本發明屬于紅外技術領域，具體涉及一種紅外相機機械結構。

背景技術：

紅外技術越來越多地應用到人們的日常生活中，如安防監控、森林防火、溫度監測等，因此，紅外相機的使用也越來越普遍，但是傳統的紅外相機由于其光學材料的特殊性、機械結構限制以及探測器依賴進口等因素，使得傳統紅外相機成本居高不下，從而限制了紅外相機的應用大多在軍用領域，而很少能在民用領域大量應用。如果想進一步拓寬紅外相機的應用范圍，必須從各個方面來降低其生產成本。

目前，紅外相機多采用凸輪調焦機構，凸輪調焦機構的加工要求精度高，且機構中采用鏡筒內部圓柱導向為調焦運動提供直線導向，用于導向的圓柱配合間隙通常需要配作加工才能達到要求，加工難度較大，對操作工人要求較高，這些都是造成成本高的主要原因。此外，凸輪調焦機構往往需要額外加工一對齒輪副，齒輪副的嚙合是否順暢不僅取決于加工精度的高低，而且還要求裝配適當，這也增加了時間成本和經濟成本。

技術實現要素：

為了解決多數紅外相機采用凸輪調焦機構以及采用鏡筒內壁圓柱導向所帶來的加工精度要求高、成本居高不下的問題，本發明提供一種紅外相機機械結構。

本發明為解決技術問題所采用的技術方案如下：

本發明的一種紅外相機機械結構，包括帶有圓柱定位孔三和圓柱定位孔四的鏡筒，還包括：

固定在鏡筒前端的透鏡一和鏡蓋；

上部設有圓柱通孔、下部設有U型通槽的受力板；

固定在受力板中部的調焦鏡座；

固定在調焦鏡座上的透鏡二；

固定在鏡筒后端、為紅外相機調焦運動提供動力驅動的直線電機組件，所述直線電機組件的輸出端固定在圓柱通孔內；

固定在鏡筒內壁上的光電開關座；

固定在光電開關座上的兩個光電開關；

固定在受力板下部的擋片安裝座；

固定在擋片安裝座上的擋片，所述擋片處于兩個光電開關沿紅外相機光軸形成的直線距離的中間位置，所述擋片能穿過兩個光電開關的縫隙，通過兩個光電開關與擋片限制紅外相機調焦運動的極限位置；

固定在鏡筒后端面上的后蓋，所述后蓋前端面上設有圓柱定位孔一和圓柱定位孔二，這兩個圓柱定位孔之間的距離與鏡筒上的兩個圓柱定位孔之間的距離相同；

固定在后蓋后端面上的探測器座；

固定在探測器座上的探測器；

為紅外相機調焦運動提供直線導向的導向組件，包括固定在受力板上的直線軸承座、分別通過軸承壓圈固定在直線軸承座兩端圓柱孔內的兩個直線軸承、穿過兩個直線軸承內孔以及直線軸承座圓柱孔的導向軸一、導向軸二；所述導向軸一兩端分別安裝在圓柱定位孔三和圓柱定位孔一內；所述導向軸二兩端分別安裝在圓柱定位孔四和圓柱定位孔二內，所述導向軸二安裝在圓柱定位孔二內的一端穿過U型通槽；所述導向軸一和導向軸二的軸線均與紅外相機的光軸方向平行。

進一步的，所述直線電機組件包括：固定在鏡筒上的電機安裝座、固定部分通過兩個電機固定螺母固定在電機安裝座上且其輸出軸通過兩個螺母固定在圓柱通孔內的微型直線電機；

當微型直線電機的輸出軸輸出直線運動時，所述受力板隨微型直線電機的輸出軸一起進行直線運動，進而帶動調焦鏡座上的透鏡二進行調焦所需的直線運動。

更進一步的，所述圓柱通孔的直徑比輸出軸的螺紋部直徑大1mm。

進一步的，還包括鑲嵌在后蓋的圓柱孔內的護線套，兩個光電開關的導電線均穿過后蓋的圓柱孔，所述護線套用于保護光電開關的導電線。

進一步的，所述透鏡一通過壓圈一固定在鏡筒上。

進一步的，所述透鏡二通過壓圈二固定在調焦鏡座上。

進一步的，所述圓柱定位孔三、圓柱定位孔一與導向軸一之間均為間隙配合。

進一步的，所述圓柱定位孔四、圓柱定位孔二與導向軸二之間均為間隙配合。

進一步的，兩個直線軸承的內孔與導向軸一的外徑之間形成間隙滑動副，該滑動副作為調焦運動的導向副。

進一步的，所述U型通槽的槽寬與導向軸二的外徑之間形成間隙滑動副，該滑動副用于限制調焦運動的轉動自由度，保證調焦運動是沿著紅外相機光軸方向的直線運動。

本發明的有益效果是：近年來，微型直線電機技術逐步成熟，應用越來越廣泛，這種微型直線電機的輸出即為輸出軸的沿軸線方向的直線運動，本發明充分應用微型直線電機的運行原理，即采用微型直線電機直接驅動調焦鏡片的軸線直線驅動方式以及采用導向軸與直線軸承所形成的直線運動副完成紅外相機所需的調焦運動，使得紅外相機的調焦運動完全擺脫傳統的凸輪驅動方式，使紅外相機的機械結構制造成本大幅度降低，促進了紅外相機在民用領域的推廣。同時，本發明的紅外相機機械結構，結構簡單，調焦方式簡單易行。

本發明通過解決調焦結構的形式來降低紅外相機的制作成本，從而拓展紅外相機的應用領域，特別是將紅外相機應用于民用領域。

附圖說明

圖1為本發明的一種紅外相機機械結構的結構示意圖。

圖2為鏡筒的結構示意圖。

圖3為直線電機組件的結構示意圖。

圖4為受力板的結構示意圖。

圖5為導向組件的剖面圖。

圖6為后蓋的結構示意圖。

圖中：1、鏡蓋，101、圓柱定位孔一，102、圓柱定位孔二，2、壓圈一，3、透鏡一，4、鏡筒，401、圓柱定位孔三，402、圓柱定位孔四，5、壓圈二，6、透鏡二，7、直線電機組件，701、輸出軸，8、導向組件，9、受力板，901、U型通槽，902、圓柱通孔，10、后蓋，11、探測器座，12、探測器，13、護線套，14、導向軸一，15、擋片安裝座，16、光電開關座，17、光電開關，18、擋片，19、軸承壓圈，20、直線軸承座，21、直線軸承，22、電機安裝座，23、電機固定螺母，24、螺母，25、調焦鏡座，26、微型直線電機，27、導向軸二。

具體實施方式

以下結合附圖對本發明作進一步詳細說明。

如圖1至圖6所示，本發明的一種紅外相機機械結構，主要包括：鏡蓋1、壓圈一2、透鏡一3、鏡筒4、壓圈二5、透鏡二6、直線電機組件7、導向組件8、受力板9、后蓋10、探測器座11、探測器12、護線套13、擋片安裝座15、光電開關座16、兩個光電開關17、擋片18、調焦鏡座25。

如圖2所示，鏡筒4的前端設置有法蘭，鏡筒4的后端設置有安裝結構，安裝結構外側用于安裝電路板和直線電機組件7，安裝結構端部用于安裝后蓋10，安裝結構的內部上下側設置有圓柱定位孔三401和圓柱定位孔四402。

透鏡一3通過壓圈一2固定在鏡筒4上，透鏡一3的外徑與鏡筒4相應的圓柱內壁形成間隙配合，壓圈一2與鏡筒4通過螺紋聯接。固定時，先將透鏡一3裝入鏡筒4上所對應的圓柱孔內，再將壓圈一2旋入鏡筒4上與壓圈一2所對應的螺紋內，壓圈一2端面內孔與透鏡一3鏡面形成線接觸，最后將鏡蓋1固定在鏡筒4前端面上，從而將透鏡一3壓緊在鏡筒4上。

透鏡二6通過壓圈二5固定在調焦鏡座25上，透鏡二6的外徑與調焦鏡座25相應的圓柱內壁形成間隙配合，壓圈二5與調焦鏡座25通過螺紋聯接。固定時，先將透鏡二6裝入調焦鏡座25上所對應的圓柱孔內，再將壓圈二5旋入調焦鏡座25上與壓圈二5所對應的螺紋內，壓圈二5端面內孔與透鏡二6鏡面形成線接觸，從而將透鏡二6壓緊在調焦鏡座25上。

如圖4所示，受力板9中間為通孔，上部右上角設置有圓柱通孔902，下部中間位置設置有U型通槽901。調焦鏡座25與受力板9之間通過螺釘固定為一個整體。

直線電機組件7為紅外相機調焦所需的直線運動提供動力驅動。如圖3所示，直線電機組件7包括：電機安裝座22、兩個電機固定螺母23、兩個螺母24、微型直線電機26。電機安裝座22通過螺釘固定在鏡筒4的安裝結構外側，微型直線電機26的固定部分通過兩個電機固定螺母23固定在電機安裝座22的安裝孔中，微型直線電機26的輸出軸701通過兩個螺母24固定在受力板9上部右上角的圓柱通孔902內，受力板9上的圓柱通孔902用來保證微型直線電機26的輸出軸701與受力板9之間的相對位置，圓柱通孔902的直徑比微型直線電機26的輸出軸701的螺紋部直徑大1mm，便于在裝配時對微型直線電機26的輸出軸701與受力板9之間的相對位置進行調整。

由于調焦鏡座25與受力板9固定為一體，而直線電機組件7也與受力板9固定為一體，因此，當微型直線電機26的輸出軸701輸出直線運動時，受力板9隨著微型直線電機26的輸出軸701一起進行直線運動，進而帶動調焦鏡座25上的透鏡二6進行調焦所需的直線運動。

如圖6所示，后蓋10中間為通孔，后蓋10的前端面有圓柱定位孔一101和圓柱定位孔二102，圓柱定位孔一101和圓柱定位孔二102之間的距離與鏡筒4上的圓柱定位孔三401和圓柱定位孔四402之間的距離相同，嚴格一致，并且這四個圓柱定位孔位于同一個平面內，后蓋10通過螺釘固定在鏡筒4后端面上。

導向組件8為紅外相機調焦所需的直線運動提供必需的直線導向。如圖5所示，導向組件8包括：導向軸一14、兩個軸承壓圈19、直線軸承座20、兩個直線軸承21、導向軸二27。直線軸承座20的軸向為通孔，直線軸承座20的兩端設置有圓柱孔，直線軸承座20與受力板9之間通過螺釘固定為一個整體。兩個直線軸承21分別安裝在直線軸承座20兩端的圓柱孔內，直線軸承21的外徑與直線軸承座20上對應的圓柱孔之間為小間隙配合，兩個軸承壓圈19分別旋入直線軸承座20兩端的螺紋內，通過軸承壓圈19將直線軸承21與直線軸承座20固定為一體。導向軸一14穿過兩個直線軸承21的內孔以及直線軸承座20的圓柱孔，兩個直線軸承21可以沿著導向軸一14滑動，直線軸承21的內孔與導向軸一14的外徑之間形成小間隙滑動副，該滑動副作為調焦運動的導向副，導向軸一14為紅外相機調焦所需的直線運動提供必需的直線導向。

導向軸一14一端安裝在鏡筒4上所對應的圓柱定位孔三401內，圓柱定位孔三401與導向軸一14之間為小間隙配合；導向軸一14另一端安裝在后蓋10上所對應的圓柱定位孔一101內，圓柱定位孔一101與導向軸一14之間為小間隙配合。

導向軸二27一端安裝在鏡筒4上所對應的圓柱定位孔四402內，圓柱定位孔四402與導向軸二27之間為小間隙配合；導向軸二27另一端安裝在后蓋10上所對應的圓柱定位孔二102內，圓柱定位孔二102與導向軸二27之間為小間隙配合。同時，導向軸二27此端穿過受力板9下部的U型通槽901，U型通槽901的槽寬與導向軸二27的外徑之間形成小間隙滑動副，該滑動副的作用是限制調焦運動的轉動自由度，從而保證調焦運動是沿著紅外相機光軸方向的直線運動。導向軸二27保證受力板9在作直線運動時不會發生旋轉運動。

當采用螺釘將后蓋10與鏡筒4固定為一體后，導向軸一14和導向軸二27即被壓緊在鏡筒4與后蓋10之間且位于鏡筒4內部，同時，導向軸一14和導向軸二27的軸線均與紅外相機的光軸方向平行。

本發明采用微型直線電機26所輸出的直線推力作為驅動源，再配合直線軸承21與導向軸二27的導向，使得紅外相機的機械結構更為簡單化，有效地降低了紅外相機的裝調難度，成本比傳統紅外相機大大降低。

如圖1所示，擋片安裝座15通過螺釘固定在受力板9下部，擋片18通過螺釘固定在擋片安裝座15上。光電開關座16通過螺釘固定在鏡筒4內壁上，兩個光電開關17均通過螺釘固定在光電開關座16上。擋片18處于兩個光電開關17沿紅外相機光軸形成的直線距離的中間位置，擋片18能穿過兩個光電開關17的縫隙，通過兩個光電開關17與擋片18實現紅外相機調焦運動所需的限位功能。受力板9帶動擋片18做直線運動，當擋片18通過光電開關17的縫隙時，直線運動停止，即通過一件擋片18與兩件光電開關17限制了紅外相機調焦運動的極限位置。

兩個光電開關17的導電線均穿過后蓋10的圓柱孔，護線套13鑲嵌在后蓋10對應的圓柱孔內，用于保護光電開關17的導電線不會磨損。

如圖1所示，探測器座11通過螺釘固定在后蓋10后端面上，探測器12通過螺釘固定在探測器座11上。

以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。