本發(fā)明屬于機(jī)械結(jié)構(gòu)技術(shù)，涉及一種多用途視場(chǎng)中的透鏡切換機(jī)構(gòu)。采用本發(fā)明的切換機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)小巧、可靠，由一套運(yùn)動(dòng)及控制機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了大小視場(chǎng)切換、非均勻校正兩個(gè)功能，并且電限位、機(jī)械限位、到位吸附等安全措施齊全，在惡劣環(huán)境中工作穩(wěn)定。

背景技術(shù)：

利用多用途視場(chǎng)切換機(jī)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)紅外光學(xué)系統(tǒng)中不同視場(chǎng)的切換及非均勻校正功能。大視場(chǎng)紅外光學(xué)系統(tǒng)中，根據(jù)光學(xué)系統(tǒng)需求，需要將切換透鏡精確放置在光學(xué)系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)大視場(chǎng)光學(xué)要求；小視場(chǎng)紅外光學(xué)系統(tǒng)中，根據(jù)光學(xué)系統(tǒng)需求，需要將切換透鏡完全移出光學(xué)系統(tǒng)且不能有結(jié)構(gòu)件攔光，實(shí)現(xiàn)小視場(chǎng)光學(xué)要求；在特定條件下，根據(jù)光學(xué)系統(tǒng)需求，需要用結(jié)構(gòu)件完全將光路攔住，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的非均勻校正功能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

要解決的技術(shù)問(wèn)題

為了避免現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明提出一種多用途視場(chǎng)中的透鏡切換機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)同一個(gè)紅外光學(xué)系統(tǒng)中不同視場(chǎng)的快速切換，同時(shí)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的非均勻校正功能，滿足了系統(tǒng)視場(chǎng)切換及非均勻校正要求。

技術(shù)方案

一種多用途視場(chǎng)中的透鏡切換機(jī)構(gòu)，其特征在于包括基座7、齒輪副、切換機(jī)構(gòu)和電機(jī)11；；電機(jī)11安裝于基座7支撐板的一側(cè)，支撐板另一側(cè)的主齒輪1與電機(jī)11的主軸連接；切換機(jī)構(gòu)的切換鏡框4的轉(zhuǎn)軸與嚙合主齒輪的副齒輪2軸連接，與切換鏡框4相對(duì)的一側(cè)設(shè)有配重塊6；在基座7,一端的立柱上設(shè)有到位開(kāi)關(guān)和到位吸附對(duì)，第一到位吸附對(duì)10設(shè)在切換鏡框4與立柱上端銜接的部位，第二到位吸附對(duì)設(shè)在配重塊6與立柱下端銜接的部位；所述切換鏡框4內(nèi)設(shè)有切換透鏡5。

在副齒輪2和基座7上設(shè)有能夠進(jìn)行非均勻校正機(jī)械限位結(jié)構(gòu)，包括限位凹槽13和機(jī)械限位3；限位凹槽13位于基座7副齒輪2的運(yùn)動(dòng)軌跡上，機(jī)械限位3為一個(gè)彈簧鋼球部件，位于副齒輪2上，隨著副齒輪2的轉(zhuǎn)動(dòng)一起轉(zhuǎn)動(dòng)；在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，機(jī)械限位3中的彈簧處于被壓縮狀態(tài)，鋼球定位于機(jī)械限位3內(nèi)；當(dāng)運(yùn)動(dòng)到限位凹槽13時(shí)，機(jī)械限位3中的彈簧將鋼球的頂出進(jìn)入限位凹槽，使得切換鏡框4在電機(jī)11下電的位于精確位置；當(dāng)電機(jī)11接到命令，重新上電帶動(dòng)副齒輪2克服彈簧的壓縮力，將鋼球壓縮回機(jī)械限位13內(nèi)部，切換鏡框4運(yùn)動(dòng)到其位置。

在基座7的立柱上設(shè)有相互垂直的第一到位開(kāi)關(guān)8和第二到位開(kāi)關(guān)9；第二到位開(kāi)關(guān)9穿過(guò)立柱縱向設(shè)置，其碰觸端處于配重塊6的運(yùn)動(dòng)軌跡，當(dāng)配重塊6運(yùn)動(dòng)到預(yù)定位置與第二到位開(kāi)關(guān)9碰觸發(fā)出控制電機(jī)11下電信號(hào)；第一到位開(kāi)關(guān)8橫向設(shè)置立柱上，其碰觸端處于切換鏡框4的運(yùn)動(dòng)軌跡，當(dāng)切換鏡框4到預(yù)定位置與第一到位開(kāi)關(guān)8碰觸發(fā)出控制電機(jī)11下電信號(hào)。

在基座7的立柱上設(shè)有第一到位開(kāi)關(guān)8，第一到位開(kāi)關(guān)8橫向設(shè)置立柱上，其碰觸端處于切換鏡框4的運(yùn)動(dòng)軌跡，當(dāng)切換鏡框4到預(yù)定位置與第一到位開(kāi)關(guān)8碰觸發(fā)出控制電機(jī)11下電信號(hào)。

在基座7的立柱上設(shè)有第二到位開(kāi)關(guān)9；第二到位開(kāi)關(guān)9穿過(guò)立柱縱向設(shè)置，其碰觸端處于配重塊6的運(yùn)動(dòng)軌跡，當(dāng)配重塊6運(yùn)動(dòng)到預(yù)定位置與第二到位開(kāi)關(guān)9碰觸發(fā)出控制電機(jī)11下電信號(hào)。

有益效果

本發(fā)明提出的一種多用途視場(chǎng)中的透鏡切換機(jī)構(gòu)，由一套運(yùn)動(dòng)及控制機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了大小視場(chǎng)切換、非均勻校正兩個(gè)功能。根據(jù)系統(tǒng)需要合理地確定到位開(kāi)關(guān)支撐方式、基座的大小、以及安裝位置。并且電限位、機(jī)械限位、到位吸附等安全措施齊全，結(jié)構(gòu)小巧、可靠，具有較大的應(yīng)用價(jià)值。

本發(fā)明用于多用途視場(chǎng)切換機(jī)構(gòu)來(lái)改變光學(xué)系統(tǒng)焦距，達(dá)到提高發(fā)現(xiàn)、識(shí)別紅外目標(biāo)的目的。紅外熱成像系統(tǒng)主要用于對(duì)一定距離的特定物體熱輻射進(jìn)行感應(yīng)、識(shí)別，改變紅外熱成像系統(tǒng)的焦距，即可以實(shí)現(xiàn)不同距離熱輻射的感應(yīng)、識(shí)別。本設(shè)計(jì)采用結(jié)構(gòu)的方式，精確的將切換透鏡移入、移出光學(xué)系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)大視場(chǎng)和小視場(chǎng)光學(xué)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換，同時(shí)利用鏡筒上的結(jié)構(gòu)件實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的非均勻校正功能。

附圖說(shuō)明

圖1：本發(fā)明結(jié)構(gòu)位置圖，顯示切換透鏡處于光路中的位置

圖2：本發(fā)明結(jié)構(gòu)位置圖，顯示切換透鏡移出光路中的位置

圖3：本發(fā)明結(jié)構(gòu)位置圖，非均勻校正位置圖

A-光路，1-主齒輪，2-副齒輪，3-機(jī)械限位，4-切換鏡框，5-切換透鏡，6-配重塊，7-基座，8-第一到位開(kāi)關(guān)，9-第二到位開(kāi)關(guān)，10-第一到位吸附對(duì)，11-電機(jī)，12-第二到位吸附對(duì)，13-限位凹槽。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)結(jié)合實(shí)施例、附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述：

本實(shí)施例是一種用于多用途視場(chǎng)切換機(jī)構(gòu)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪，通過(guò)齒輪副驅(qū)動(dòng)經(jīng)過(guò)配平的切換部件，嚴(yán)格按照系統(tǒng)要求實(shí)現(xiàn)大視場(chǎng)、非均勻校正、小視場(chǎng)3個(gè)位置的有序切換。

大視場(chǎng)切換到位，電限位起作用，電機(jī)斷電；機(jī)械限位和到位吸附同時(shí)起作用，保證結(jié)構(gòu)可靠。

非均勻校正切換到位，電機(jī)斷電，機(jī)械限位起作用，結(jié)構(gòu)可靠。

小視場(chǎng)切換到位，電限位起作用，電機(jī)斷電；機(jī)械限位和到位吸附同時(shí)起作用，保證結(jié)構(gòu)可靠。

包括基座7、齒輪副、切換機(jī)構(gòu)、電機(jī)11、到位吸附機(jī)構(gòu)和限位機(jī)構(gòu)；電機(jī)11安裝于基座7支撐板的一側(cè)，支撐板另一側(cè)的主齒輪1與電機(jī)11的主軸連接；切換機(jī)構(gòu)的切換鏡框4的轉(zhuǎn)軸與嚙合主齒輪的副齒輪2軸連接，與切換鏡框4相對(duì)的一側(cè)設(shè)有配重塊6；在基座7,一端的立柱上設(shè)有到位開(kāi)關(guān)和到位吸附對(duì)，第一到位吸附對(duì)10設(shè)在切換鏡框4與立柱上端銜接的部位，第二到位吸附對(duì)設(shè)在配重塊6與立柱下端銜接的部位；所述切換鏡框4內(nèi)設(shè)有切換透鏡5。

機(jī)械限位3是一個(gè)安裝于副齒輪2上的一個(gè)彈簧鋼球部件，隨著副齒輪2的轉(zhuǎn)動(dòng)一起轉(zhuǎn)動(dòng)；限位凹槽是基座7上位置相對(duì)精確的一個(gè)凹槽；在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，機(jī)械限位3中的彈簧一般是處于被壓縮狀態(tài)，鋼球處于機(jī)械限位3內(nèi)部；當(dāng)運(yùn)動(dòng)到限位凹槽13處時(shí)，機(jī)械限位3中的彈簧可以伸展開(kāi)來(lái)，講鋼球的一部分頂出機(jī)械限位3、進(jìn)入限位凹槽，從而保證切換鏡框4在電機(jī)11下電的情況下的相對(duì)精確位置，并且可以克服一定的環(huán)境干擾因素；電機(jī)11接到命令，重新上電，克服彈簧的壓縮力，將鋼球壓縮回機(jī)械限位13內(nèi)部，切換鏡框4可以運(yùn)動(dòng)到其他位置了。

第一到位開(kāi)關(guān)8，第二到位開(kāi)關(guān)9均安裝在基座7上；如圖1所示位置，第二到位開(kāi)關(guān)9會(huì)感應(yīng)到配重塊6已經(jīng)運(yùn)動(dòng)到預(yù)定位置，第二到位開(kāi)關(guān)9會(huì)發(fā)出信號(hào)，電機(jī)11接收到信號(hào)以后會(huì)下電、停止工作；當(dāng)切換鏡框運(yùn)動(dòng)到如圖2所示位置時(shí)，第一到位開(kāi)關(guān)8會(huì)感應(yīng)到切換鏡框已經(jīng)運(yùn)動(dòng)到預(yù)定位置，第一到位開(kāi)關(guān)8會(huì)發(fā)出信號(hào)，電機(jī)11接收到信號(hào)以后會(huì)下電、停止工作。

第一到位開(kāi)關(guān)8，第二到位開(kāi)關(guān)9的作用是感應(yīng)相應(yīng)的結(jié)構(gòu)件是否到達(dá)預(yù)定位置，如果到達(dá)，就發(fā)出信號(hào)，電機(jī)收到信號(hào)下電、停止工作，從而避免電機(jī)長(zhǎng)時(shí)間堵轉(zhuǎn)損壞電機(jī)。

本機(jī)構(gòu)的作用，在振動(dòng)、沖擊等惡劣環(huán)境根據(jù)命令長(zhǎng)時(shí)間可靠地工作在大視場(chǎng)(圖1位置)、小視場(chǎng)(圖2位置)和非均勻校正狀態(tài)(圖3位置)。命令切換到大視場(chǎng)，電機(jī)工作，通過(guò)齒輪副驅(qū)動(dòng)切換鏡框轉(zhuǎn)動(dòng)，切換鏡框帶動(dòng)配重塊轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)運(yùn)動(dòng)到圖1位置時(shí)，第二到位開(kāi)關(guān)9會(huì)感應(yīng)到配重塊6已經(jīng)運(yùn)動(dòng)到預(yù)定位置，第二到位開(kāi)關(guān)9會(huì)發(fā)出信號(hào)，電機(jī)11接收到信號(hào)以后會(huì)下電、停止工作；第二到位吸附起作用，將配重塊吸附在基座7上，保證切換鏡框在振動(dòng)、沖擊等惡劣環(huán)境不會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)有其他命令時(shí)，電機(jī)上電工作，克服吸附力，完成其他命令。

命令切換到小視場(chǎng)，電機(jī)工作，通過(guò)齒輪副驅(qū)動(dòng)切換鏡框轉(zhuǎn)動(dòng)，切換鏡框帶動(dòng)配重塊轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)運(yùn)動(dòng)到圖2位置時(shí)，第一到位開(kāi)關(guān)8會(huì)感應(yīng)到切換鏡框4已經(jīng)運(yùn)動(dòng)到預(yù)定位置，第一到位開(kāi)關(guān)8會(huì)發(fā)出信號(hào)，電機(jī)11接收到信號(hào)以后會(huì)下電、停止工作；第一到位吸附起作用，將切換鏡框吸附在基座7上，保證切換鏡框在振動(dòng)、沖擊等惡劣環(huán)境不會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)有其他命令時(shí)，電機(jī)上電工作，克服吸附力，完成其他命令。

命令切換到非均勻校正狀態(tài)，電機(jī)工作，通過(guò)齒輪副驅(qū)動(dòng)切換鏡框轉(zhuǎn)動(dòng)，切換鏡框帶動(dòng)配重塊轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)運(yùn)動(dòng)到圖3位置時(shí)，電機(jī)根據(jù)其自身的編碼器提示下電、停止工作；機(jī)械限位3、限位凹槽13起作用，將切換鏡框固定在圖3所示位置，保證切換鏡框在振動(dòng)、沖擊等惡劣環(huán)境不會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)有其他命令時(shí)，電機(jī)上電工作，克服機(jī)械限位3中的彈簧壓縮力，完成其他命令。

相對(duì)于大視場(chǎng)、小視場(chǎng)，非均勻校正狀態(tài)對(duì)切換鏡框的位置要求不高，所以可以利用電機(jī)自身的編碼器控制電機(jī)下電，可以利用彈簧鋼球部件進(jìn)行機(jī)械限位；而大視場(chǎng)、小視場(chǎng)位置精度要求高，就必須利用經(jīng)過(guò)仔細(xì)調(diào)整的到位開(kāi)關(guān)控制電機(jī)下電，同時(shí)利用吸附力足夠的到位吸附對(duì)保證切換鏡框在振動(dòng)、沖擊等惡劣環(huán)境不會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)總體對(duì)本機(jī)構(gòu)的命令要求。

大視場(chǎng)結(jié)構(gòu)位置圖如圖1所示，由基座7、第一到位開(kāi)關(guān)8、電機(jī)、到位吸附、齒輪1、齒輪2、非均勻校正機(jī)械限位、切換鏡框、切換透鏡、配重塊及緊固件等組成。

功能：電機(jī)通過(guò)齒輪副驅(qū)動(dòng)切換鏡框、帶動(dòng)切換透鏡轉(zhuǎn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)到圖1所示位置時(shí)，到位開(kāi)關(guān)1感應(yīng)到信號(hào)，電機(jī)斷電，大視場(chǎng)到位吸附起作用，保證切換透鏡穩(wěn)定。

(2)小視場(chǎng)結(jié)構(gòu)位置圖如圖2所示，其組成與大視場(chǎng)結(jié)構(gòu)相同。

功能：電機(jī)通過(guò)齒輪副驅(qū)動(dòng)切換鏡框、帶動(dòng)切換透鏡轉(zhuǎn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)到圖2所示位置時(shí)，到位開(kāi)關(guān)2感應(yīng)到信號(hào)，電機(jī)斷電，小視場(chǎng)到位吸附起作用，保證光路完全不攔光。

(3)非均勻校正位置圖如圖3所示，組成與大視場(chǎng)結(jié)構(gòu)相同。

功能：此為本發(fā)明一個(gè)重要組成部分，用以在兩個(gè)極限位置中間的可靠定位，利用結(jié)構(gòu)進(jìn)完全遮攔光路，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的非均勻校正功能。系統(tǒng)進(jìn)行非均勻校正時(shí)，電機(jī)通過(guò)齒輪副驅(qū)動(dòng)切換鏡框轉(zhuǎn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)到圖3所示位置時(shí)，電機(jī)有編碼器控制斷電，非均勻校正機(jī)械限位起作用。非均勻校正機(jī)械限位部件是一個(gè)彈簧鋼球系統(tǒng)，在圖3位置時(shí)，鋼球被彈簧頂入限位凹槽中進(jìn)行非均勻校正機(jī)械限位。

工作過(guò)程：

(1)在任意位置，部件收到大視場(chǎng)切換命令，電機(jī)上電工作，通過(guò)齒輪副驅(qū)動(dòng)切換鏡框、帶動(dòng)切換透鏡轉(zhuǎn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)到圖1所示位置時(shí)，到位開(kāi)關(guān)1感應(yīng)到信號(hào)，電機(jī)斷電，大視場(chǎng)到位吸附起作用，保證切換透鏡在光路中的精確位置，且在惡劣環(huán)境中穩(wěn)定工作。

(2)在任意位置，部件收到小視場(chǎng)切換命令，電機(jī)上電工作，電機(jī)通過(guò)齒輪副驅(qū)動(dòng)切換鏡框、帶動(dòng)切換透鏡轉(zhuǎn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)到圖2所示位置時(shí)，到位開(kāi)關(guān)2感應(yīng)到信號(hào)，電機(jī)斷電，小視場(chǎng)到位吸附起作用，保證切換鏡框、切換透鏡完全在光路之外，且在惡劣環(huán)境中系統(tǒng)不攔光。

(3)在任意位置，部件收到非均勻校正命令，電機(jī)上電工作，通過(guò)齒輪副驅(qū)動(dòng)切換鏡框、帶動(dòng)切換透鏡轉(zhuǎn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)到圖3所示位置時(shí)，電機(jī)有編碼器控制斷電，非均勻校正機(jī)械限位起作用。非均勻校正機(jī)械限位部件是一個(gè)彈簧鋼球系統(tǒng)，在圖3位置時(shí)，鋼球被彈簧頂入限位凹槽中進(jìn)行非均勻校正機(jī)械限位，保證機(jī)構(gòu)在惡劣環(huán)境中對(duì)光學(xué)系統(tǒng)能進(jìn)行可靠的非均勻校正。當(dāng)部件收到大、小視場(chǎng)切換命令時(shí)，電機(jī)上電工作，鋼球克服彈簧力，被頂入非均勻校正機(jī)械限位部件內(nèi)部，從而順利地根據(jù)命令切換到大、小視場(chǎng)位置。