[发明专利]红外热像仪凸轮式变倍调焦系统双片薄齿轮错齿消隙机构

说明书

本发明涉及一种红外热像仪凸轮式变倍调焦系统双片薄齿轮错齿消隙机构，包括电机、第一齿轮、第二齿轮、扭簧和从动齿轮。第一齿轮固定连接电机的转轴，第二齿轮通过第一齿轮的齿轮轴间隙连接；第一齿轮和第二齿轮相配合的面留有扭簧的安装空间；第一齿轮和第二齿轮的齿轮盘上均设置有扭簧挂孔，扭簧的一端挂接在第一齿轮的扭簧挂孔内，其另外一端挂接在第二齿轮的扭簧挂孔内，第二齿轮自外向内贴近第一齿轮并从轴向固定住第二齿轮。通过旋转第一齿轮，让扭簧产生预紧力，通过把两片薄齿轮的齿进行错位的方式啮合在从动齿轮，用于消除齿轮正反旋转传递带来的间隙误差，达到多组透镜一起稳定高精度的相对运动。本机构具有结构简单、可靠性高等特点。

技术领域

本发明涉及一种红外热像仪凸轮式变倍调焦系统双片薄齿轮错齿消隙机构，特别是一种双片微型齿轮错齿消隙机构，属于红外热像仪领域。

背景技术

国内外高精度红外热像仪的光学系统，大量运用凸轮式变焦光学系统，通过设计好的凸轮曲线槽驱动连接的透镜框带动透镜按照预先设计的曲线进行前后运动，从而实现光学系统多组透镜组合起来变倍和调焦的需要。

目前，凸轮式变倍和调焦机构一般通过齿轮之间传递实现。齿轮之间啮合太紧，导致低温齿轮卡死；啮合太松，导致间隙增大，将对高精度的瞄准红外热像仪带来误差，从而导致红外热像仪观瞄精度下降，并且增加伺服控制的难度，难以判断编码器的位置处于空回间隙中还是驱动了透镜已经运动。

中国专利CN102996757A公开了一种错齿调节扭簧力的双齿轮消隙结构，通过多根拉簧的方式产生预紧力，从而消除间隙。但是，由于拉簧挂在两片齿轮上，两片齿轮都必须留出拉簧本体和拉伸后的空间余量，导致齿轮过大，很难在小型化机构的微型薄齿轮传递上运用。

发明内容

为了解决上述现有技术的不足，本发明提供一种红外热像仪凸轮式变倍调焦系统双片薄齿轮错齿消隙机构，用于红外热像仪所要求的小型化变倍调焦齿轮传递系统中，能够明显提高齿轮间传递间隙的消除效果，帮助提高齿轮的传递准确度，进而有效提高凸轮式变倍调焦系统上红外热像仪的观瞄精度，同时降低伺服控制的难度。

本发明实现上述目的的技术方案为：

一种红外热像仪凸轮式变倍调焦系统双片薄齿轮错齿消隙机构，包括：电机，第一齿轮，第二齿轮，扭簧和从动齿轮。所述第一齿轮和第二齿轮均设置有齿轮内孔；所述第一齿轮的齿轮内孔固定连接电机的转轴，该第一齿轮的与电机相连接的相对面设置有齿轮轴，该齿轮轴与第二齿轮的齿轮内孔间隙连接；所述第一齿轮和第二齿轮相配合的面留有扭簧的安装空间；所述第一齿轮和第二齿轮的齿轮盘上均设置有扭簧挂孔，所述扭簧的一端挂接在第一齿轮的扭簧挂孔内，其另外一端挂接在第二齿轮的扭簧挂孔内，所述第二齿轮自外向内贴近第一齿轮并从轴向固定住第二齿轮。所述第一齿轮与第二齿轮的模数、齿数和分度圆直径相同。使用时，通过旋转第一齿轮，让扭簧产生预紧力，通过把两片薄齿轮的齿进行错位的方式啮合在从动齿轮上，用于消除齿轮正反旋转传递带来的间隙误差，达到多组透镜一起稳定高精度的相对运动。

优选的，所述扭簧挂孔的圆心的位置为：在所述第一齿轮、第二齿轮上以其轴心为中心，以扭簧的中径Dm为直径的圆环上的与所述轴心呈一条直线的二个端点处。

优选的，所述第一齿轮和第二齿轮采用微型薄片直齿轮。

优选的，还包括用于固定连接第一齿轮与电机转轴的齿轮压块。

优选的，还包括用于卡在第一齿轮所设置的挡圈槽里的轴用挡圈，实现从轴向固定住第二齿轮。

本发明的机理及有益效果为：

本发明的扭簧的选择需要结合电机扭力、扭簧丝直径、扭簧中径、旋转角度等进行计算和确定，其旋转相应角度需要的扭力为：