一种用于激光防伪平台的调焦机构设计

滚珠丝
２ ｌ ，３ ４ ：１ ｏＯ３ （ ）４
［］ ３ 昌剑， 李志来， 金光． 微粒子观测相机调焦机构设计［ ］ Ｊ．中国光 学与应用光学， ０ ， ６ ：１－ ５ ２ ９２ ） ４５ ０ （ ５ １
［］ ４ 张春林 ， 宋立维． 电机驱动的 经纬仪调 焦机 构设计 ［］光机 直线 Ｊ．
量等要求 ； 滚珠丝杠组件采用集成式安装方式， 在保证精
度前提下 ， 使总质量尽可能轻。
基金项 目： 广东省省部产学研结合项目（００ ０００２１ 。 ２１Ｂ９４０７） 作者简介 ： （９９ ， 山西介休人， ￣ １７ 一） 男， 汉族， 车辆工程硕士， 讲
师， 研究方向为机械设计及噪声检测与控制。 科长，
滚珠丝杠组件采用集成式组装 ， 除一个滚珠丝杠副 外， 另外集成一个直线导轨组件 ， 直线导轨 的滑块集成在 滚珠丝杠螺母上， 高精度、 小螺距 的丝杠和螺母的配合使 机构的空回量减少 ， 分辨率提高， 自锁性能提高； 直线导轨 机构使摄像头安装足够稳定 ， 整体晃动现象有很大改善 ， 从而全面提高 了机构运动的精度和重复性 ； 联轴器的使
４ 调焦 机构检 测
４１ ． 检测要求 经过加工 ， ， 试装 对调焦机构进行功能检测 ， 具体要求
收稿 日期 ： １ — — ０ ２２ ３７
图３ 滚珠丝杠设计图
电信息 ， １ ， （ １ ： — ０ ２ ０２ １ ）４ ４ ７ ８９
除滚珠丝杠组件以外 ， 所有底板、 连接板 、 安装板等全
［ ］柴方茂 ， ５ 樊延超． 一种新型调焦机构设计 ［ ］光机 电信 息， １， Ｊ． ０ ２ ０
７ ６ ：７１ ２ （ ） １—８
部采用铝合金材料 ， 其密度较低 ， 满足使用过程 中强度、 质
用， 消除了加工和装配过程 中的应力。
构简单 ， 体积小 ， 质量轻 ， 加工周期短 ， 精度高 ， 满足设计要
求。
参考文献
［］ １林为才． 经纬仪调焦机构设 计 ［］光机 电信 息 ， １，７ １）８— Ｊ． ２ ０２ （２ ： ０ ９
９ ｏ
［］ ２ 林为才 ， 王晶． 一种高精度调 焦机构 设计 ［］长春 理工大学学报 ， Ｊ．
２ 在 １ ｒ行程内往复运动 １０次后 ， ） ０ｔｎ ｕ ０ 定位精度不劣
于 ０ １ｍ ． ｍ；
母、 直线导轨等结构组成 。步进 电机输 出动力， 通过联轴 节传递给丝杠和螺母 ， 从而完成了圆周运动到水平直线运
接机构， 最终实现调节焦距的 目的。
３ 振动检测： ） 经过不低于 １ ｍ运输后 ， ０ ｋ ０ 能在不高于 ４２检测结果 ． １在 １ ｒ 行 程 内往复移动镜 头（ ） ０ｍｆ ｌ 速度不低 于 ５ ０ ｍ ／ ）通过同轴： －角形检测焦平面上圆形投影的中 ｍ ｓ， ￣ － ＂
摄像 头安装板 滚珠丝杠组件 步进马达
试时间可控制在 ３ｍｎ ｉ 左右。
图２ 调 焦 机 构 设 计 图
５ 结论
调焦机构作为激光防伪认证系统的图像识别 系统的 重要组件 ， 采用选择滚珠丝杠机构 ， 了以往调焦机构 解决
无法对焦 、 振动大的问题。经加工后试装检测 ， 该机构结
・
４８ ・
量轻， 加工周期短。
如 Ｆ：
３ 调焦机构的结构及工作原理
滚珠丝杠式机构 ， 结构设计如图 ２ 。这种调焦机构
主要由带细分的步进 电机、 高精度滚珠丝杠、 滚珠丝杠螺
１ 在 １ ｉ行程 内往复移动镜 头 （ ） ０ｍｌ ｌ 速度 不低于 ５ ０ ａ ｓ， ｒ ／）通过同轴光在三角形检测焦平面上的圆形投影的 ｍ 中心区域 ， 肉眼观察不应有明显抖动与光轴中心的漂移；
动的转化 ； 螺母的水平直线运动 ， 通过摄像头连接板等连 ５ｍｎ内， ｉ 经简单调教或装配后 ， 能达到设计要求。
心区域 ， 光轴中心稳定 ４ ） ７Ｐ２型步进电机 ， 每步转角为 １２ ， ．。 转动惯 量 为 １０ ｇ・ ｒ 。滚珠 丝 杠组 件 采用 ＭＳ Ｍ １ ｃ ２ ｎ ｉ ｉ Ｕ Ｌ ２定位精度为００ ／， Ｘ， ．６ｍｌ背隙为００ ｒ， ｌ ．１ ｎ重复定位精度 ｕ ｔ 为 ± ．０ ｌ， 动平行度为 ００５ｉ ｌ Ｏ０５ ｎ移 ｍ ．２ ｎ ｎ 。最终检测得到 的调焦精度为 ００１ｒ ００７ｒｌ ．６ ｍ－ ． １ 。 ａ ６ Ｉｌ ｌ ３ 本机构可靠性较高， ） 抗振动能力较强， 拆装简便 ， 调