿处还设置有倒角161，方便电机中轴22插入。
72.如图3、图5、图6和图6a所示，第二轴向限位机构包括：滚珠轴承131，滚珠轴承131的内圈固定在输出轴13上，滚珠轴承131的外圈固定在固定盖板11的轴承固定部111；还包括第二轴向限位凸环19，设于滚珠轴承131靠近固定盖板11的一端，并且第二轴向限位凸环19抵住滚珠轴承131内圈的下端面。滚珠轴承131的外圈外端和轴承固定部111之间还设置有波垫191。
73.上述轴向窜动限位机构，输出齿轮16与输出轴端通过滚轴轴承131及第二轴向限位凸环19实现限位，输出齿轮16与电机中轴端通过支架14与第一轴向限位机构实现限位。所以输出齿轮16在轴向上被上述两个限位限定，不会发生轴向的周窜。
74.本发明提供的光学驱动装置的输出组件工作过程如下：当电机中轴22跟着转子转动时，带动电机中轴22上的主动齿轮15转动；啮合在主动齿轮15上的两对一级双联齿轮17在主动齿轮15的作用下转动，从而带动啮合在一级双联齿轮17上的二级双联齿轮18转动。与两对二级双联齿轮18啮合的输出齿轮16随着二级双联齿轮的转动而转动，进而带动与输出齿轮16固定连接的输出轴13转动，最后将动力输出。由于本发明的光学驱动装置输出组件往往用于安放等领域，一般配合微型步进电机使用，由于微型步进电机体积小，相应的各
零部件也为微型尺寸，所以直接采用齿轮传动机构，容易发生强度不高，结构不稳定的问题。本发明在齿轮传动机构中融入了一个配套的支架结构，结合各种避让结构和支撑结构，保证了整个齿轮传动机构的整体强度及机构稳定性，还起到了承上启下的作用。进一步的，由于支架的设置，实现了电机中轴和输出轴能够直接配合，同心度更高，输出更稳定。
75.实施例二
76.本实施例的其他结构与实施例一相同，其区别结构在于：所述同心度约束结构包括设于电机中轴22输出端端面上的一盲孔，输出齿轮16靠近支架14一端面中心延伸设置有一连接柱，连接柱末端伸入电机中轴22的盲孔内，两者间隙配合。
77.实施例三
78.本实施例的其他结构与实施例一相同，其区别结构在于：第一轴向限位凸环为仅仅设于输出齿轮16靠近支架14的一端面的，位于输出齿轮16连接孔口沿处的输出齿轮台阶162，只是输出齿轮台阶162在轴向上的高度尺寸比实施例一要更高。
79.实施例四
80.本实施例的其他结构与实施例一相同，其区别结构在于：第一轴向限位凸环为仅仅设于在支架14靠近输出齿轮16的一端面上的避让通孔143外口沿周向上的一圈凸起的避让孔台阶146，只是避让孔台阶146在轴向上的高度尺寸比实施例一要更高。
81.实施例五
82.如图13和图14所示，具有实施例一所述的输出组件的光学驱动装置，还包括电机壳体20、出线盒3等。
83.实施例六
84.本安防设备具有实施例五所述的光学驱动装置，还包括安防监控镜头等等。
85.本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。