一種基于懸臂梁結(jié)構(gòu)的可調(diào)式雙光楔激光掃描執(zhí)行機(jī)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】一種基于懸臂梁結(jié)構(gòu)的可調(diào)式雙光楔激光掃描執(zhí)行機(jī)構(gòu)，包括上端蓋、上光楔支撐臂、下光楔支撐臂、高位電機(jī)支撐體、低位電機(jī)支撐體、高位電機(jī)輸出齒輪、上光楔軸承傳動(dòng)齒輪、上光楔高速軸承、高位微型電機(jī)、低位微型電機(jī)、上光楔、下光楔、下光楔軸承傳動(dòng)齒輪、低位電機(jī)輸出齒輪和下光楔高速軸承；其中，上端蓋和高位電機(jī)支撐體上分別安裝有微調(diào)緊定螺釘和微調(diào)螺栓，施力于上光楔支撐臂和下光楔支撐臂，實(shí)現(xiàn)對(duì)上光楔和下光楔的位置和軸向偏轉(zhuǎn)角度的微調(diào)功能；高位微型電機(jī)和低位微型電機(jī)分別驅(qū)動(dòng)上光楔和下光楔繞共同光軸進(jìn)行速度不同且方向相反的相對(duì)旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生不同速比的掃描路徑。本發(fā)明具有體積小、光楔軸傾角可調(diào)和結(jié)構(gòu)可靠等優(yōu)點(diǎn)，避免了光楔安裝誤差導(dǎo)致的掃描成像畸形，適合靈活高速應(yīng)用領(lǐng)域。
【專利說明】
一種基于懸臂梁結(jié)構(gòu)的可調(diào)式雙光楔激光掃描執(zhí)行機(jī)構(gòu)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及用于主動(dòng)激光掃描準(zhǔn)成像探測的裝置，具體地，涉及一種基于懸臂梁結(jié)構(gòu)的可調(diào)式雙光楔激光掃描執(zhí)行機(jī)構(gòu)，屬于光-機(jī)-電技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]旋轉(zhuǎn)雙光楔折射技術(shù)，是將激光束垂直投射到光楔對(duì)的表面，該光楔對(duì)繞同一光軸相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，折射出的激光束在一定時(shí)間周期和一定視場范圍內(nèi)掃描成特定圖案的一種技術(shù)，其中，雙光楔由兩個(gè)具有一定楔角的光學(xué)平板玻璃組成，雙光楔系統(tǒng)是指由兩塊折射率相同、折射角相同的相互靠近的光楔組成的光路系統(tǒng)。光線垂直入射光楔的前表面后經(jīng)過一系列的折射，從后表面射出并產(chǎn)生一定的偏向角，光線的偏轉(zhuǎn)角度與光楔的楔角以及兩光楔的相對(duì)偏轉(zhuǎn)角度有關(guān)。
[0003]激光掃描機(jī)構(gòu)，是一種運(yùn)用激光具有單色性、方向性、相干性和高亮度性等特點(diǎn)的光學(xué)距離傳感器。
[0004]與傳統(tǒng)的激光掃描機(jī)構(gòu)不同，雙光楔激光掃描執(zhí)行機(jī)構(gòu)為單向激光發(fā)生裝置，能夠?qū)⒋怪比肷涞募す馐凵涞揭晥鰞?nèi)的指定位置，光楔尺寸略大于激光束尺寸，因此執(zhí)行機(jī)構(gòu)空間足夠小，利用雙光楔的高速旋轉(zhuǎn)，可在激光光束尺寸小于視場尺寸的情況下在一定周期內(nèi)使激光光速覆蓋視場，減少激光發(fā)生強(qiáng)度和節(jié)省功率。配合點(diǎn)式激光感應(yīng)傳感器即可完成對(duì)視野范圍內(nèi)的成像。
[0005]懸臂梁是一種一端為無位移和轉(zhuǎn)動(dòng)的固定端，另一端為自由端的結(jié)構(gòu)。懸臂梁的自由端受力后會(huì)在整個(gè)懸臂梁上產(chǎn)生撓變和偏角。
[0006]經(jīng)檢索發(fā)現(xiàn)，中國專利公告號(hào)CN203433110 U中的車用雷達(dá)激光掃描機(jī)構(gòu)，體積較大，功率較高，但天線驅(qū)動(dòng)速度較慢，因而需要車載體攜帶；中國專利公告號(hào)CN203317434U中的激光定位自動(dòng)機(jī)器人，利用電機(jī)驅(qū)動(dòng)反光鏡調(diào)整激光掃描軌跡，受到反光鏡顫抖以及電機(jī)驅(qū)動(dòng)力的影響，因而激光掃描成像速度較慢，成像軌跡誤差較大，僅適用于低端機(jī)器人所需的低速成像系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是，克服現(xiàn)有掃描執(zhí)行機(jī)構(gòu)的體積較大、激光成像軌跡誤差精度較差的缺點(diǎn)，提供一種基于懸臂梁結(jié)構(gòu)的可調(diào)式雙光楔激光掃描執(zhí)行機(jī)構(gòu)，通過緊固光楔軸微調(diào)螺栓以及緊定螺釘使光楔軸發(fā)生偏轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)雙光楔系統(tǒng)的調(diào)整，滿足雙光楔的同軸度要求，以達(dá)到克服光楔安裝裝配誤差所導(dǎo)致的掃描成像畸形的效果O
[0008]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)以上目的的:
[0009]—種基于懸臂梁結(jié)構(gòu)的可調(diào)式雙光楔激光掃描執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特征在于，包括上端蓋、上光楔支撐臂、下光楔支撐臂、高位電機(jī)支撐體、低位電機(jī)支撐體、高位電機(jī)輸出齒輪、上光楔軸承傳動(dòng)齒輪、上光楔高速軸承、高位微型電機(jī)、低位微型電機(jī)、上光楔、下光楔、下光楔軸承傳動(dòng)齒輪、低位電機(jī)輸出齒輪和下光楔高速軸承；
[0010]所述上端蓋、上光楔支撐臂、下光楔支撐臂、高位電機(jī)支撐體和低位電機(jī)支撐體由上至下依次固定連接成一整體，所述上光楔支撐臂和下光楔支撐臂呈懸臂梁狀，它們各自的一端為懸空的自由端；
[0011]所述高位電機(jī)支撐體和低位電機(jī)支撐體分別設(shè)置有相互連通的中軸通光孔;所述上光楔固定連接于所述上光楔軸承傳動(dòng)齒輪的中心的中空通光孔中，該上光楔軸承傳動(dòng)齒輪通過所述上光楔高速軸承安裝在所述上光楔支撐臂上;所述下光楔固定連接于所述下光楔軸承傳動(dòng)齒輪的中心的中空通光孔中，該下光楔軸承傳動(dòng)齒輪通過所述下光楔高速軸承安裝在所述下光楔支撐臂上;所述上光楔和下光楔的楔面相對(duì)且光軸重合，同時(shí)與所述中軸通光孔位置對(duì)中形成激光通路；
[0012]所述高位微型電機(jī)設(shè)置于連接在一起的上端蓋、上光楔支撐臂、下光楔支撐臂、高位電機(jī)支撐體和低位電機(jī)支撐體的內(nèi)部，所述高位電機(jī)輸出齒輪連接于該高位微型電機(jī)的輸出軸上且與所述上光楔軸承傳動(dòng)齒輪嚙合，所述低位微型電機(jī)設(shè)置于連接在一起的下光楔支撐臂、高位電機(jī)支撐體和低位電機(jī)支撐體的內(nèi)部，所述低位電機(jī)輸出齒輪連接于該低位微型電機(jī)的輸出軸上且與所述下光楔軸承傳動(dòng)齒輪嚙合；
[0013]所述上端蓋上安裝有上光楔微調(diào)緊定螺釘和上光楔微調(diào)螺栓，并且該上光楔微調(diào)螺栓旋接于所述上光楔支撐臂上，該上光楔微調(diào)緊定螺釘頂接于所述上光楔支撐臂上，通過旋動(dòng)該上光楔微調(diào)螺栓和上光楔微調(diào)緊定螺釘，對(duì)所述上光楔支撐臂分別形成拉力和推力，實(shí)現(xiàn)對(duì)安裝在該上光楔支撐臂上的上光楔的位置和軸向偏轉(zhuǎn)角度的微調(diào)功能；
[0014]所述高位電機(jī)支撐體上安裝有下光楔微調(diào)緊定螺釘和下光楔微調(diào)螺栓，并且該下光楔微調(diào)螺栓旋接于所述下光楔支撐臂上，該下光楔微調(diào)緊定螺釘頂接于所述下光楔支撐臂上，通過旋動(dòng)該下光楔微調(diào)螺栓和下光楔微調(diào)緊定螺釘，對(duì)所述下光楔支撐臂分別形成拉力和推力，實(shí)現(xiàn)對(duì)安裝在該下光楔支撐臂上的下光楔的位置和軸向偏轉(zhuǎn)角度的微調(diào)功會(huì)K;
[0015]通電后的高位微型電機(jī)通過高位電機(jī)輸出齒輪和上光楔軸承傳動(dòng)齒輪驅(qū)動(dòng)所述上光楔，通電后的低位微型電機(jī)通過低位電機(jī)輸出齒輪和下光楔軸承傳動(dòng)齒輪驅(qū)動(dòng)所述下光楔，該上光楔與下光楔繞共同光軸進(jìn)行速度不同且方向相反的相對(duì)旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生不同速比的掃描路徑。
[0016]優(yōu)選地，所述的上端蓋與高位電機(jī)支撐體之間留有允許所述上光楔支撐臂和下光楔支撐臂發(fā)生撓變形的足夠空間。
[0017]優(yōu)選地，所述的下光楔支撐臂的自由端與所述上光楔支撐臂的自由端的位置方向相反。
[0018]優(yōu)選地，所述的高位電機(jī)輸出齒輪與上光楔軸承傳動(dòng)齒輪的齒輪傳動(dòng)比和所述低位電機(jī)輸出齒輪與下光楔軸承傳動(dòng)齒輪的齒輪傳動(dòng)比相同且為I: I。
[0019]優(yōu)選地，所述的高位電機(jī)輸出齒輪與高位微型電機(jī)的輸出軸通過環(huán)氧膠粘結(jié)固化;所述低位電機(jī)輸出齒輪與低位微型電機(jī)的輸出軸通過環(huán)氧膠粘結(jié)固化。
[0020]優(yōu)選地，所述的上光楔高速軸承通過沿徑向安裝的緊定螺釘固定于所述上光楔支撐臂上，并且進(jìn)行該上光楔高速軸承的軸向與位置的調(diào)整;所述的下光楔高速軸承通過沿徑向安裝的緊定螺釘固定于所述下光楔支撐臂上，并且進(jìn)行該下光楔高速軸承的軸向與位置的調(diào)整。
[0021]優(yōu)選地，所述的低位電機(jī)支撐體設(shè)置有與外界相通的高位電機(jī)電子器件安裝槽和低位電機(jī)電子器件安裝槽。
[0022]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果:
[0023]本發(fā)明基于懸臂梁撓變的原理，見圖12，通過旋轉(zhuǎn)上、下光楔支撐臂上的微調(diào)螺栓產(chǎn)生一頂推力F，使上、下光楔支撐臂的自由端發(fā)生變形角Θ，并利用緊定螺釘固定上、下光楔支撐臂自由端的位置，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)安裝在上、下光楔支撐臂上的上、下光楔光軸角度的微調(diào)，使光楔軸發(fā)生偏轉(zhuǎn)，進(jìn)而滿足雙光楔同軸度的要求，同時(shí)通過微型電機(jī)提供動(dòng)力使光楔繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)激光掃描的功能。本發(fā)明利用高速軸承內(nèi)圈空間，集高速軸承、光楔與軸承傳動(dòng)齒輪于一體，具有體積小、重量輕、雙光楔光楔軸可調(diào)和結(jié)構(gòu)可靠的優(yōu)點(diǎn)，避免了光楔安裝裝配誤差所導(dǎo)致的掃描成像畸形。
【附圖說明】
[0024]圖1為本發(fā)明的外觀立體圖。
[0025]圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)剖面圖。
[0026]圖3為本發(fā)明的俯視圖。
[0027]圖4為圖3的A-A剖視圖。
[0028]圖5為上端蓋的結(jié)構(gòu)立體圖。
[0029]圖6為上光楔支撐臂的結(jié)構(gòu)立體圖。
[0030]圖7為下光楔支撐臂的結(jié)構(gòu)立體圖。
[0031 ]圖8為高位電機(jī)支撐體的結(jié)構(gòu)立體圖。
[0032]圖9為低位電機(jī)支撐體的結(jié)構(gòu)立體圖。
[0033]圖10為高位電機(jī)輸出齒輪的結(jié)構(gòu)立體圖。
[0034]圖11為上光楔軸承傳動(dòng)齒輪的結(jié)構(gòu)立體圖。
[0035]圖12為本發(fā)明的基于懸臂梁撓變?cè)淼氖疽鈭D。
[0036]圖13為上光楔支撐臂的微調(diào)示意圖。
[0037]圖14為下光楔支撐臂的微調(diào)示意圖。
[0038]圖中:
[0039 ] I上端蓋，2上光楔支撐臂，3下光楔支撐臂，4高位電機(jī)支撐體，5低位電機(jī)支撐體，6高位電機(jī)輸出齒輪，7上光楔軸承傳動(dòng)齒輪，8上光楔高速軸承，9高位微型電機(jī)，10低位微型電機(jī)，11上光楔，12下光楔，13下光楔軸承傳動(dòng)齒輪，14低位電機(jī)輸出齒輪，15下光楔高速軸承，17上光楔微調(diào)緊定螺釘，18上光楔微調(diào)螺栓，19下光楔微調(diào)緊定螺釘，20下光楔微調(diào)螺栓；
[0040]101緊固螺紋孔，102裝配定位銷孔，103高位電機(jī)輸出齒輪安裝沉槽，104高位微型電機(jī)定位孔，105上光楔軸承傳動(dòng)齒輪安裝沉槽，106上光楔微調(diào)緊定螺紋孔，107上光楔微調(diào)螺栓通孔，108上光楔微調(diào)緊定螺紋孔，109上光楔微調(diào)螺栓通孔，110中心圓孔；
[0041]201緊固螺栓孔，202裝配定位銷孔，203高位微型電機(jī)支撐孔，204軸承緊定螺釘孔，205上光楔高速軸承支撐孔，206上光楔微調(diào)螺栓螺紋孔，207上光楔微調(diào)螺栓螺紋孔；
[0042]301下光楔微調(diào)螺栓螺紋孔，302下光楔高速軸承支撐孔，303高位微型電機(jī)支撐孔，304下光楔微調(diào)螺栓螺紋孔，305軸承緊定螺釘孔，306低位微型電機(jī)定位孔，307緊固螺檢孔；
[0043]401緊固螺栓孔，402裝配定位銷孔，403下光楔微調(diào)螺栓通孔，404下光楔微調(diào)緊定螺紋孔，405下光楔微調(diào)螺栓通孔，406下光楔微調(diào)緊定螺紋孔，407高位微型電機(jī)支撐孔，408中軸通光孔，409低位微型電機(jī)支撐孔；
[0044]501緊固螺栓孔，502低位電機(jī)電子器件安裝槽，503低位微型電機(jī)定位孔，504中軸通光孔，505高位微型電機(jī)定位孔，506高位電機(jī)電子器件安裝槽；
[0045]601電機(jī)齒輪安裝鍵槽孔，602齒輪凸臺(tái)，603電機(jī)齒輪嚙合齒；
[0046]701中空通光孔，702齒輪安裝定位圓，703軸承傳動(dòng)齒輪嚙合齒。
【具體實(shí)施方式】
[0047]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。以下實(shí)施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)。這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0048]請(qǐng)結(jié)合參閱圖1、圖2、圖3和圖4，本實(shí)施例提供一種基于懸臂梁結(jié)構(gòu)的可調(diào)式雙光楔激光掃描執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其包括:上端蓋1、上光楔支撐臂2、下光楔支撐臂3、高位電機(jī)支撐體
4、低位電機(jī)支撐體5、高位電機(jī)輸出齒輪6、上光楔軸承傳動(dòng)齒輪7、上光楔高速軸承8、高位微型電機(jī)9、低位微型電機(jī)10、上光楔11、下光楔12、下光楔軸承傳動(dòng)齒輪13、低位電機(jī)輸出齒輪14和下光楔高速軸承15。
[0049]如圖5所示，所述上端蓋I呈長方體狀，上面分別設(shè)置有裝配定位銷孔102、上光楔微調(diào)緊定螺紋孔106和108、上光楔微調(diào)螺栓通孔107和109以及位于四角處的四個(gè)緊固螺紋孔101。所述上端蓋I的中心位置設(shè)有中心圓孔110和與該中心圓孔110同軸的上光楔軸承傳動(dòng)齒輪安裝沉槽105，兩者形成階梯狀通孔，所述中心圓孔110的一側(cè)設(shè)有軸線與所述中心圓孔110平行的高位微型電機(jī)定位孔104以及與該高位微型電機(jī)定位孔104同軸的高位電機(jī)輸出齒輪安裝沉槽103，兩者形成階梯狀通孔。
[0050]如圖6所示，所述上光楔支撐臂2呈懸臂梁結(jié)構(gòu)特征，其一側(cè)為固定端，另一側(cè)為懸空的自由端;所述固定端設(shè)置有位置與所述上端蓋I的緊固螺紋孔101相對(duì)應(yīng)的兩個(gè)緊固螺栓孔201以及位置與所述上端蓋I的裝配定位銷孔102相對(duì)應(yīng)的裝配定位銷孔202，所述自由端設(shè)置有兩個(gè)上光楔微調(diào)螺栓螺紋孔206和207。所述上光楔支撐臂2的中心設(shè)有位置與所述上端蓋I的中心圓孔110相對(duì)應(yīng)的上光楔高速軸承支撐孔205，該上光楔高速軸承支撐孔205的一側(cè)設(shè)有位置與所述上端蓋I的高位微型電機(jī)定位孔104相對(duì)應(yīng)的高位微型電機(jī)支撐孔203。所述上光楔支撐臂2的側(cè)面設(shè)有沿徑向連通所述上光楔高速軸承支撐孔205的軸承緊定螺釘孔204。
[0051]如圖7所示，所述下光楔支撐臂3呈懸臂梁結(jié)構(gòu)特征，其一側(cè)為固定端，另一側(cè)為懸空的自由端；裝配后該下光楔支撐臂3的自由端與所述上光楔支撐臂2的自由端的位置相反，構(gòu)成第二個(gè)懸臂梁結(jié)構(gòu);所述固定端設(shè)置有位置與所述上端蓋I的緊固螺紋孔101相對(duì)應(yīng)的兩個(gè)緊固螺栓孔307，所述自由端設(shè)置有兩個(gè)下光楔微調(diào)螺栓螺紋孔301和304以及位置與所述上光楔支撐臂2的高位微型電機(jī)支撐孔203相對(duì)應(yīng)的高位微型電機(jī)支撐孔303。所述下光楔支撐臂3的中心設(shè)有位置與所述上光楔支撐臂2的上光楔高速軸承支撐孔205相對(duì)應(yīng)的下光楔高速軸承支撐孔302。在與所述高位微型電機(jī)支撐孔303位置相反的所述下光楔高速軸承支撐孔302的另一側(cè)設(shè)有低位微型電機(jī)定位孔306，為階梯狀通孔。所述下光楔支撐臂3的側(cè)面設(shè)有沿所述下光楔高速軸承支撐孔302的徑向連通該下光楔高速軸承支撐孔302的軸承緊定螺釘孔305。
[0052]如圖8所示，所述高位電機(jī)支撐體4呈長方體狀，上面分別設(shè)置有裝配定位銷孔402、下光楔微調(diào)緊定螺紋孔406和404、下光楔微調(diào)螺栓通孔403和405以及位于四角處的四個(gè)緊固螺栓孔401。所述高位電機(jī)支撐體4的中心設(shè)有位置與所述下光楔支撐臂3的下光楔高速軸承支撐孔302相對(duì)應(yīng)的中軸通光孔408，所述中軸通光孔408的一側(cè)設(shè)有位置與所述下光楔支撐臂3的高位微型電機(jī)支撐孔303相對(duì)應(yīng)的高位微型電機(jī)支撐孔407，該中軸通光孔408的另一側(cè)設(shè)有位置與所述下光楔支撐臂3的低位微型電機(jī)定位孔306相對(duì)應(yīng)的低位微型電機(jī)支撐孔409。
[0053]如圖9所示，所述低位電機(jī)支撐體5呈長方體狀，其四角處設(shè)有四個(gè)緊固螺栓孔501，該低位電機(jī)支撐體5的中心設(shè)有位置與所述高位電機(jī)支撐體4的中軸通光孔408相對(duì)應(yīng)的中軸通光孔504，所述中軸通光孔504的一側(cè)設(shè)有位置與所述高位電機(jī)支撐體4的高位微型電機(jī)支撐孔407相對(duì)應(yīng)的高位微型電機(jī)定位孔505，該中軸通光孔504的另一側(cè)設(shè)有位置與所述高位電機(jī)支撐體4的低位微型電機(jī)支撐孔409相對(duì)應(yīng)的低位微型電機(jī)定位孔503。所述高位微型電機(jī)定位孔505的一側(cè)設(shè)有與外界相通的高位電機(jī)電子器件安裝槽506，所述低位微型電機(jī)定位孔503的一側(cè)設(shè)有與外界相通的低位電機(jī)電子器件安裝槽502。
[0054]如圖10所示，所述高位電機(jī)輸出齒輪6的中心設(shè)有電機(jī)齒輪安裝鍵槽孔601和齒輪凸臺(tái)602，圓周邊設(shè)有電機(jī)齒輪嚙合齒603。所述低位電機(jī)輸出齒輪14的結(jié)構(gòu)與該高位電機(jī)輸出齒輪6相同。
[0055]如圖11所示，所述上光楔軸承傳動(dòng)齒輪7為套筒式齒輪，其套筒部的外周設(shè)有齒輪安裝定位圓702，中心處設(shè)有中空通光孔701;該上光楔軸承傳動(dòng)齒輪7的一端的外周設(shè)有軸承傳動(dòng)齒輪嚙合齒703。所述下光楔軸承傳動(dòng)齒輪13的結(jié)構(gòu)與該上光楔軸承傳動(dòng)齒輪7相同。
[0056]所述基于懸臂梁結(jié)構(gòu)的可調(diào)式雙光楔激光掃描執(zhí)行機(jī)構(gòu)的各構(gòu)件之間的連接關(guān)系如下:
[0057]請(qǐng)結(jié)合參閱圖2、圖13和圖14，所述上端蓋1、上光楔支撐臂2、下光楔支撐臂3、高位電機(jī)支撐體4和低位電機(jī)支撐體5由上至下依次固定連接成一整體，所述上光楔支撐臂2的一端和下光楔支撐臂3的一端自由懸空，該上光楔支撐臂2和下光楔支撐臂3呈懸臂梁狀。具體地，一側(cè)通過緊固螺栓插入所述緊固螺栓孔501、401和201以及緊固螺紋孔101并旋擰，另一側(cè)通過緊固螺栓插入所述緊固螺栓孔501、401和301以及緊固螺紋孔101并旋擰，實(shí)現(xiàn)所述上端蓋1、上光楔支撐臂2、下光楔支撐臂3、高位電機(jī)支撐體4和低位電機(jī)支撐體5之間的緊固；此外通過定位銷穿過所述裝配定位銷孔102、202和402，實(shí)現(xiàn)所述上端蓋1、上光楔支撐臂2和高位電機(jī)支撐體4之間的安裝定位。
[0058]所述上端蓋I和高位電機(jī)支撐體4的兩側(cè)均設(shè)有豎起的立壁(參見圖5和圖8)，從而使所述上端蓋I與高位電機(jī)支撐體4之間留有允許所述上光楔支撐臂和下光楔支撐臂發(fā)生撓變形的足夠空間。
[0059]安裝后，所述上光楔支撐臂2的上光楔高速軸承支撐孔205、下光楔支撐臂3的下光楔高速軸承支撐孔302、高位電機(jī)支撐體4的中軸通光孔408和低位電機(jī)支撐體5的中軸通光孔504同軸且相連通。
[0060]所述高位微型電機(jī)9同時(shí)定位并支撐安裝于所述上端蓋I的高位微型電機(jī)定位孔104、上光楔支撐臂2的高位微型電機(jī)支撐孔203、下光楔支撐臂3的高位微型電機(jī)支撐孔303、高位電機(jī)支撐體4的高位微型電機(jī)支撐孔407和低位電機(jī)支撐體5的高位微型電機(jī)定位孔505中。所述低位微型電機(jī)10同時(shí)定位并支撐安裝于所述下光楔支撐臂3的低位微型電機(jī)定位孔306、高位電機(jī)支撐體4的低位微型電機(jī)支撐孔409和低位電機(jī)支撐體5的低位微型電機(jī)定位孔503中。
[0061]所述高位電機(jī)輸出齒輪6設(shè)置于所述上端蓋I的高位電機(jī)輸出齒輪安裝沉槽103中，并且通過其電機(jī)齒輪安裝鍵槽孔601連接于所述高位微型電機(jī)9的輸出軸上，兩者通過環(huán)氧膠粘結(jié)固化，從而降低了采用緊定螺釘安裝而帶來的空間成本。所述齒輪凸臺(tái)602能夠方便涂膠，而且方便調(diào)整電機(jī)軸與齒輪的相對(duì)位置。所述低位電機(jī)輸出齒輪14采用同樣的方式連接于所述低位微型電機(jī)10的輸出軸上。
[0062]與所述高位微型電機(jī)9連接的電子器件安裝于所述高位電機(jī)電子器件安裝槽506內(nèi)并伸出外部，與所述低位微型電機(jī)10連接的電子器件安裝于所述低位電機(jī)電子器件安裝槽502內(nèi)并伸出外部。
[0063]所述上光楔高速軸承8設(shè)置于所述上光楔支撐臂2的上光楔高速軸承支撐孔205內(nèi)，所述上光楔軸承傳動(dòng)齒輪7與所述上光楔高速軸承8連接，該上光楔軸承傳動(dòng)齒輪7通過其齒輪安裝定位圓702與所述上光楔高速軸承8的內(nèi)圈緊配合裝配，該上光楔高速軸承8的外圈與所述上光楔高速軸承支撐孔205緊配合裝配，一緊定螺釘通過所述軸承緊定螺釘孔204將所述上光楔高速軸承8固定于所述上光楔高速軸承支撐孔205內(nèi)，并且輔助該上光楔高速軸承8的軸向調(diào)節(jié)，通過旋動(dòng)該緊定螺釘調(diào)整所述上光楔高速軸承8的軸向與位置。所述上光楔11固定連接于所述上光楔軸承傳動(dòng)齒輪7中心的中空通光孔701的內(nèi)壁上。請(qǐng)參閱圖3，所述上光楔軸承傳動(dòng)齒輪7的軸承傳動(dòng)齒輪嚙合齒703安置于所述上端蓋I的上光楔軸承傳動(dòng)齒輪安裝沉槽105內(nèi)，并且與所述高位電機(jī)輸出齒輪6的電機(jī)齒輪嚙合齒603相嚙合。
[0064]同樣地，所述下光楔高速軸承15設(shè)置于所述下光楔支撐臂3的下光楔高速軸承支撐孔302內(nèi)，所述下光楔軸承傳動(dòng)齒輪13與所述下光楔高速軸承15連接，該下光楔軸承傳動(dòng)齒輪13通過其齒輪安裝定位圓與所述下光楔高速軸承15的內(nèi)圈緊配合裝配，該下光楔高速軸承15的外圈與所述下光楔高速軸承支撐孔302緊配合裝配，一緊定螺釘通過所述軸承緊定螺釘孔305將所述下光楔高速軸承15固定于所述下光楔高速軸承支撐孔302內(nèi)，并且輔助該下光楔高速軸承15的軸向調(diào)節(jié)，通過旋動(dòng)該緊定螺釘調(diào)整所述下光楔高速軸承15的軸向與位置。所述下光楔12固定連接于所述下光楔軸承傳動(dòng)齒輪13中心的中空通光孔的內(nèi)壁上。所述下光楔軸承傳動(dòng)齒輪13的軸承傳動(dòng)齒輪嗤合齒與所述低位電機(jī)輸出齒輪14的電機(jī)齒輪嚙合齒相嚙合。
[0065]安裝調(diào)整后所述上光楔11和下光楔12的楔面相對(duì)且光軸重合。
[0066]所述上端蓋I上安裝有上光楔微調(diào)緊定螺釘17和上光楔微調(diào)螺栓18，所述高位電機(jī)支撐體4上安裝有下光楔微調(diào)緊定螺釘19和下光楔微調(diào)螺栓20。
[0067]請(qǐng)參閱圖4，兩所述上光楔微調(diào)螺栓18分別通過所述上端蓋I的上光楔微調(diào)螺栓通孔107和109并且旋接于所述上光楔支撐臂2的上光楔微調(diào)螺栓螺紋孔206和207中，用以推動(dòng)所述上光楔支撐臂2的自由端，改變?cè)撋瞎庑ㄖ伪?的撓度變形，進(jìn)而調(diào)整安裝在所述上光楔支撐臂2上的上光楔11的光軸方向；兩所述上光楔微調(diào)緊定螺釘17旋轉(zhuǎn)通過所述上端蓋I的上光楔微調(diào)緊定螺紋孔106和108并且頂接于所述上光楔支撐臂2上，用以固定保持住所述上光楔支撐臂2自由端的位置，從而固定保持對(duì)所述上光楔11光軸的位置和角度的調(diào)整。
[0068]同樣地，兩所述下光楔微調(diào)螺栓20分別通過所述高位電機(jī)支撐體4的下光楔微調(diào)螺栓通孔403和405并且旋接于所述下光楔支撐臂3的下光楔微調(diào)螺栓螺紋孔301和304中，用以推動(dòng)所述下光楔支撐臂3的自由端，改變?cè)撓鹿庑ㄖ伪?的撓度變形，進(jìn)而調(diào)整安裝在所述下光楔支撐臂3上的下光楔12的光軸方向；兩所述下光楔微調(diào)緊定螺釘19旋轉(zhuǎn)通過所述高位電機(jī)支撐體4的下光楔微調(diào)緊定螺紋孔406和404并且頂接于所述下光楔支撐臂3上，用以固定保持住所述下光楔支撐臂3自由端的位置，從而固定保持對(duì)所述下光楔12光軸的位置和角度的調(diào)整。
[0069]本實(shí)施例所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工作原理是:
[0070]高位微型電機(jī)9通電后，帶動(dòng)與高位微型電機(jī)9輸出軸連接的高位電機(jī)輸出齒輪6轉(zhuǎn)動(dòng)，通過電機(jī)齒輪嚙合齒603與軸承傳動(dòng)齒輪嚙合齒703的嚙合，上光楔軸承傳動(dòng)齒輪7帶動(dòng)與其中空通光孔701內(nèi)壁緊密貼合的上光楔11轉(zhuǎn)動(dòng);低位微型電機(jī)10通電后，帶動(dòng)與低位微型電機(jī)10輸出軸連接的低位電機(jī)輸出齒輪14轉(zhuǎn)動(dòng)，并傳動(dòng)至與下光楔軸承傳動(dòng)齒輪13的中空通光孔內(nèi)壁緊密貼合的下光楔12轉(zhuǎn)動(dòng)。由于高位微型電機(jī)9與低位微型電機(jī)10的輸出轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反，因此上光楔11和下光楔12產(chǎn)生繞共同光軸的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。由于所述高位微型電機(jī)9和低位微型電機(jī)10的轉(zhuǎn)動(dòng)方向和速度決定了上光楔11和下光楔12轉(zhuǎn)動(dòng)的方向和速度，因此控制高位微型電機(jī)9和低位微型電機(jī)10的輸出轉(zhuǎn)動(dòng)方向與速度能夠產(chǎn)生不同速比的掃描路徑。
[0071]本實(shí)施例中，所述高位微型電機(jī)9與上光楔11之間采用齒輪傳動(dòng)，低位微型電機(jī)10與下光楔12之間采用齒輪傳動(dòng)，齒輪傳動(dòng)比都為1:1;可直接利用高位微型電機(jī)9和低位微型電機(jī)10末端的絕對(duì)值編碼器直接定位上光楔11和下光楔12的轉(zhuǎn)動(dòng)相位。
[0072]本發(fā)明中，雙光楔光軸的軸向角微調(diào)原理是基于懸臂梁撓變?cè)?，?xì)長桿的一端固定，另一端自由懸空，通過在自由端施加力或位移，從而實(shí)現(xiàn)細(xì)長桿上每一段單元的撓形變與偏角，即可以通過調(diào)整末端位移控制桿中心處的傾斜角度。
[0073]如圖4所示，本實(shí)施例中，通過旋動(dòng)所述上端蓋I上的上光楔微調(diào)螺栓18以及上光楔微調(diào)緊定螺釘17，在上光楔支撐臂2自由端施加橫向力與位移，迫使上光楔支撐臂2發(fā)生撓形變，進(jìn)而調(diào)整安裝在上光楔支撐臂2上的上光楔11的軸向偏轉(zhuǎn)角度。上光楔微調(diào)螺栓18可對(duì)上光楔支撐臂2自由端產(chǎn)生接近上端蓋I方向的拉力，同時(shí)配合旋入上光楔微調(diào)緊定螺釘17對(duì)上光楔支撐臂2自由端產(chǎn)生遠(yuǎn)離上端蓋I的推力，兩個(gè)上光楔微調(diào)螺栓18和兩個(gè)上光楔微調(diào)緊定螺釘17分別通過拉力和推力實(shí)現(xiàn)對(duì)上光楔支撐臂2的中心處的撓變角度的微調(diào)功能。
[0074]同樣道理，通過旋動(dòng)所述高位電機(jī)支撐體4上的下光楔微調(diào)螺栓20以及下光楔微調(diào)緊定螺釘19，兩個(gè)下光楔微調(diào)螺栓20和兩個(gè)下光楔微調(diào)緊定螺釘19分別通過拉力和推力實(shí)現(xiàn)對(duì)下光楔支撐臂3的中心處的撓變角度的微調(diào)功能，從而調(diào)整安裝在下光楔支撐臂3上的下光楔12的位置和軸向偏轉(zhuǎn)角度。
[0075]本發(fā)明具有體積小、重量輕、機(jī)械強(qiáng)度高、光楔軸傾角可調(diào)等優(yōu)點(diǎn)，微型電機(jī)能夠提供動(dòng)力使光楔繞同一軸相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，相比現(xiàn)有的激光掃描執(zhí)行機(jī)構(gòu)，具有掃描視場大、功耗低、成像速度快等優(yōu)點(diǎn)，適合靈活高速應(yīng)用領(lǐng)域。
[0076]以上對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于懸臂梁結(jié)構(gòu)的可調(diào)式雙光楔激光掃描執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特征在于，包括上端蓋、上光楔支撐臂、下光楔支撐臂、高位電機(jī)支撐體、低位電機(jī)支撐體、高位電機(jī)輸出齒輪、上光楔軸承傳動(dòng)齒輪、上光楔高速軸承、高位微型電機(jī)、低位微型電機(jī)、上光楔、下光楔、下光楔軸承傳動(dòng)齒輪、低位電機(jī)輸出齒輪和下光楔高速軸承； 所述上端蓋、上光楔支撐臂、下光楔支撐臂、高位電機(jī)支撐體和低位電機(jī)支撐體由上至下依次固定連接成一整體，所述上光楔支撐臂和下光楔支撐臂呈懸臂梁狀，它們各自的一端為懸空的自由端； 所述高位電機(jī)支撐體和低位電機(jī)支撐體分別設(shè)置有相互連通的中軸通光孔;所述上光楔固定連接于所述上光楔軸承傳動(dòng)齒輪的中心的中空通光孔中，該上光楔軸承傳動(dòng)齒輪通過所述上光楔高速軸承安裝在所述上光楔支撐臂上;所述下光楔固定連接于所述下光楔軸承傳動(dòng)齒輪的中心的中空通光孔中，該下光楔軸承傳動(dòng)齒輪通過所述下光楔高速軸承安裝在所述下光楔支撐臂上;所述上光楔和下光楔的楔面相對(duì)且光軸重合，同時(shí)與所述中軸通光孔位置對(duì)中形成激光通路； 所述高位微型電機(jī)設(shè)置于連接在一起的上端蓋、上光楔支撐臂、下光楔支撐臂、高位電機(jī)支撐體和低位電機(jī)支撐體的內(nèi)部，所述高位電機(jī)輸出齒輪連接于該高位微型電機(jī)的輸出軸上且與所述上光楔軸承傳動(dòng)齒輪嚙合，所述低位微型電機(jī)設(shè)置于連接在一起的下光楔支撐臂、高位電機(jī)支撐體和低位電機(jī)支撐體的內(nèi)部，所述低位電機(jī)輸出齒輪連接于該低位微型電機(jī)的輸出軸上且與所述下光楔軸承傳動(dòng)齒輪嚙合； 所述上端蓋上安裝有上光楔微調(diào)緊定螺釘和上光楔微調(diào)螺栓，并且該上光楔微調(diào)螺栓旋接于所述上光楔支撐臂上，該上光楔微調(diào)緊定螺釘頂接于所述上光楔支撐臂上，通過旋動(dòng)該上光楔微調(diào)螺栓和上光楔微調(diào)緊定螺釘，對(duì)所述上光楔支撐臂分別形成拉力和推力，實(shí)現(xiàn)對(duì)安裝在該上光楔支撐臂上的上光楔的位置和軸向偏轉(zhuǎn)角度的微調(diào)功能； 所述高位電機(jī)支撐體上安裝有下光楔微調(diào)緊定螺釘和下光楔微調(diào)螺栓，并且該下光楔微調(diào)螺栓旋接于所述下光楔支撐臂上，該下光楔微調(diào)緊定螺釘頂接于所述下光楔支撐臂上，通過旋動(dòng)該下光楔微調(diào)螺栓和下光楔微調(diào)緊定螺釘，對(duì)所述下光楔支撐臂分別形成拉力和推力，實(shí)現(xiàn)對(duì)安裝在該下光楔支撐臂上的下光楔的位置和軸向偏轉(zhuǎn)角度的微調(diào)功能； 通電后的高位微型電機(jī)通過高位電機(jī)輸出齒輪和上光楔軸承傳動(dòng)齒輪驅(qū)動(dòng)所述上光楔，通電后的低位微型電機(jī)通過低位電機(jī)輸出齒輪和下光楔軸承傳動(dòng)齒輪驅(qū)動(dòng)所述下光楔，該上光楔與下光楔繞共同光軸進(jìn)行速度不同且方向相反的相對(duì)旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生不同速比的掃描路徑。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于懸臂梁結(jié)構(gòu)的可調(diào)式雙光楔激光掃描執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述的上端蓋與高位電機(jī)支撐體之間留有允許所述上光楔支撐臂和下光楔支撐臂發(fā)生撓變形的足夠空間。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于懸臂梁結(jié)構(gòu)的可調(diào)式雙光楔激光掃描執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述的下光楔支撐臂的自由端與所述上光楔支撐臂的自由端的位置方向相反。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于懸臂梁結(jié)構(gòu)的可調(diào)式雙光楔激光掃描執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述的高位電機(jī)輸出齒輪與上光楔軸承傳動(dòng)齒輪的齒輪傳動(dòng)比和所述低位電機(jī)輸出齒輪與下光楔軸承傳動(dòng)齒輪的齒輪傳動(dòng)比相同且為I: I。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于懸臂梁結(jié)構(gòu)的可調(diào)式雙光楔激光掃描執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述的高位電機(jī)輸出齒輪與高位微型電機(jī)的輸出軸通過環(huán)氧膠粘結(jié)固化;所述低位電機(jī)輸出齒輪與低位微型電機(jī)的輸出軸通過環(huán)氧膠粘結(jié)固化。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于懸臂梁結(jié)構(gòu)的可調(diào)式雙光楔激光掃描執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述的上光楔高速軸承通過沿徑向安裝的緊定螺釘固定于所述上光楔支撐臂上，并且進(jìn)行該上光楔高速軸承的軸向與位置的調(diào)整;所述的下光楔高速軸承通過沿徑向安裝的緊定螺釘固定于所述下光楔支撐臂上，并且進(jìn)行該下光楔高速軸承的軸向與位置的調(diào)整。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于懸臂梁結(jié)構(gòu)的可調(diào)式雙光楔激光掃描執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述的低位電機(jī)支撐體設(shè)置有與外界相通的高位電機(jī)電子器件安裝槽和低位電機(jī)電子器件安裝槽。
【文檔編號(hào)】G02B26/10GK105938246SQ201610291863
【公開日】2016年9月14日
【申請(qǐng)日】2016年5月5日
【發(fā)明人】劉積昊, 趙言正, 陳宗鎂, 許敬, 趙陽, 趙一陽, 吳建東, 閆維新, 衛(wèi)俊杰, 楊俊彥
【申請(qǐng)人】上海交通大學(xué), 上海新躍儀表廠