紧凑型可锁紧式内置双电机自动变倍镜头的制作方法

1.本实用新型涉及光学仪器结构，具体为一种紧凑型可锁紧式内置双电机自动变倍镜头。


背景技术：

2.为解决传统自动变倍镜头存在的技术缺陷，本申请人公司提出了两种实用新型专利申请。
3.1、专利号为zl201821677129.6的《双电机全闭环控制的二组联动自动变倍镜头》实用新型专利，其技术方案包括前、后固定组元以及前、后固定组元间设置的变倍组元和补偿组元，变倍组元和补偿组元设于可使二者沿轴向按设定轨迹移动的变倍机构上，变倍机构包括滑动机构和移动机构，移动机构包括轴向布置在滑动机构的左、右直线导轨中间的前、后丝杆，变倍电机驱动前丝杆而移动变倍组元，补偿电机驱动后丝杆而移动补偿组元。
4.2、专利号为zl201921057827.0的《紧凑型外置双电机自动变倍镜头结构》实用新型专利，其技术方案包括前、后固定组元以及于前、后固定组元之间设置的变倍组元和补偿组元，变倍组元和补偿组元设于可使二者沿光轴按设定轨迹移动的变倍机构上，所述变倍机构包括滑动机构和移动机构，移动机构包括于左、右直线导轨中间下方设置的前、后丝杆，前、后丝杆螺母分别与变倍组元和补偿组元固连，对应于前、后丝杆分别设有变倍电机和补偿电机，变倍电机上的变倍主动齿轮与前丝杆上的变倍从动齿轮啮合，补偿电机上的补偿主动齿轮与后丝杆上的补偿从动齿轮啮合。
5.实际应用中发现上述两件专利均存在有如下技术缺陷：
6.1、若采用两个电机与两根传动丝杆同轴布置，将导致镜头变倍主体部分较长，对镜头的生产和使用均会带来不便。
7.2、若采用两根传动丝杆同轴布置，同时将两电机偏置，通过齿轮传动传递扭矩，虽能有效控制镜头主体部分长度，但由于齿轮传动间隙的存在，电机停转情况下，无法锁紧丝杆，进而无法保证镜头在外部振动、加速度等扰动存在时倍率的稳定性。


技术实现要素：

8.针对现有技术的不足，本实用新型所要解决的技术问题是提出了一种精度更高、稳定性更好的紧凑型可锁紧式内置双电机自动变倍镜头。
9.能够解决上述技术问题的紧凑型可锁紧式内置双电机自动变倍镜头，其技术方案包括同光轴设置的前固定组元和后固定组元以及同光轴前、后设于前、后固定组元之间的变倍组元和补偿组元，所述变倍组元和补偿组元分别安装于镜座ⅰ和镜座ⅱ内，所述镜座ⅰ和镜座ⅱ通过对应的左、右滑座安装于左、右直线导轨上并在移动机构驱动下沿光轴分别按设定轨迹移动，所不同的是：
10.1、所述移动机构包括设于左、右直线导轨上侧或下侧的左、右滚珠丝杆传动副，各滚珠丝杆传动副包括旋合于滚珠丝杆上的滚珠丝杆螺母，左、右滚珠丝杆所在平面平行于
左、右直线导轨所在平面且左、右滚珠丝杆的轴线对称于光轴。
11.2、左或右的滚珠丝杆ⅰ前部上旋合的滚珠丝杆螺母ⅰ与镜座ⅰ相连接，所述滚珠丝杆ⅰ的后部安装于轴承ⅰ上并通过联轴器ⅰ连接减速电机ⅰ。
12.3、右或左的滚珠丝杆ⅱ后部上旋合的滚珠丝杆螺母ⅱ与镜座ⅱ相连接，所述滚珠丝杆ⅱ的前部安装于轴承ⅱ上并通过联轴器ⅱ连接减速电机ⅱ。
13.进一步，所述轴承ⅰ和轴承ⅱ于双轴承座内左、右设置。
14.更进一步，所述减速电机ⅰ和减速电机ⅱ分别通过电机座ⅰ和电机座ⅱ安装于双轴承座上。
15.常规的，所述滚珠丝杆ⅰ和滚珠丝杆ⅱ的螺距相同且螺距p≥10。
16.本实用新型的有益效果：
17.1、本实用新型紧凑型可锁紧式内置双电机自动变倍镜头采取了紧凑的设计方案，机构紧凑且运行平稳。
18.2、本实用新型结构中，采用联轴器连接滚珠丝杆和减速电机，由于减速电机保持力矩的存在，实现了滚珠丝杆在减速电机停转时的锁紧，从而保证了镜头在恶劣环境中倍率的稳定性。
19.3、本实用新型结构中，采用大螺距滚珠丝杆，实现了快速变倍，与此同时极大增加了镜头的使用寿命。
附图说明
20.图1为本实用新型一种实施方式的爆炸图。
21.图2为图1实施方式中移动机构的分解图。
22.图号标识：1、前固定组元；2、后固定组元；3、变倍组元；4、补偿组元；5、移动机构；6、滑座；7、直线导轨；8、滚珠丝杆ⅰ；9、滚珠丝杆螺母ⅰ；10、联轴器ⅰ；11、减速电机ⅰ；12、轴承ⅰ；13、滚珠丝杆ⅱ；14、滚珠丝杆螺母ⅱ；15、轴承ⅱ；16、联轴器ⅱ；17、减速电机ⅱ；18、双轴承座；19、电机座ⅰ；20、电机座ⅱ；21、镜头座壳；22、前物镜组；23、镜座ⅰ；24、镜座ⅱ。
具体实施方式
23.下面结合附图所示实施方式对本实用新型的技术方案作进一步说明。
24.本实用新型紧凑型可锁紧式内置双电机自动变倍镜头，包括镜头座壳21，所述镜头座壳21的前、后端同光轴安装有前固定组元1和后固定组元2，镜头座壳21的前端上还同光轴设有处于前固定组元1前方的前物镜组22，于镜头座壳21内部，所述前固定组元1与后固定组元2之间前、后同光轴设有变倍组元3和补偿组元4，所述变倍组元3安装于镜座ⅰ23内，所述镜座ⅰ23通过对应的左、右滑座6安装于左、右水平的直线导轨7的前部上，所述补偿组元4安装于镜座ⅱ24内，所述镜座ⅱ24通过对应的左、右滑座6安装于左、右水平的直线导轨7的后部上，镜座ⅰ23和镜座ⅱ24在镜头座壳21内部设置的移动机构5驱动下沿左、右直线导轨7分别按设定轨迹带动变倍组元3和补偿组元4移动，如图1所示。
25.所述移动机构5包括于左、右直线导轨7下方且基于双轴承座18设置的左、右滚珠丝杆传动副，各滚珠丝杆传动副包括旋合于滚珠丝杆上的滚珠丝杆螺母，左、右滚珠丝杆所在平面平行于左、右直线导轨7所在平面且左、右滚珠丝杆的轴线对称于光轴，所述双轴承
座18固装于镜头座壳21内部中央，双轴承座18内的左、右轴承孔中分别安装有角接触式的轴承ⅱ15和轴承ⅰ12，如图2所示。
26.左侧滚珠丝杆ⅱ13后部旋合的滚珠丝杆螺母ⅱ14向上连接镜座ⅱ24，所述滚珠丝杆ⅱ13的前部安装于轴承ⅱ15内，滚珠丝杆ⅱ13的前端通过弹性式联轴器ⅱ16连接减速电机ⅱ17，所述减速电机ⅱ17安装于电机座ⅱ20上，所述电机座ⅱ20安装于双轴承座18的左端面上；右侧滚珠丝杆ⅰ8前部旋合的滚珠丝杆螺母ⅰ9向上连接镜座ⅰ23，所述滚珠丝杆ⅰ8的后部安装于轴承ⅰ12内，滚珠丝杆ⅰ8的后端通过弹性式联轴器ⅰ10连接减速电机ⅰ11，所述减速电机ⅰ11安装于电机座ⅰ19上，所述电机座ⅰ19安装于双轴承座18的右端面上；所述滚珠丝杆ⅰ8和滚珠丝杆ⅱ13的螺距相同，为了满足快速变倍的需要，滚珠丝杆ⅰ8和滚珠丝杆ⅱ13均选择螺距p≥10，所述减速电机ⅰ11和减速电机ⅱ17均采用反转时无背隙的的齿轮减速器，如图2所示。
27.本实用新型中，驱动控制电路通过驱动减速电机ⅰ11和减速电机ⅱ17按照特定的速度协调联动而实现变倍过程像面的稳定，通过精密闭环控制变倍组元3和补偿组元4的位移而实现高精度的变倍。


技术特征：
1.紧凑型可锁紧式内置双电机自动变倍镜头，包括同光轴设置的前固定组元(1)和后固定组元(2)以及同光轴前、后设于前、后固定组元(1、2)之间的变倍组元(3)和补偿组元(4)，所述变倍组元(3)和补偿组元(4)分别安装于镜座ⅰ(23)和镜座ⅱ(24)内，所述镜座ⅰ(23)和镜座ⅱ(24)通过对应的左、右滑座(6)安装于左、右直线导轨(7)上并在移动机构(5)驱动下沿光轴分别按设定轨迹移动，其特征在于：所述移动机构(5)包括设于左、右直线导轨(7)上侧或下侧的左、右滚珠丝杆传动副，各滚珠丝杆传动副包括旋合于滚珠丝杆上的滚珠丝杆螺母，左、右滚珠丝杆所在平面平行于左、右直线导轨(7)所在平面且左、右滚珠丝杆的轴线对称于光轴；左或右的滚珠丝杆ⅰ(8)前部上旋合的滚珠丝杆螺母ⅰ(9)与镜座ⅰ(23)相连接，所述滚珠丝杆ⅰ(8)的后部安装于轴承ⅰ(12)上并通过联轴器ⅰ(10)连接减速电机ⅰ(11)；右或左的滚珠丝杆ⅱ(13)后部上旋合的滚珠丝杆螺母ⅱ(14)与镜座ⅱ(24)相连接，所述滚珠丝杆ⅱ(13)的前部安装于轴承ⅱ(15)上并通过联轴器ⅱ(16)连接减速电机ⅱ(17)。2.根据权利要求1所述的紧凑型可锁紧式内置双电机自动变倍镜头，其特征在于：所述轴承ⅰ(12)和轴承ⅱ(15)于双轴承座(18)内左、右设置。3.根据权利要求2所述的紧凑型可锁紧式内置双电机自动变倍镜头，其特征在于：所述减速电机ⅰ(11)和减速电机ⅱ(17)分别通过电机座ⅰ(19)和电机座ⅱ(20)安装于双轴承座(18)上。4.根据权利要求1～3中任意一项所述的紧凑型可锁紧式内置双电机自动变倍镜头，其特征在于：所述滚珠丝杆ⅰ(8)和滚珠丝杆ⅱ(13)的螺距相同且螺距p≥10。

技术总结
本实用新型公开了一种紧凑型可锁紧式内置双电机自动变倍镜头，包括同光轴设于前、后固定组元之间的变倍组元和补偿组元，变倍组元和补偿组元通过对应的左、右滑座安装于左、右直线导轨上并在移动机构驱动下按设定轨迹移动，移动机构包括设于左、右直线导轨所在平面一侧的左、右滚珠丝杆传动副；一侧滚珠丝杆传动副包括旋合于滚珠丝杆Ⅰ前部并连接变倍组元的滚珠丝杆螺母Ⅰ，滚珠丝杆Ⅰ的后部通过联轴器Ⅰ连接减速电机Ⅰ；另一侧滚珠丝杆传动副包括旋合于滚珠丝杆Ⅱ后部并连接补偿组元的滚珠丝杆螺母Ⅱ，滚珠丝杆Ⅱ的前部通过联轴器Ⅱ连接减速电机Ⅱ。本实用新型运用在扰动的各种场合，实现快速、稳定、可靠的变倍。可靠的变倍。可靠的变倍。


技术研发人员：谢小明 卢定宇
受保护的技术使用者：桂林弗克斯光电仪器有限公司
技术研发日：2021.12.27
技术公布日：2022/5/10