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Patent Searching and Data


Title:
ADJUSTING MECHANISM AND LASER COLLIMATOR HAVING SAME
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2014/169405
Kind Code:
A1
Abstract:
Provided are an adjusting mechanism and laser collimator, the adjusting mechanism comprising: a differential having a first output shaft, a second output shaft, a first driven gear, and a second driven gear disposed at one end of the second output shaft extending out of the differential; a first stepping motor with a first drive gear provided on a rotary shaft thereof, the first drive gear being engaged with the first driven gear; a second stepping motor with a second drive gear provided on a rotary shaft thereof, the second drive gear being engaged with the second driven gear; a screw rod having a first end thereof connected to the first output shaft, and rotating along with the rotation of the first output shaft; and a moving block threadably connected to the screw rod, and moving in the axial direction of the screw rod with the rotation of the screw rod; and the first output shaft rotates with the in-phase rotation, reverse rotation or separate rotation of the first and second stepping motors, so as to drive movement of the moving block.

Inventors:
ZHANG OU (CN)
PENG DONGDONG (CN)
Application Number:
CN2013/000628
Publication Date:
October 23, 2014
Filing Date:
May 28, 2013
Export Citation:
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Assignee:
CHANGZHOU HUADA KEJIE OPTO ELECTRO INSTR CO LTD (213023, CN)
International Classes:
F16H48/38; G01C15/00
Foreign References:
CN203249622U2013-10-23
CN202418473U2012-09-05
CN202274057U2012-06-13
CN201218731Y2009-04-08
CN201866174U2011-06-15
GB2426798A2006-12-06
Other References:
See also references of EP 2988023A4
None
Attorney, Agent or Firm:
HANHONG LAW FIRM (200002, CN)
上海翰鸿律师事务所 (200002, CN)
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Claims:
权利要求

1. 一种调整机构, 其特征在于, 包括:

- 差速器, 其具有第一输出轴、 第二输出轴以及第一从动齿轮, 所述 第二输出轴在其伸出所述差速器外的一端上设有第二从动齿轮;

- 第一步进电机, 其转轴上设有第一主动齿轮, 所述第一主动齿轮与 所述第一从动齿轮相啮合;

- 第二步进电机, 其转轴上设有第二主动齿轮, 所述第二主动齿轮与 所述第二从动齿轮相啮合;

- 丝杆, 其第一端与所述第一输出轴相连, 所述丝杆随所述第一输出 轴的转动而转动; 以及

- 移动块, 与所述丝杆螺纹连接, 并随所述丝杆的转动沿所述丝杆的 轴向运动;

其中, 所述第一输出轴随所述第一步进电机及所述第二步进电机的同 相转动、 反向转动或单独转动而转动, 从而带动所述移动块的运动。

2. 如权利要求 1所述的调整机构, 其特征在于, 所述调整机构还包括 一外壳, 所述差速器、 所述第一、 第二步进电机、 所述丝杆及所述移动块 设置在所述外壳内。

3. 如权利要求 2所述的调整机构, 其特征在于, 所述外壳上设置有丝 杆固定孔及丝杆固定圈, 所述丝杆的第二端通过所述丝杆固定孔及所述丝 杆固定圈与所述外壳固定。

4. 如权利要求 2所述的调整机构, 其特征在于, 所述外壳内还具有一 与所述丝杆平行而设的限位杆, 所述移动块向所述限位杆伸出一对平行杆, 且所述限位杆位于所述一对平行杆之间。

5. 如权利要求 4所述的调整机构, 其特征在于, 所述移动块、 所述一 对平行杆及所述限位杆围绕而成一连接区域, 且所述一对平行杆沿所述丝 杆轴向具有一上下间隔。

6. 如权利要求 2所述的调整机构, 其特征在于, 所述移动块上还设置 有一限位片, 在所述外壳相对于所述限位片的位置上设置有一限位电路板, 所述限位片与所述限位电路板相互配合以限制所述移动块的移动行程。

7. 一种激光准直仪器, 包括: 相对固定连接的摆动支架、 激光器及水 平传感器, 其特征在于, 所述激光准直仪器包括如权利要求 1-4及 6中任 一项所述的调整机构, 其中, 所述摆动支架与所述调整机构中的移动块相 连, 所述水平传感器与所述调整机构的第一步进电机及第二步进电机电性 连接, 所述第一步进电机及所述第二步进电机根据所述水平传感器反馈的 位置信息进行同相转动、 反向转动或单独转动。

8. 一种激光准直仪器, 包括: 相对固定连接的摆动支架、 激光器及水 平传感器, 其特征在于, 所述激光准直仪器包括如权利要求 1-4及 6中任 一项所述的调整机构, 其中, 所述摆动支架具有一连接杆, 所述连接杆伸 入所述一对平行杆之间的上下间隔内, 所述水平传感器与所述调整机构的 第一步进电机及第二步进电机电性连接, 所述第一步进电机及所述第二步 进电机根据所述水平传感器反馈的位置信息进行同相转动、 反向转动或单 独转动。

9. 一种激光准直仪器, 包括: 相对固定连接的摆动支架、 激光器及水 平传感器, 其特征在于, 所述激光准直仪器包括如权利要求 5所述的调整 机构, 其中, 所述摆动支架具有一连接杆, 所述连接杆伸入所述调整机构 中的所述连接区域, 所述水平传感器与所述调整机构的第一步进电机及第 二步进电机电性连接, 所述第一步进电机及所述第二步进电机根据所述水 平传感器反馈的位置信息进行同相转动、 反向转动或单独转动。

10. 如权利要求 7、 8或 9中任一项所述的激光准直仪器, 其特征在于, 所述激光准直仪器还包括一控制装置, 所述控制装置用于根据所述水平传 感器所反馈的位置信息控制所述第一及第二步进电机的运转模式。

Description:
—种调整机构及具有该调整机构的激光准直仪 器 技术领域

本发明第一方面涉及一种调整机构,尤其涉及 一种用于激光准直仪器的 调平机构。

本发明第二方面涉及一种包括上述调整机构的 激光准直仪器。 技术背景

激光准直仪器通常将激光发射器设置在悬吊装 置或摆动支架上, 并通过 一调整机构来对悬吊装置或摆动支架进行调平 ,从而使得激光发射器处于水 平。

以摆动支架为例, 现有技术中, 调整机构通常是通过单一电机来对调整 机构进行调平, 但在使用一个电机的情况下, 由于电机的固有特性, 调整结 构中的传动部分的细分精度和速度很难同时兼 顾。

因此, 亟待一种能同时兼顾精度和速度的调整机构。 发明概要

为了克服上述技术缺陷,本发明的目的在于通 过双电机与差速器的配合 实现一种兼顾精度及速度的调整机构。

为了实现上述目的,本发明的第一方面提供一 种调整机构,其包括: -差 速器, 其具有第一输出轴、 第二输出轴以及第一从动齿轮, 所述第二输出轴 在其伸出所述差速器外的一端上设有第二从动 齿轮; -第一步进电机, 其转 轴上设有第一主动齿轮,所述第一主动齿轮与 所述第一从动齿轮相啮合; -第 二步进电机, 其转轴上设有第二主动齿轮, 所述第二主动齿轮与所述第二从 动齿轮相啮合; -丝杆, 其第一端与所述第一输出轴相连, 所述丝杆随所述 第一输出轴的转动而转动; 以及-移动块, 与所述丝杆螺紋连接, 并随所述 丝杆的转动沿所述丝杆的轴向运动; 其中, 所述第一输出轴随所述第一步进 电机及所述第二步进电机的同相转动、 反向转动或单独转动而转动, 从而带 动所述移动块的运动。

优选地, 在本发明中, 所述调整机构还包括一外壳, 所述差速器、 所述 第一、 第二步进电机、 所述丝杆及所述移动块设置在所述外壳内。

优选地, 在本发明中, 所述外壳上设置有丝杆固定孔及丝杆固定圈, 所 述丝杆的第二端通过所述丝杆固定孔及所述丝 杆固定圈与所述外壳固定。

优选地, 在本发明中, 所述外壳内还具有一与所述丝杆平行而设的限 位 杆, 所述移动块向所述限位杆伸出一对平行杆, 且所述限位杆位于所述一对 平行杆之间。

优选地, 在本发明中, 所述移动块、 所述一对平行杆及所述限位杆围绕 而成一连接区域, 且所述一对平行杆沿所述丝杆轴向具有一上下 间隔。

优选地, 在本发明中, 所述移动块上还设置有一限位片, 在所述外壳相 对于所述限位片的位置上设置有一限位电路板 ,所述限位片与所述限位电路 板相互配合以限制所述移动块的移动行程。

本发明的第二方面提供一种激光准直仪器, 包括: 相对固定连接的摆动 支架、 激光器及水平传感器, 其中, 所述激光准直仪器包括如前所述的调整 机构, 其中, 所述摆动支架与所述调整机构中的移动块相连 , 所述水平传感 器与所述调整机构的第一步进电机及第二步进 电机电性连接,所述第一步进 电机及所述第二步进电机根据所述水平传感器 反馈的位置信息进行同相转 动、 反向转动或单独转动。

作为一种可选实施方式, 本发明的第二方面提供一种激光准直仪器, 包 括: 相对固定连接的摆动支架、 激光器及水平传感器, 其中, 所述激光准直 仪器包括如前所述的调整机构, 其中, 所述摆动支架具有一连接杆, 所述连 接杆伸入所述一对平行杆之间的上下间隔内, 所述水平传感器与所述调整机 构的第一步进电机及第二步进电机电性连接, 所述第一步进电机及所述第二 歩进电机根据所述水平传感器反馈的位置信息 进行同相转动、反向转动或单 独转动。 作为另一种可选实施方式, 本发明的第二方面提供一种激光准直仪器, 相对固定连接的摆动支架、 激光器及水平传感器, 其中, 所述激光准直仪器 包括如前所述的调整机构, 其中, 所述摆动支架具有一连接杆, 所述连接杆 伸入所述调整机构中的所述连接区域,所述水 平传感器与所述调整机构的第 一步进电机及第二步进电机电性连接,所述第 一步进电机及所述第二步进电 机根据所述水平传感器反馈的位置信息进行同 相转动、 反向转动或单独转 动。

优选地, 在本发明中, 所述激光准直仪器还包括一控制装置, 所述控制 装置用于根据所述水平传感器所反馈的位置信 息控制所述第一及第二步进 电机的运转模式。

优选地, 在本发明中, 所述激光准直仪器为激光扫平仪或激光点线投 射 仪。

基于上述设置, 本发明所提供的调整机构采用双电机与差速器 的配合, 实现了当摆动支架与水平位置偏差较大时可以 让两个电机同时工作,从而丝 杆有较高的转速能让摆动支架快速接近水平位 置; 而当快接近水平位置时, 可以只让单一电机工作或改变两台电机的旋转 方向来降低丝杆的转速,从而 能较为精确地控制丝杆的转动。 附圉说明

图 1为本发明一优选实施例所提供的调整机构的 炸图;

图 2为本发明一优选实施例所提供的调整机构中 速器部分的爆炸图; 图 3为本发明另一优选实施例所提供的激光准直 器的结构示意图; 图 4为本发明另一优选实施例所提供的激光准直 器的结构示意图。 发明内容

以下将结合具体实施例及附图对本发明所具有 的各种特征做详细说明。 请先参见图 1及图 2, 图 1示出本发明一优选实施例的调整机构 100。 该调整机构 100具有第一壳体 1及第二壳体 2, 两个壳体相互组合形成一外 壳, 在外壳内设置有差速器 3、第一步进电机 4-1、第一主动齿轮 4-2、第二 步进电机 5-1、 第二主动齿轮 5-2、 丝杆 6及移动块 7。

差速器 3包括在一端具有差速器齿轮 3-3的第一输出轴 3-1及第二输出 轴 3-2, 一对通过差速器行星齿轮轴 3-5连接的差速器行星齿轮 3-4, 其中, 行星齿轮 3-4与差速器齿轮 3-3相互啮合。差速器 3还具有相互匹配组合的 上外壳 3-9及下外壳 3-8, 上下外壳的组合可以形成一收容部, 用以收容上 述部件 3-1至 3-5, 并且第一输出轴 3-1及第二输出轴 3-2的输出端可以分 别对应地伸出上外壳 3-9或下外壳 3-8。 在下外壳 3-8的外围设置有第一从 动齿轮 3-6, 在第二输出轴 3-2的输出端则设置有第二从动齿轮 3-7。

第一主动齿轮 4-2设置在第一步进电机 4-1的转轴上, 对应地, 第二主 动齿轮 5-2设置在第二步进电机 5-1的转轴上。第一主动齿轮 4-2与第一从 动齿轮 3-6相啮合, 第二主动齿轮 5-2则与第二从动齿轮 3-7相啮合。

丝杆 6的一端与差速器 3的第一输出轴 3-1的输出端相连接,另一端则 伸入外壳上设置的丝杆固定孔, 并与丝杆固定圈 10相连, 由此, 丝杆可随 第一输出轴 3-1的转动而转动,丝杆 6在转动时其相对于外壳的位置保持不 变。 移动块 7则与丝杆 6螺紋连接。

如此设置, 可通过第一步进电机 4-1的单独运转、 或第二步进电机 5-1 的单独运转、 或者两个步进电机的同相 /反向运转, 带动第一输出轴 3-1 的 转动, 从而带动丝杆 6转动, 并进一步促使移动块 7沿丝杆 6的轴向作上下 运动。

需要说明的是, 众所周知, 差速器的是一种能使旋转运动自一根轴传至 两根轴, 并使后者相互间能以不同转速旋转的差动机构 。 差速器一般配置有 一输入轴和两输出轴。 而本发明则是利用了差速器的工作原理, 并将两根输 出轴中的一根作为第二输入轴来使用, 从而使得剩下的输出轴可根据两根输 入轴不同的输入传动情况而产生不同的转速及 旋转方向。例如,在本发明中, 假设第一步进电机所能提供的传动比为 0. 75,第二步进电机所能提供的传动 比为 0. 5, 当两个电机同向运转时, 第一输出轴输出的传动比为 0. 25; 当两 个电机反向运转时,第一输出轴输出的传动比 为 1. 25, 当两个电机单独运转 时, 则可以分别输出 0. 75或 0. 5的传动比。 这样就可以通过两个电机运转 状态的不同, 让丝杆产生 4种不同的转速。

只需将上述的调整机构 100置于激光准直仪器内, 让移动块 7与仪器中 控制水平位置的部件相连接, 再让激光准直仪器中的水平传感器与电机相 连, 让水平传感器控制电机的运转状态带动移动块 的上下移动, 来实现仪器 中激光部件的找平。

进一步为了防止移动块过分的移动行程对仪器 外壳产生的损坏,可以在 移动块 7上设置一限位片 11,而在第二壳体 2内对应设置有限位电路板 12。 如图 1、 3、 4A-4C所示, 该限位片 11为一直角弯折片, 其主体部分 111与 移动块 7的一侧面相固定, 弯折部分 112朝向限位电路板 12。 限位电路板 12向限位片 11伸出上下一对 U形槽 121、 122, 在这对 U型槽中设置有光电 管, 限位片的弯折部分 112随移动块 7的移动在这对 U型槽中移动, 根据限 位片 11在 U型槽中不同的位置, 判断是否处于极限位置。 如图 4A所示, 限 位片 11的弯折部分 112同时遮挡上下 U型槽中的光电管, 此时移动块处于 正常位置。 图 4B及 4C则分别示出两个极限位置。 在图 4B中, 上方 U型槽 121中的光电管未被遮挡, 移动块 7处于底部极限位置; 而在图 4C中, 下方 U型槽 122中的光电管未被遮挡, 移动块 7则处于顶部极限位置。

图 5及图 6则示出一种具有该调整机构 100的激光准直仪器 200。 该激 光准直仪器可以是激光扫平仪或激光点线投射 仪。该激光准直仪器包括壳体 (未示出), 收容于该壳体内的摆动支架 210、激光器(未示出)及水平传感 器 220。 通常, 三者是相对固定而设, 即三者的水平位置关系保持一致。 在 摆动支架 210上设置有一连接杆 211, 该连接杆 211可以直接与移动块 7连 接或枢轴连接。

作为一种优选实施例, 本发明提供另外一种连接杆与移动块的连接方 式。 请参见图 1, 在调整机构 100的外壳内具有一与丝杆 6相互平行的限位 杆 9,移动块 7朝向该限位杆 9伸出一对平行且有一定上下间隔的平行杆 8, 限位杆 9位于这对平行杆 8之间。 这样移动块 7、 一对平行杆 8以及限位杆 9构成了一连接区域, 而摆动支架 210的连接杆 211则可伸入该连接区域, 这样就可以实现连接杆 211与移动块 7之间的连接。

在一些其他实施例中, 让连接杆 211伸入这对平行杆 8的上下间隔, 也 可以实现连接杆 211与移动块 7之间的连接。

平行杆 8与限位杆 9的设置是为了避免移动块 7与丝杆 6共同旋转,而 无法上下移动。 当然其他的方式也可以实现这个效果, 例如之前提及的让连 接杆 211直接与移动块 7连接或枢轴连接。

为了让水平传感器 220所感测到的摆动支架水平位置信息与电机的 工作 状态相关联, 可以将水平传感器 220与两个步进电机电性连接, 通过其感测 到的水平位置信息来控制两个步进电机的运转 状态。例如, 当摆动支架的实 际位置与水平位置偏差较大时, 如图 3所示的 12度, 水平传感器让两个步 进电机同时反向运转, 让丝杆产生较高的转速, 提高调整速度, 让摆动支架 快速地接近水平位置; 当摆动支架的实际位置快接近水平位置时, 如图 4所 示的 1度,水平传感器可以只让某个电机运转,或 两个电机同时同向运转, 以降低丝杆的转速, 提高调整精度。 当然, 在其他实施例中, 可以加设一控制装置 (未示出), 该控制装置 可以根据水平传感器反馈的位置信息控制两台 步进电机的运转模式。

应当注意的是, 本发明的实施例有较佳的实施性, 且并非对本发明作任何形 式的限制,任何熟悉该领域的技术人员可能利 用上述揭示的技术内容变更或 修饰为等同的有效实施例, 但凡未脱离本发明技术方案的内容, 依据本发明 的技术实质对以上实施例所作的任何修改或等 同变化及修饰,均仍属于本发 明技术方案的范围内。